首饰金合金材料(精品)

首饰金合金材料（首饰金合金材料（ 1） 作者作者 :向雄志向雄志 本节内容本节内容 黄金的基本知识黄金的基本知识 黄金的历史黄金的历史 纯金的强化纯金的强化 白色金合金白色金合金 1，引，引 言言 黄金凭借其耀眼的光彩，自古以来成为人们黄金凭借其耀眼的光彩，自古以来成为人们 用于装饰的首选材料。但纯黄金质地过软，首用于装饰的首选材料。但纯黄金质地过软，首 饰容易损伤和变形。饰容易损伤和变形。 人们采用在纯金中添加其他元素制成金合金，人们采用在纯金中添加其他元素制成金合金， 通过向纯金中添加有一定量的合金元素可以提通过向纯金中添加有一定量的合金元素可以提 高合金的耐蚀性、耐磨性并调整合金色调。高合金的耐蚀性、耐磨性并调整合金色调。 好重！这 行头根本就 是中看不中 用！ 汝可知道何谓 K金乎？ K金常识金常识 所谓所谓 K ，又称为，又称为 “ 开开 ” ，每开，每开 ( 希腊字希腊字 Keration 的缩写的缩写 ,英文英文 carat、 德文德文 karat的缩写，常写作的缩写，常写作 “ k” ) 含金量为含金量为 4.166%， 其中其中 24K金含量理论值应为百分之百金含量理论值应为百分之百 ,销售中标有销售中标有 24K金不正确的金不正确的 ,不不 符合国家标准。根据国家新标准符合国家标准。根据国家新标准 首饰贵金属纯度的规定及命名方法首饰贵金属纯度的规定及命名方法 规定禁止在首饰标签上使用规定禁止在首饰标签上使用 “ 24K” 的字样，改用的字样，改用 “ 足金足金 ” 和和 “ 千千 足金足金 ” 。 千足金千足金 ：指金千分含量不少于：指金千分含量不少于 999（百分含量为（百分含量为 99.9%）的黄金首饰）的黄金首饰 ，千足黄金标志为，千足黄金标志为 “千足金千足金 ”、 “999金金 ”、 “G999”或或 “Gold 999” 足金足金 ：指金千分含量不于：指金千分含量不于 990（百分含量为（百分含量为 99%）的黄金首饰。）的黄金首饰。 足金首饰常标识为足金首饰常标识为 “足金足金 ”、 “990金金 ”、 “G990”或或 “Gold 990”。 目前市场上的 目前市场上的 K金金 常见的有常见的有 22K、 18K、 14K、 10K、 9K等多种。等多种。 包金和镀金首饰：包金和镀金首饰： 包金：包金： KF， 镀金：镀金： KGP或或 KP， 2，金合金的颜色，金合金的颜色 对于饰品合金，颜色是其对于饰品合金，颜色是其 最重要的性质之一。最重要的性质之一。 金合金的颜色取决于它的金合金的颜色取决于它的 反射率和入射光频率（或反射率和入射光频率（或 能量）。其本质是能带跃能量）。其本质是能带跃 迁，因此可以通过合金化迁，因此可以通过合金化 与能带结构变化的关系来与能带结构变化的关系来 了解颜色变化的机制。了解颜色变化的机制。 当入射光能量为当入射光能量为 2.3eV时，纯金的反射曲线时，纯金的反射曲线 上出现一个明显的吸收限上出现一个明显的吸收限 。这意味着电子由。这意味着电子由 d-带带 跃迁到导带中未被占据的态，从而使黄金呈现浓跃迁到导带中未被占据的态，从而使黄金呈现浓 黄色。铜的能带结构与金相似，能带跃迁产生在黄色。铜的能带结构与金相似，能带跃迁产生在 稍低能量处，因而呈现红色。银的能带结构也与稍低能量处，因而呈现红色。银的能带结构也与 金相似，相应的跃迁在远远超过可见光谱的紫色金相似，相应的跃迁在远远超过可见光谱的紫色 端产生，对于可见光的反射率非常高，这是银具端产生，对于可见光的反射率非常高，这是银具 有纯白色的原因。有纯白色的原因。 基于以上事实，可以推断基于以上事实，可以推断 Au-Ag合金合金 的颜色变化，由于金和银的电子结构非常的颜色变化，由于金和银的电子结构非常 相似相似 ，所以在银加入金中的情况下，所以在银加入金中的情况下， d-带带 与费米能级之间的能量间隙连续变宽。合与费米能级之间的能量间隙连续变宽。合 金不仅在红色和黄色范围内，而且在绿色金不仅在红色和黄色范围内，而且在绿色 范围内强烈反射，因而呈现淡绿色。随着范围内强烈反射，因而呈现淡绿色。随着 含银量的进一步增加，吸收限移到兰色和含银量的进一步增加，吸收限移到兰色和 紫色的范围之外，含紫色的范围之外，含 70at%Ag时，合金呈时，合金呈 现或多或少的白色。现或多或少的白色。 当镍和钯作为漂白元素加到金中去时，不能当镍和钯作为漂白元素加到金中去时，不能 采用上述的相关能级间隔连续偏移的概念。对于采用上述的相关能级间隔连续偏移的概念。对于 颜色变化的机制的解释是，假设颜色变化的机制的解释是，假设 1价贵金属与过渡价贵金属与过渡 族金属（如镍和钯）合金化时将出现族金属（如镍和钯）合金化时将出现 “实际束缚态实际束缚态 ”。这些试剂束缚态引起较宽的吸收峰最大值对。这些试剂束缚态引起较宽的吸收峰最大值对 Au -Ni系来说位于系来说位于 0.8eV， Au-Pd系位于系位于 1.7eV。这。这 就意味着向金中加入镍和钯时，在能量大大低于就意味着向金中加入镍和钯时，在能量大大低于 纯金产生吸收作用所需能量时，它们的吸收已成纯金产生吸收作用所需能量时，它们的吸收已成 为可能，因而这些合金的反射率在红色端和红外为可能，因而这些合金的反射率在红色端和红外 区已显著降低，这就是镍和钯能漂白金的原因。区已显著降低，这就是镍和钯能漂白金的原因。 金合金颜色的测量系统金合金颜色的测量系统 目前，目前， CIELAB方法是方法是 珠宝领域普遍采用的珠宝领域普遍采用的 颜色测量方法。颜色测量方法。 按照合金颜色不同，按照合金颜色不同， 将饰品金合金划分为将饰品金合金划分为 白色金合金白色金合金 彩色金合金彩色金合金 纯金首饰纯金首饰 金（金（ gold）一种化学元素，符号是）一种化学元素，符号是 Au ，荷电核数为，荷电核数为 79，原子量为，原子量为 196.96654， 属于属于 IB族。族。 金是一种柔软的、黄色的金属，是所有金是一种柔软的、黄色的金属，是所有 元素中延展性最强的一个。元素中延展性最强的一个。 1克金能抽成长克金能抽成长 达达 3km长的金丝，或压成厚约长的金丝，或压成厚约 0.0001mm 的金箔。这样薄的金箔看上去几乎透明，的金箔。这样薄的金箔看上去几乎透明， 而略带蓝绿色。而略带蓝绿色。 金的化学性质不活泼，不受空气和水的金的化学性质不活泼，不受空气和水的 作用，也不溶于一般的化学溶剂中。作用，也不溶于一般的化学溶剂中。 金不与空气中的氧作用，也不能与酸作金不与空气中的氧作用，也不能与酸作 用，而只能溶解于王水中用，而只能溶解于王水中 : Au+4HCl+HNO3HAuCl4+NO （ g） +2H2O 黄金的历史黄金的历史 世界黄金历史世界黄金历史 在距今在距今 4000 5000年的新石器时代：被人类发现年的新石器时代：被人类发现 。 公元前三千年：黄金在古埃及第一次被人类所认知公元前三千年：黄金在古埃及第一次被人类所认知 。 公元前公元前 600年：金币在小亚细亚的利迪亚王国首先年：金币在小亚细亚的利迪亚王国首先 被铸造出来。被铸造出来。 1717年：爱锡纽顿爵士就以其个人的经济实力建年：爱锡纽顿爵士就以其个人的经济实力建 立起黄金的兑换价，为金本位制奠定了基础。立起黄金的兑换价，为金本位制奠定了基础。 古埃及和古罗马的文明是 由黄金培植起来的。 我国黄金历史我国黄金历史 春秋战国时期，金银已经作为首饰和春秋战国时期，金银已经作为首饰和 商业的交易品商业的交易品 秦始皇统一中国后，开始铸造金元宝秦始皇统一中国后，开始铸造金元宝 唐朝以后，中国的黄金制造技术进一唐朝以后，中国的黄金制造技术进一 步发展。步发展。 美人首饰王侯印， 黄金的微合金化黄金的微合金化 按规定足金首饰中金含量必须达到按规定足金首饰中金含量必须达到 99%，而金合金中强化量在，而金合金中强化量在 0.3%以下。以下。 要使要使 99%的的 Au中达到足够硬度，工业上微中达到足够硬度，工业上微 合金化的方法。合金化的方法。 什么是微合金化什么是微合金化 : 添加合金元素在添加合金元素在 0.2%以下的合金方式以下的合金方式 . 低合金化合金低合金化合金 足金首饰足金首饰 990Au-10Ti合金合金 990Au 10Ti合金是一种具有时效合金是一种具有时效 硬化能力的合金，该合金呈金黄色，加硬化能力的合金，该合金呈金黄色，加 工性能良好，抗磨损能力强，而且通过工性能良好，抗磨损能力强，而且通过 热处理和冷加工硬化，可使合金的性能热处理和冷加工硬化，可使合金的性能 在相当宽的范围内调整，进而适应不同在相当宽的范围内调整，进而适应不同 类型饰品加工的需要。由于该合金的色类型饰品加工的需要。由于该合金的色 泽、纯度与纯金接近，综合性能好，因泽、纯度与纯金接近，综合性能好，因 而有可能成为世界各地普遍欢迎的新型而有可能成为世界各地普遍欢迎的新型 饰品合金。但是，由于这一合金含饰品合金。但是，由于这一合金含 Ti， 需要真空熔炼，熔炼工艺较复杂，目前需要真空熔炼，熔炼工艺较复杂，目前 在我国还未得到实际应用。在我国还未得到实际应用。 纯金的硬化纯金的硬化 纯金的热处理纯金的热处理 3，白色金合金，白色金合金 白色金合金是作为白色金合金是作为 Pt的代的代 用品而发展起来的。通常称用品而发展起来的。通常称 为为 “ 白金白金 ” 或或 “ 白白 K金金 ” 。 白色金合金优点白色金合金优点 价格低廉价格低廉 强度更高强度更高 熔点温度更低熔点温度更低 更好的流动性等更好的流动性等 白色金合金主要有白色金合金主要有 含镍白色金合金含镍白色金合金 含钯白色金合金含钯白色金合金 不含镍钯的白色金合金不含镍钯的白色金合金 含镍白色金合金含镍白色金合金 Au-Ni-Cu(Zn)系白色金合金目前市场上最为普遍的白色系白色金合金目前市场上最为普遍的白色 金合金金合金 。 含镍白色金合金的特点含镍白色金合金的特点 : 低廉的价格低廉的价格 较低的液相线温度较低的液相线温度 良好的机械以及铸造性能良好的机械以及铸造性能 良好的漂白效果良好的漂白效果 热处理性能不好热处理性能不好 镍会导致皮肤过敏镍会导致皮肤过敏 Au-Ni-Cu系白色金合金的合金性能决定于金系白色金合金的合金性能决定于金 -镍镍 ，金，金 -铜的二元体系的性能铜的二元体系的性能 。 Ni: 漂白，硬化漂白，硬化 Cu: 调节机械性能调节机械性能 Zn: 增强增强 Ni的的 “ 漂白漂白 ” 效果效果 常见的含镍白色金合金常见的含镍白色金合金 牌号 Au% Cu% Ni% Zn% 硬度 HV 液相温度 C 18k 75 2.2 17.3 5.5 220 960 18k 75 8.5 13.5 3 200 995 18k 75 13 8.5 3.5 150 950 14k 58.5 22 12 7.4 150 995 10k 41.7 32.8 17.1 8.4 145 1085 9k 37.5 40 10.5 12 130 1040 含钯白色金合金含钯白色金合金 对于对于 Au-Pd-Ag系合金系合金 ,由于由于 Au-Ag、 Au- Pd , Pd-Ag三个二元系都是连续互溶的，这三个二元系都是连续互溶的，这 种相结构的一个重要结果是种相结构的一个重要结果是 Au-Pd-Ag三元三元 合金的许多性能是平衡变化的合金的许多性能是平衡变化的 , 当添加当添加 Cu、 Ni、 Zn来强化合金时来强化合金时 ,强化的效果仅由强化的效果仅由 Cu+Ni+Zn的总量决定的总量决定 。 含钯白色金合金的特点含钯白色金合金的特点 具有温暖的略显灰白的色调具有温暖的略显灰白的色调 加工性能优良，可调范围大加工性能优良，可调范围大 合金熔点较高合金熔点较高 钯成本昂贵钯成本昂贵 常见的含钯白色金合金常见的含钯白色金合金 牌号 Au% Pd% Ag% Cu% Zn% Ni% 硬度 Hv 熔点 C 18k 75 20 5 100 1350 18k 75 15 10 100 1300 18k 75 10 15 80 1250 18k 75 10 10.5 3.5 0.1 0.9 95 1150 18k 75 6.4 9.9 5.1 3.5 1.1 140 1040 18k 75 15 3 7 180 1150 14k 58.5 20 6 14.5 1 160 1095 14k 58.5 5 32.5 3 1 100 1100 10k 41.7 28 8.4 20.5 1.4 160 1095 不含镍钯的白色金合金不含镍钯的白色金合金 类型 元素 完全互溶 Ag， Pt 有限固溶 Co， Cr， Fe 有限固溶并生成中间相 In， Al， Nb， Sn， Mn， Ta， Zn， Ti， V 目前不含镍钯的白色金合金正在被广泛的研究，但尚未发 现一个理想的替代元素能替代镍，钯的合金。 决定因素包括 : 漂白性 固溶性 安全性 元素 影响 说明 漂白效果 加工性能 Ag 中等漂白 良好 Cu 偏红（超过 3） 优良 Co 很轻微（ 1.5%) 不能 提高液像温度，硬度并会引起过敏 Cr 优良 优良 熔点过高 Fe 近乎完全漂白（ 16） 较差 抗腐蚀性能不佳 In 中等漂白（ 5） 不能 含量为 2时对颜色没有影响， Sn 中等漂白（ 6） 不能 很脆 Zn 中等漂白（ 5） 脆化 易于挥发，不易于熔炼，增加火裂倾向 Al 很轻微（ 1.5%) 差 易于形成氧化物 Pt 漂白效果接近于钯 价格昂贵 Ti 轻微可见（ 1.5%) 差 易于形成氧化物 Ta 轻微可见（ 7%) 差 提高液相温度，易于发生反应 V 强漂白性（ 25） 不能 提高液相温度，易于发生反应 镍标准镍标准 镍对皮肤的危害镍对皮肤的危害 金属镍及镍盐对皮肤的金属镍及镍盐对皮肤的 影响在生产中较为常见，影响在生产中较为常见， 主要表现为接触性皮炎或主要表现为接触性皮炎或 过敏性湿疹过敏性湿疹 。损害往往从。损害往往从 接触部位开始，有时可蔓接触部位开始，有时可蔓 延至全身。皮肤先有剧烈延至全身。皮肤先有剧烈 痒感，后呈丘疹，疱疹和痒感，后呈丘疹，疱疹和 红斑样，严重者可化脓、红斑样，严重者可化脓、 溃烂，急性期伴有发热。溃烂，急性期伴有发热。 瘙痒于晚间和炎热气侯更瘙痒于晚间和炎热气侯更 甚，故称甚，故称 “镍痒症镍痒症 “。 镍的致癌作用已为国外流行病学调查资料镍的致癌作用已为国外流行病学调查资料 所证实。所证实。 Doll发现接触某种镍化合物的工人肺癌发现接触某种镍化合物的工人肺癌 死亡率比正常人高死亡率比正常人高 10倍，鼻窦癌高出倍，鼻窦癌高出 900倍。接倍。接 触镍化合物的工人可见染色体畸变率增加。近年触镍化合物的工人可见染色体畸变率增加。近年 多方面研究的结果表明，镍化合物是一类活性相多方面研究的结果表明，镍化合物是一类活性相 当高的遗传毒物。当高的遗传毒物。 美国当地时间美国当地时间 11月月 23日消息，定于明年日消息，定于明年 1 月份开始发行的月份开始发行的 8种欧元硬币当中的两种镍含量种欧元硬币当中的两种镍含量 较高以致于对金属过敏的人很容易因此患上包括较高以致于对金属过敏的人很容易因此患上包括 手部湿疹在内的皮肤疾病。手部湿疹在内的皮肤疾病。 由瑞典一位皮肤科专家进行的研究显示，仅 由瑞典一位皮肤科专家进行的研究显示，仅 接触含镍合金的接触含镍合金的 1欧元和欧元和 2欧元硬币欧元硬币 5分钟就可能分钟就可能 出现包括皮肤过敏、搔痒在内的多种症状。这位出现包括皮肤过敏、搔痒在内的多种症状。这位 专家称，此前对法国、英国以及瑞典的含镍硬币专家称，此前对法国、英国以及瑞典的含镍硬币 进行的测试也显示这些硬币容易导致皮肤过敏。进行的测试也显示这些硬币容易导致皮肤过敏。 欧洲镍标准欧洲镍标准 EN1822： 1998 产品中释放的可直接进入并长期存在于皮肤中的产品中释放的可直接进入并长期存在于皮肤中的 镍的相关测试方法镍的相关测试方法 一些含镍合金和涂层对镍敏感人群的临床皮肤一些含镍合金和涂层对镍敏感人群的临床皮肤 过敏试验显示，利用目前的分析手段得到的高低过敏试验显示，利用目前的分析手段得到的高低 浓度能近似的与皮肤过敏试验反应结果相匹配。浓度能近似的与皮肤过敏试验反应结果相匹配。 并且，镍的释放速率阈值为并且，镍的释放速率阈值为 0.5g cm2 week 已经被列入欧洲国会和议会指示（已经被列入欧洲国会和议会指示（ European Parliament and Council Directive） 94/27/EC（ OJ No.L188 of 22.7.94）。）。 我国的相应标准我国的相应标准 GB/T 19719-2005：首饰镍释放量的测：首饰镍释放量的测 定光谱法定光谱法 本标准规定了首饰中镍的释放量的测试本标准规定了首饰中镍的释放量的测试 方法，以测定该样品的释放量是否大于方法，以测定该样品的释放量是否大于 0.5ug/cm2 /week。本标准适用于。本标准适用于 GB 11887-2002中中 4.3.2所规定的含镍首饰镍所规定的含镍首饰镍 释放量的测试，也适用于长期接触人体皮释放量的测试，也适用于长期接触人体皮 肤的制品。肤的制品。 镍释放实验镍释放实验 配制人工汗液配制人工汗液 人工汗液是含有人工汗液是含有 0.5氯化钠、氯化钠、 0.1乳酸乳酸 、 0.1尿素的去离子充气水溶液。我们将尿素的去离子充气水溶液。我