Tìm hiểu cơ bản về nguyên liệu, phụ liệu trong gia công chế tác kim hoàn

25/05/2013 09:06

1- Hiểu biết cơ bản về vàng :

Vàng được loài người tìm thấy trong thiên nhiên từ rất lâu. Trong tự vị cổ ấn độ từ năm 6000 trước đây đã có ghi từ “vàng”.

Vàng tồn tại trong tự nhiên như một thành phần cấu tạo nên vỏ của trái đất chiếm tỷ lệ 4,3 x 10^-7%. trong nước biển cũng chứa một lượng vàng trung bình khoảng 0,05mg/m³. Người ta khai thác vàng chủ yếu từ các mỏ dưới dạng vàng gốc và vàng sa khoáng (tức là đào đãi từ đất đá, cát sỏi)

Từ thời khởi thuỷ xa xưa, khi con người phát hiện ra sự có mặt của vàng trong tự nhiên, người ta đã tìm đủ mọi cách nhằm khai thác được vàng. Nhưng tổng số vàng đã khai thác từ đó đến nay chỉ đủ làm 1 khối đặc thể rắn có thể tích bàng 16 m³ tức là tương đương với kích thước của toà nhà lớn. Bởi vậy vàng được xếp vào hàng kim loại quý và hiếm.

- Tính chất vật lý (lý học) của vàng:
Vàng thực chất là 1 kim loại mầu vàng sẫm, ánh đỏ có tên la tinh là: aurum (ký hiệu là Au). Ở nhiệt độ môi trường bình thường, vàng tồn tại ở thể rắn có khối lượng riêng d = 19,346 gr/cm³ tại nhiệt độ 20^oc . Nhiệt độ nóng chảy của vàng là 1.064^oc, nhiệt độ sôi ban đầu 2807^oc à 2950^oc . Khi nóng chảy, vàng dễ dàng hoà tan với các kim loại mầu khác như: đồng (Cu), bạc (Ag), kẽm (Zn), nhôm (Al), thiếc (Sn), Niken (Ni) v.v. . .

Từ trạng thái chảy lỏng đến điểm đông đặc hoàn toàn thể tích của vàng giảm rất nhiều. khi nguội tới điểm nóng đỏ, nếu trong vàng có lẫn các kim loại khác đột nhiên bề mặt xuất hiện mầu lục sẫm. Sự có mặt các kim loại khác lẫn trong vàng sẽ làm thay đổi đáng kể kết cấu tinh thể của vàng làm cho nó trở thành một hợp kim cứng rắn, đàn hồi hoặc giòn vỡ tuỳ theo tính chất và hàm lượng của kim loại có trong hợp chất.

Vàng nguyên chất là một kim loại tương đối mềm, dễ kéo dài, dát mỏng, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Vàng còn là một chất có tính phản xạ tuyệt vời nếu phủ lên bề mặt vật thể một lớp vàng mỏng nó có thể phản xạ tới 90% sự phóng xạ có mật độ cao hoặc bức xạ nhiệt.

Tính chất hoá học của vàng:
- Vàng là một kim loại không tan trong đơn chất axít, không bị ôxy hoá trong môi trường tự nhiên, không bị tác động bởi các muối kiềm. Vàng tan mạnh trong hỗn hợp axít HCL (axít clo hydríc) và axít HNO3 (axít nitric) với tỷ lệ: 1 phần HNO3 + 3 phần HCL (gọi là nước cường toan) khi đun nóng:

- AU + (3HCL + 1HNO3) ® HAuCL4 + H2O + NO2­.
- Vàng tan chậm trong dung dịch natri cyanua (NaCN) khi có sự tác động của ôxi già (h2o2) thì tan mạnh hơn:
Au + NaCN + H2O2 ® Na[Au(CN2)] +H2O

Các hợp chất của vàng như: AuCL3, Na[Au(CN2)] là những chất ôxi hoá rất mạnh nên dễ dàng dùng các chất khử như SnCL2 (muối clorua thiếc), FeSo3 (sunfat sắt), Na2SO3 (natrisunfit), AL (nhôm), Zn (kẽm)v.v.. Để giải phóng vàng ra khỏi hợp chất của chúng nhằm thu lại vàng nguyên chất.

- Vàng tan được trong thuỷ ngân lỏng tạo thành hỗn hống vàng + thuỷ ngân. Khi hàm lượng vàng trong hỗn hống đạt 15% au thì hỗn hống trở nên đông rắn.

- Vàng dễ hoà tan trong nhôm kim loại khi có nhiệt độ cao. Vàng nung nóng ở nhiệt độ 600°c nếu tiếp xúc với nhôm (Al) thì nhôm sẽ bị tan biến trong vàng trở thành hợp kim giòn vỡ ánh kim màu tím.

- Vàng được sử dụng trong cuộc sống với nhiều mục đích khác nhau trên các lĩnh vực khoa học kỹ thuật. trong đời sống xã hội, vàng được coi là tài sản có giá trị cao thường được lưu giữ làm nguồn tài chính dự trữ, dùng làm phương tiện thanh toán trong mua bán tài sản và một phần được dùng làm đồ trang sức. Đeo đồ trang sức bằng vàng có khả năng phòng chống các tác động của thời tiết đến sức khoẻ con người.

2. Các dạng hợp kim của vàng dùng trong chế tác trang sức.

* Vàng tây:
là hợp kim đa nguyên tố các kim loại màu mà trong đó thành phần của vàng là nguyên tố mang tính đặc trưng về giá trị của nó. vận dụng tính biến cứng của hợp chất các kim loại màu (các kim loại màu ở dạng đơn chất thường là mềm dẻo, nhưng khi pha trộn từ 2 nguyên tố trở lên với nhau thì trở thành một hợp chất bền vững có độ cứng cao, chịu mài mòn hoặc đàn hồi tốt).

- Người ta pha nấu vàng nguyên chất cùng với một số kim loại màu khác như: đồng (Cu), bạc (Ag), Niken (Ni) với những tỷ lệ thích hợp để tạo thành một hỗn hợp kim loại có tính bền cao chịu được sự va đập mà không biến dạng, chống được sự mài mòn, không bị oxi hoá trong môi trường tự nhiên, không bị tác động của các muối kiềm v.v.. dùng để chế tác các sản phẩm mỹ nghệ kim hoàn có hoạ tiết cầu kỳ, có nạm ngọc, gắn kim cương đảm bảo cho sản phẩm có độ kết cấu tốt, độ sáng bóng cao và không bị long, rơi mất đá, ngọc trong quá trình sử dụng.

- Căn cứ vào hàm lượng vàng có trong vàng tây mà xác định chất lượng của vàng tây (còn gọi là phân định tuổi vàng), ví dụ:
- Hợp chất có chứa 75% Au gọi là vàng tây 7 tuổi rưỡi Þ vàng 18k.
- Hợp chất có chứa 58,5% Au gọi là vàng tây 5,85 tuổi Þ vàng 14k.
- Hợp chất có chứa 50% Au gọi là vàng tây 5 tuổi Þ vàng 12k.

Để tạo ra vàng tây, trước khi nấu luyện vàng với những kim loại khác, người ta pha trộn các kim loại phụ cần thiết với nhau để tạo ra một hợp chất phụ gia gọi là “hội”. Mỗi quốc gia, mỗi phường thợ có một công thức chế hội khác nhau về tỷ lệ các kim loại phụ có trong đó. Chất liệu hội khác nhau khi đem pha nấu với vàng sẽ thu được vàng tây có đặc tính khác nhau về màu sắc và các cơ lý tính khác. Bởi vậy vàng tây của nga có màu sắc khác vàng tây của italia.

Với lòng say mê nghề nghiệp và trí sáng tạo trong nghiên cứu khoa học kỹ thuật, giám đốc công ty bảo tín minh châu đã thành công trong việc chế luyện ra loại vàng tây đặc biệt của BẢO TÍN MINH CHÂU được các tính chất ưu việt hơn hẳn các loại vàng tây khác do thợ việt nam chế thường thấy trên thị trường vàng trang sức việt nam.

*Vàng trắng:
- Là hợp kim đa nguyên tố các kim loại màu quí hiếm pha trộn với vàng nguyên chất nhằm làm cho màu cơ bản của vàng nguyên chất biến mất tạo thành một hợp kim của vàng có màu trắng bạch kim nhằm thay thế phần nào kim loại platin trong kỹ nghệ chế tác trang sức có gắn kim cương, ngọc quý để hạ giá thành sản phẩm mà vẫn đảm bảo các tính chất kỹ thuật, mỹ thuật cần thiết.

- Vàng trắng được chế với chất lượng thông dụng ở hàm lượng 75% au

Þ Vàng trắng 18k, 58,5% Au Þ vàng trắng 14k.

Do vàng trắng là hợp kim của vàng nên dù sao vẫn còn hiển thị ánh kim màu vàng rất nhạt. Vì vậy khâu hoàn thiện cuối cùng của công nghệ chế tác trang sức bằng vàng trắng, người ta phải xi, mạ lên bề mặt của sản phẩm một lớp hợp kim rođititan nhằm đạt màu sáng trắng và có tác dụng bảo quản độ sáng bóng của đồ vật.

* Platin:
Platin là một nguyên tố đơn chất kim loại màu trắng ký hiệu là Pt. platin có tính dẻo dai, dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt không bị oxi hoá, không bị axít ăn mòn. Platin không tan trong đơn chất axít nhưng tan mạnh trong hỗn hợp axít 3HNO 3 + 1HCL (gọi là nước cường toan nghịch) khi đun nóng.

Pt có trọng lượng nguyên tử = 195,09.
Pt có khối lượng riêng: d = 21,45gram/cm3
Nóng chảy ở nhiệt độ 1700°c.

Platin được sử dụng nhiều trong kỹ thuật công nghệ cao như: dụng cụ trong các phòng thí nghiệm, lõi can đo nhiệt của lò nung cao tần.v.v.. platin cũng được dùng để chế tác trang sức cao cấp có gắn kim cương. Do nhiệt độ nóng chảy của pt cao hơn rất nhiều so với vàng nên kỹ nghệ gia công chế tác rất khó khăn và giá thành sản phẩm cao.

Sử dụng đồ trang sức bằng platin có tác dụng chống lại sự căng thẳng của thần kinh. Dùng platin cạo gió ở cổ tay, thái dương, dọc sống lưng sẽ làm thư giãn thần kinh.

* Vẩy hàn:
Vẩy hàn cũng là một hợp kim của vàng, thành phần cơ bản của vảy hàn vàng cũng gần giống như vàng nhưng trong đó người ta pha thêm một lượng nhỏ chất trợ chảy như: kẽm (Zn), cađimi (Cd), nhằm làm cho nhiệt nóng chảy của vảy hàn thấp hơn nhiệt nóng chảy của vàng tây để dùng vảy hàn làm chất kết dính khi hàn chắp các chi tiết tạo nên sản phẩm. Hợp kim phụ được chế vảy hàn được gọi là “hiệp”.

- Đơn vị đo trọng lượng của vàng:
Trên thị trường thế giới hiện nay thường dùng các đơn vị đo trọng lượng vàng là: gram, đồng cân (chỉ), ounce (oz), troy ounce (oztr).

Trên thị trường giao dịch việt nam thường dùng đơn vị tính bằng đồng cân (chỉ).
Một đồng cân (chỉ) = 3,75gram
Một đồng cân (chỉ) = 10 phân = 100 ly = 1000 lai (zem)
Mười đồng cân = 1 lượng (cây).
Một kilôgam = 26,666 lượng (cây) = 266,66 chỉ = 2666,6 phân = 26666 ly = 266660 lai (zem).

Thị trường giao dịch thế giới có những đơn vị ounce:
- Avoidrupoids ounce viết tắt là oz hoặc ozavdp. 1ounce = 28,394 gram.
- Troy ounce viết tắt là oztr. 1troy ounce = 31,103 gram = 8,294133 chỉ.
- Các phương pháp xác định tuổi vàng.

Vàng là vật chất kim loại tồn tại ở thể rắn, trong môi trường tự nhiên không bị biến đổi màu sắc, hình dạng do tác động của yếu tố môi trường như: ánh sáng, nhiệt độ. Vì vậy tuổi vàng là khái niệm chỉ độ nguyên chất về hàm lượng của vàng. vàng có độ tinh khiết cao thì gọi là tuổi vàng cao, vàng có lẫn càng nhiều các kim loại khác thì tuổi vàng càng thấp.

Trên thế giới có những đại lượng khác nhau về quy ước tiêu chuẩn chất lượng của vàng:
- Tiêu chuẩn kỹ thuật tính tuổi vàng bằng %.
- Tiêu chuẩn thương phẩm tính tuổi vàng bằng kara (k).

Mối quan hệ tiêu chuẩn chất lượng tương ứng của vàng giữa % và kara (k) được trình bày như sau:

Từ xa xưa việc xác định tuổi vàng chủ yếu dựa vào cảm quan của người thợ như thính giác, thị giác. Vì vậy việc xác định tuổi vàng phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm, năng khiếu của người thợ kim hoàn. Ngay cả người thợ kim hoàn lành nghề, giàu kinh nghiệm cũng không thể xác định tuổi vàng chính xác 1 cách tuyệt đối được.

Ở việt nam vàng có hàm lượng từ 90% au trở nên thường gọi là vàng ta. Hàm lượng dưới 90% Au mà có lẫn đồng thì gọi là vàng tây.

Xác định tuổi vàng theo kinh nghiệm dân gian:

* Thử bằng ngọn lửa:
dùng ngọn lửa đèn xì nung chảy tập trung tại một điểm bất kỳ của chiếc nhẫn. khi để nguội chỗ bị đốt chảy để lại bề mặt bóng là không lẫn đồng, nếu phần bị đốt cháy không nhẵn bóng mà bề mặt gai gọi là vàng sạn tức là lẫn đồng. Sau khi thử chảy bóng tại một điểm, nhúng nước để nguội lau khô. gõ chiếc nhẫn lên mặt đe bằng thép nếu chỉ nghe tiếng “bịch” mà không có âm ngân thì được gọi là vàng tốt. trong dân gian có câu “vàng câm, bạc cạch” ý nói hai thứ kim loại này khi gõ không phát ra tiếng kêu có âm ngân là chất lượng của kim loại đạt độ tinh khiết cao. nếu khi gõ phát ra tiếng kêu “keng” càng rõ là vàng tây càng thấp tuổi.

* Thử tuổi vàng bằng đá thử và mẫu chuẩn (chùm vị).
Để kiểm tra xem vật thể có phải là vàng hoặc có hàm lượng vàng hay không? Trước tiên ta mài hoặc trà giấy nhám lên một chỗ trên bề mặt của vật thể, chấm lên chỗ đã mài một vài giọt axít nitric (HNO3) nếu thấy có hiện tượng sủi bọt là hiện tượng đồng (Cu) phản ứng với HNO3 có thể kết luận là không phải vàng hoặc nếu có vàng thì hàm lượng rất ít.

Dụng cụ thử vàng bằng phương pháp thử đá gồm có: một hòn đá màu đen, bề mặt nhẵn chịu được axít cùng với một chùm mẫu gồm nhiều thanh kim loại sâu lại giống như chùm chìa khoá. Trên mỗi thanh kim loại đó người ta gắn một mẩu vàng, mẫu có độ tuổi theo thứ tự từ thấp đến cao dùng làm mẫu chuẩn.

Cách thử: ta mài một chỗ của vật thể lên hòn đá đen tạo thành một vệt rõ ràng trên bề mặt đá. qua đó ước chừng độ tuổi tương đối của vật thể, sau đó chọn mẫu đã biết hàm lượng có độ tuổi tương ứng sát trên và dưới mức tuổi ước đoán của vật thể. Cọ tiếp hai vết vàng của hai mẫu đã chọn bên cạnh vết ban đầu tạo thành ba vết song song trên bề mặt hòn đá. dùng axít nitric (HNO3) phủ lên bề mặt của ba vết đã cọ, sau vài ba giây quan sát thấy trên bề mặt của hòn đá để lại các vết có ánh kim của vàng. so sánh vết cọ đầu tiên có màu sắc, mật độ ánh kim giống với vết cọ nào của mẫu thử thì kết luận tuổi vàng của vật thể trùng với tuổi vàng của mẫu đó.

Đương nhiên độ chính xác của phương pháp thử này chỉ là tương đối . ngày nay việc xác định tuổi vàng bằng các phương pháp dân gian dựa trên cảm quan chỉ dùng để kiểm tra sơ bộ nhằm nhận biết mà thôi.

Để xác định chính xác hàm lượng vàng (tuổi vàng), ngày nay các thiết bị kỹ thuật tiến tiến đã được ứng dụng vào việc kiểm tra chất lượng vàng phục vụ cho thị trường kinh doanh vàng và trang sức bằng kim loại quý. thông thường có 2 phương pháp kiểm tra chất lượng vàng bằng máy: phép đo tỉ trọng và phổ kế huỳnh quang tia x.

* Phép đo tỉ trọng:
là sự vận dụng định luật acsimét (áp xuất trong lòng chất lỏng) và khối lượng riêng của vật chất để xác định thành phần của vật chất đó. người ta đem cân khối lượng của vật thử (cân khô), sau đó cân vật thử trong nước tinh khiết. hai số liệu cân này được nhập vào máy vi tính xử lý theo phương trình lập sẵn sẽ cho kết quả là hàm lượng vàng(% ?) có trong vật thử. nhược điểm của phương pháp này là không thử được hàng rỗng và hàng có gắn đá. muốn thử phải gỡ đá và nấu chảy sản phẩm thử thành một khối đông đặc mới đo tuổi được.

* Phép xác định hàm lượng bằng phổ kế huỳnh quang tia x
Dùng hệ máy có nguồn phát tia x (một dạng máy phóng xạ nhẹ) và đầu thu có màng bằng nguyên tố Bari. chiếu quét tia x lên bề mặt vật thể, sự phản xạ ngược lại của kim loại được truyền vào máy tính xử lý mật độ, tần số sóng phản xạ theo chương trình lập sẵn để báo kết quả là hàm lượng vàng, bạc, đồng.

Nhược điểm của phương pháp này:
tia x chỉ chiếu quét trên bề mặt, không xuyên sâu trước khi thử phải trà hết lớp si mạ của sản phẩm.

3. Bạc kim loại:
Bạc là một nguyên tố kim loại màu trắng có khối lượng riêng d = 10,46gr/cm3 ở nhiệt độ 20°c. nhiệt nóng chảy của bạc là 960°c, sôi ở nhiệt độ 2.212°c. Bạc là kim loại tương đối mềm, dẻo dai: dễ kéo thành sợi, dễ dát mỏng. Bạc dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt, phản xạ ánh sáng mặt trời mạnh. Trong tự nhiên Bạc chiếm một khối lượng bằng khoảng 10-6% khối lượng vỏ của trái đất, nhiều gấp gần 20 lần so với vàng.                      

Bạc là nguyên tố kim loại có ký hiệu hoá học là (ag), không phản ứng với axít clo hydric (hcl) hoặc axít sunfuaric (h2so4) loãng. Bạc không bị oxi hoá ngay cả ở nhiệt độ rất cao, nhưng tan mạnh trong axít nitric (nho3) ở mọi nồng độ và hoà tan trong axít sunfuaric (h2so4) khi đun nóng.

Phản ứng với HNO3:
Ag + 2 HNO3 ® NO2­ + H2O + Ag HNO3

Phản ứng với H2so4 khi đun nóng:
Ag + 2 H2SO4® SO2­ + AgSO4 +2H2O.

Bạc dễ tác dụng với lưu huỳnh (s) trong môi trường tự nhiên. bạc để lâu ngoài không khí trên bề mặt của nó bị phủ một lớp mỏng sunfua lưu huỳnh màu nâu hoặc màu đen:
Ag + 2 H2S + O2 ® 2 AgS + 2H2o.

+ Bạc tan chậm trong dung dịch cyanua khi có mặt của oxi trong không khí:
4Ag + O2+ 8NaCN + H2O ® 4Na[Ag(CN)2] + 4NaOH + H2O.

+ Bạc dễ dàng tan trong thuỷ ngân lỏng tạo thành hỗn hống AgHg. Bạc được dùng nhiều trong nghề mỹ nghệ kim hoàn và trong các nhành công nghiệp khác như: hoá mạ, sản xuất phim ảnh, dụng cụ y tế, trong nghành cơ điện và điện tử.

* Nhận biết thông thường:
Khi gặp một vật thể kim loại muốn biết có phải là Bạc hay không, trước tiên ta dùng dũa, hoặc giấy nhám tạo một vết xước sâu trên bề mặt của đồ vật. nhỏ vài giọt axít HNo3lên vết sước đó, sau vài ba giây đồng hồ nhỏ tiếp lên đó vài giọt axít hcl. nếu tại điểm thử xuất hiện nhũ tương màu trắng sữa đó chính là Clorua bạc, ta xác định đồ vật này có Bạc. Khi gắp ánh sáng của môi trường tại vết thử chuyển từ màu trắng sữa sang màu xám đen đó là do clorua bạc (agcl) bị ánh sáng phân huỷ. Vết thử càng sẫm màu (từ màu cánh dán đến sám đen) thì hàm lượng ag càng cao.

Tác dụng của bạc với sức khoẻ con người :
Bạc đeo theo kiểu nào, ở vị trí nào cũng đều tốt cho sức khoẻ con người, càng đeo bạc nhiều trên người khớp và hệ thống tim mạch càng được hoạt động ổn định. bởi bạc nhạy cảm với lưu huỳnh (s) khi đeo đồ trang sức bằng bạc sẽ có tác dụng làm đào thải nhanh các độc tố chứa lưu huỳnh nhiễm trong cơ thể. vì vậy mà khi bị cảm gió, người ta thường dùng bạc để đánh gió. phương pháp chữa bệnh này được thừa nhận có tác dụng tốt từ ngàn xưa. cũng vì thế mà không có gì ngạc nhiên khi thấy đồng bào sống trong vùng rừng núi đeo nhiều đồ trang sức bằng bạc

nguồn Châu Khê
Kiến thức vàng vật chất