奢侈品的染紫色工藝探討

奢侈品的染紫色工藝探討

0天然使用于不同識別的綠色分散劑瑪瑪是七寶（金、銀、蛇、琥珀、南宋、虎、瑪）之一。其質地細膩,光澤亮麗,且有各樣艷美的顏色,加上硬度適宜(6.5~7.0),是雕琢美術工藝品的上等原料?，旇慕Y構上看是一種纖維狀二氧化硅隱晶質亞種的條帶狀集合體,具有各種厚薄不同、顏色或色調不同及不同透明度的成層的條帶。但對大多數(shù)天然瑪瑙來說,其顏色并不理想,一般呈乳白色或灰白色,因此,作為裝飾品,在寶石市場上,改色瑪瑙隨處可見。在可查的資料中,瑪瑙染紅、黑、綠等幾種顏色的工藝均有報道,但瑪瑙染黃色的具體工藝卻未能查到。一方面,可能由于可見光譜中對應于黃色的波長是570nm~600nm這個很小的范圍,染色不易;另一方面,由于用黃色來做裝飾的需求不多。但隨著人們欣賞水平的提高,黃色瑪瑙的需求也越來越大。本文通過對比實驗,得到較為鮮艷的黃色瑪瑙;并且研究了影響瑪瑙染色的因素。1巴西瑪圖致色離子瑪瑙是一種隱晶質的石英微晶組成的集合體,這種石英微晶可呈針狀、粒狀、短纖維狀等,且經常以較松散的狀態(tài)混雜在一起。由于結構較松散,致使瑪瑙有很多微孔隙,染色就是利用這種孔隙,把有顏色的物質滲透到瑪瑙的孔隙中,以此改變瑪瑙的體色?？梢缘弥?孔隙度越大,孔隙連通性越好,越容易染色。本實驗使用的巴西瑪瑙,在高倍顯微鏡下可以看到,其結構是以交織纖維狀為主,微孔隙度和孔隙連通程度都較好。因此,巴西瑪瑙是比較容易染色的。致色離子的滲入一般是以離子形式擴散的,把瑪瑙浸泡在含有致色離子的溶液中一段時間,使致色離子充分擴散到瑪瑙內,然后經過加熱或其他方法進行固色處理,致色離子變成穩(wěn)定的染色顏料,瑪瑙就呈現(xiàn)出要求的顏色。實驗所用的是Fe(NO3)和HCl以一定比例配成的著色溶液。因為Fe3+在物質中存在的狀態(tài)不同,其顯示的顏色也是不同的,比如,當Fe3+在晶體中以替位形式存在時,晶體會變成紫色,當Fe3+以間隙充填式存在時,晶體會變成黃色。Fe3+在瑪瑙中雖然填充的是石英微晶之間的空隙,但Fe3+也會填充在石英微晶晶體內的微裂隙中。在這些間隙中隨著加熱溫度的不同,Fe3+呈現(xiàn)出不同的顏色。在某溫度時,Fe3+可以形成水合氧化鐵沉淀,這種水合氧化鐵即氧化鐵黃是一種高著色力的黃色顏料,在這種情況下,瑪瑙就被染成黃色。當繼續(xù)升高溫度時,Fe3+在空氣中生成紅色的氧化鐵,這是瑪瑙染成紅色的原理。可以看出,以Fe3+作為致色離子,溫度的精確控制是關鍵的。2實驗過程2.1試樣的處理和試驗過程所用Fe(NO3)3是用濃硝酸和鐵片反應生成,硝酸為18ml,鐵片為5g。生成的Fe(NO3)3是黃棕色的液體。用生成的Fe(NO3)3分別配制下表中所示的四種溶液。溶液配制如表1所示。所用的瑪瑙為兩種:一種是經過加熱處理的,在大氣氣氛下400℃燒3h,瑪瑙由原來的灰色變成純白色,記為試樣A;另一種是不經處理的天然瑪瑙(這種瑪瑙本身為灰白色),直接使用,記為試樣B。在所配制的每種試液中都放A和B兩種瑪瑙試樣,室溫下泡7d,取出瑪瑙觀察(表2):最后把浸泡好的試樣分別在210℃、300℃、400℃的馬弗爐中加熱2h,自然冷卻。最后的結果顯示,210℃時為最好的溫度點,具體如表3。用試液1處理過的瑪瑙經過210℃熱處理后,變成黃色,顏色比較鮮艷。但用這種方法染成黃色的瑪瑙在放置一段時間(兩個月)后,顏色有減退,比剛經過熱處理的瑪瑙顏色稍淡,說明鐵離子在這種狀態(tài)下不是最穩(wěn)定的,會發(fā)生擴散或氧化現(xiàn)象。另外由于瑪瑙是不定形物質,所以擴散過程中Fe3+的濃度不均勻,因此在熱處理后總有少量的紅色氧化鐵呈現(xiàn)在瑪瑙表面,致使用Fe3+染黃色不均勻。2.2熱處理a保護試驗使用FeCl3做染色劑也可以使瑪瑙變成黃色。使用Fe2O3(1.2g)和濃HCl(5ml),生成FeCl3,把試樣A瑪瑙浸泡在FeCl3中,7d后,發(fā)現(xiàn)瑪瑙呈很淡的黃綠色,經過200℃熱處理3h后,可以看到瑪瑙呈較淡的黃色。3熱處理對淡水瑪圖的影響(1)用Fe3+作為染色離子可以使瑪瑙變成黃色,Fe(NO3)3比FeCl3的效果好。(2)用Fe(NO3)3來做染色劑時,必須加入一定量的濃HCl,由對比實驗可知,沒用HCl的試液對瑪瑙染黃不起作用,不能使瑪瑙變色,可能是由于其還原性可以加速Fe3+的擴散。(3)KMnO4在染色溶液中有一定的作用,由試液1和試液2對比可知,經KMnO4的試液2泡過的瑪瑙在經210℃熱處理后,仍為黃色,而未含KMnO4的試液2泡過的瑪瑙在210℃熱處理時,卻變成了深紅色,可見KMnO4對瑪瑙熱處理時保持黃色有一定的積極作用。但如果加熱溫度再高的話,試液1和試液2泡過的瑪瑙都會變成紅色。(4)對不同瑪瑙試樣A和B,染色的效果也不同。試樣A經試液泡過后,表現(xiàn)出明顯分層現(xiàn)象,即瑪瑙的染色部分和未染色部分的界線很明顯,未能染色的部分再經浸泡仍然不易致色,可能是由于浸泡前的熱處理改變了瑪瑙的內部結構的原因。而用試樣B染色,卻比較均勻,只要泡的時間足夠長,就可以染得很均勻,然后,再經過熱處理,瑪瑙的本身的灰色消失,表現(xiàn)出均勻的黃色。(5)瑪瑙屬于隱晶質無定形聚合物,所以在浸泡過程中,在瑪瑙不同部位,Fe3+離子擴散的能力或程度不同,造成Fe3+在有些部位多,有些部位少,在熱處理時,有些部位的離子就變成了氧化鐵,有些部位沒有變,因此,在所染制的黃色瑪瑙中,會有少量顏色較深的部分。所以,在浸泡過程中,使用攪拌措施可以使著色均