古法金飾品成分、表面特征及硬度淺析

2022-07-11 13:20:42李桂華丁秀云劉雪松孫永軍祝培明

超硬材料工程 2022年1期

李桂華，孫冰，丁秀云，杜冉，臧軍，劉雪松，孫永軍，祝培明

(1.山東省計量科學(xué)研究院山東省計量檢測重點實驗室，山東濟(jì)南 250014；2.國家黃金鉆石制品質(zhì)量檢驗檢測中心，山東濟(jì)南 250014；3.濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)南 250101)

古法金飾品[1]：主要由兩種或以上包括摟胎、刳胎、搟胎、錘揲、花絲、鏨花、失蠟澆鑄、金銀錯、鑲石、炸珠、吸珠、手工修金、點翠、燒藍(lán)等在內(nèi)的我國傳統(tǒng)金銀細(xì)金工藝制造而成的，集現(xiàn)代設(shè)計理念、中華民族傳統(tǒng)文化內(nèi)涵和表面呈亞光、砂狀肌理等古代宮庭金飾特征于一體的足金飾品。當(dāng)然古法黃金的制作也并非一味復(fù)古，而是保留古法制作工藝優(yōu)點的基礎(chǔ)上，合理利用現(xiàn)代的工具和技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代傳統(tǒng)理念和現(xiàn)代工藝制作出充滿古代風(fēng)格金屬首飾的一種工藝。古法金飾品整體造型飽滿，立體感強(qiáng)，呈亞光質(zhì)感，表面細(xì)膩通潤，砂地紋理均勻平整，有絹絲質(zhì)感，具有古色古香的韻味。2019年初上市的“古法黃金”，一路紅遍朋友圈、小紅書、抖音、微博及各大網(wǎng)站論壇，在國內(nèi)珠寶界刮起了一陣強(qiáng)勁的“新潮中國風(fēng)”。

那么市售古法金飾品其成分是否滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求？古法金飾品整體呈現(xiàn)亞光的質(zhì)感，其表面特征如何？經(jīng)過特殊工藝打造的古法金飾品硬度如何？上述問題文獻(xiàn)中鮮有報道。本文采用等離子發(fā)射光譜儀、粗糙度輪廓儀、顯微硬度儀對古法金飾品的成分、表面特征、硬度進(jìn)行了初步研究。

1 實驗

1.1 試劑

硝酸(分析純和優(yōu)級純)，鹽酸(優(yōu)級純)。

所用高純水由上海摩爾原子型1810D超純水機(jī)制備，其電阻率>18MΩ。所用標(biāo)準(zhǔn)溶液由國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院提供。

1.2 設(shè)備

賽多利斯(CPA225D型)分析天平，最大稱量220 g，感量0.01 mg。

PE8300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。選擇儀器工作條件：射頻功率1300W，等離子氣流量9 L/min，輔助氣流量0.2 L/min，霧化氣流量0.6 L/min，樣品提升量1.0 mL/min。重復(fù)測定2次，繪制工作曲線。

英國TAYLOR HOBSON Talysurf i-Series 2粗糙度輪廓儀。測量條件：0.12 μm，取樣長度Lc 2.5 mm，評定長度Ln 12.5 mm。

煙臺華銀HVT-1000A型數(shù)顯顯微硬度計。

1.3 實驗過程

(1)采用等離子發(fā)射光譜儀，依據(jù)GB/T 38145-2019《高含量貴金屬合金首飾金、鉑、鈀含量的測定 ICP差減法》[2]對古法金飾品的金及微量元素進(jìn)行檢測。

(2)采用等離子發(fā)射光譜儀，依據(jù)GB/T 28021-2011《飾品有害元素的測定光譜法》[3]對足金古法金飾品中As、Hg、Pb、Cd、Cr有害元素進(jìn)行檢測，As、Hg、Pb、Cd、Cr校準(zhǔn)溶液濃度點分別為：0、1.0、2.0、3.0、5.0 mg/L，分析波長分別為193.636、184.886、220.353、226.502、283.563 nm，檢出限分別為8、10、6、6、6 mg/kg。

(3)采用數(shù)顯顯微硬度計、光學(xué)顯微鏡觀察古法金飾品表面形貌；采用粗糙度輪廓儀測量樣品表面粗糙度，每個樣品測量3次，計算平均值。

(4)用顯微硬度計測試樣品的維氏硬度，每個樣品測量3次，計算平均值。實驗參數(shù)：載荷：0.2 kg，加載15 s。

2 結(jié)果與討論

2.1 古法金飾品的成分

采用ICP法對32件古法金飾品進(jìn)行檢測，主要測試國標(biāo)GB/T 38145-2019推薦的17種常規(guī)元素，測試結(jié)果見表1。

由表1可知該類飾品金含量均大于999‰，主要雜質(zhì)元素為Ag、Cu、Fe、Zn，與普通足金999飾品所含主要雜質(zhì)元素一致[4]。其中29件飾品銀含量最高，3件飾品銅含量最高，個別樣品中含有鉑。古法金飾品表面通常用銅刷打磨，在后期處理過程中，若處理不當(dāng)，會導(dǎo)致表面銅元素殘留，故表2中有3件首飾銅含量最高。

表1 古法金飾品金含量及主要雜質(zhì)元素

2.2 有害元素測試

飾品中存在可能對人體有害的元素主要有As、Hg、Pb、Cd、Cr。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 28480-2012《飾品有害元素限量的規(guī)定》[5]規(guī)定，首飾中As、Hg、Pb、Cd、Cr總含量分別不超過1000、1000、1000、100和1000 mg/kg。

用ICP法對8件不同廠家的古法金飾品進(jìn)行As、Hg、Pb、Cd、Cr有害元素測試，檢測結(jié)果見表2。

表2 古法金首飾有害元素含量

結(jié)果表明，8件古法金飾品中有害元素As、Hg、Pb、Cd、Cr含量均小于檢出限，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 28480-2012[3]規(guī)定。

2.3 古法金飾品的表面特征

2.3.1 古法金飾品的表面粗糙度

表面粗糙度是用來表示材料在被加工后的表面不平整度，是反映材料表面狀態(tài)的重要參數(shù)。評價表面粗糙度最常用的參數(shù)有Ra和Rz，Ra指在取樣長度L內(nèi)輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值，Rz指在取樣長度內(nèi)5個最大的輪廓峰高的平均值與5個最大的輪廓谷深的平均值之和，Ra和Rz值越大，表面越粗糙[6-7]。

采用粗糙度輪廓儀對六件不同廠家的古法金飾品表面粗糙度進(jìn)行測試，每件樣品測試3次，測試結(jié)果見表3。

由表3可知雖然6件古法金飾品表面均呈現(xiàn)亞光感，但表面粗糙度略有不同，Ra最大值為2.6 μm，最小值為1.0 μm，其中有5件樣品Ra在1.0～1.5 μm范圍內(nèi)。表面粗糙度Rz最大值15.3 μm，最小值為5.7 μm，均大于5倍的相應(yīng)Ra值。粗糙度輪廓儀標(biāo)準(zhǔn)塊的Rz約為Ra的2倍，古法金飾品Rz大于5倍Ra值，說明其表面存在較大的波峰波谷。