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人工宝石相关知识


浅谈仿宝石玻璃在国内的应用和现状 —— 潘炎生
2011-09-05
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爱美之心人皆有之,这是人类的天性。据现在各类考古发掘所知,早期的人类就用各种贝壳、兽齿、砾石等串成项链等饰物佩戴在身上。早在汉朝,人们就用各种青金石、孔雀石和玛瑙等作为饰物镶嵌在青铜器上,可见宝石与人类生活有着密切且不可分割的联系。

随着社会的发展和人类生活水平的不断提高,人们对宝石的需求也越来越大,尤其是近几十年,随着需求的扩大,宝石贸易也有了很大的发展。然而,巨大的宝石贸易额使得天然宝石越来越珍贵,也越来越少,在这种情况下,人工宝石逐渐顺理成章地填补了一部分的宝石贸易需求。众所周知,目前作为常用的人工宝石材料,主要有刚玉类宝石和合成立方氧化锆等几大类,玻璃是人造宝石中的一种,主要用作仿宝石。本文主要分析人工宝石材料中“仿宝石玻璃”的运用和发展。

首先,我们来看一下“玻璃作为人工宝石材料的应用情况”。一提到玻璃,很多人可能会想起灯具器皿,能联想到宝石的恐怕并不多见。其实,人们用玻璃作为“珠宝饰品”已有很久的历史,大约在公元前7000多年已出现了。因为当时制作技术有限,玻璃还很稀少,所以当时玻璃的身价和其他宝石没有太大的差别。随着玻璃制造业的发展,玻璃产量越来越大,它也就逐渐失去了作为宝石稀缺性的一大要素,而更多的被用于日常制品和器皿中去了。

玻璃作为人造宝石的材料应用,一般不怎么受人重视,关键是它太普通了,硬度也不高。众所周知,合成刚玉类宝石的摩氏硬度是9,合成立方氧化锆的氏硬度是8.5,而习惯上人们对宝石应具备的认知摩氏硬度应在7以上,而玻璃的摩氏硬度为5-6。从熔点来看,仿宝石玻璃有较大优势,二氧化硅要在1700℃以上的高温下才能熔融,并制成熔炼水晶玻璃,熔制成本很高。市场上常见的仿水晶玻璃(铅玻璃)的熔点要低得多,通常在1000℃以内,可以在一般小容量的坩埚中烧制而成,每次的量可以很小,但它的一些特性使它在以后的发展中起了很大的作用。玻璃透明,耐腐蚀,耐热,可塑性强,以及它的电学、光学等特性使得玻璃可以作为仿宝石用,玻璃作为仿宝石的材料被人们不断地研究着。

人们无论是对天然宝石的研究还是对人工宝石的研究,其研究的对象主要是“材质”和“颜色”两方面。同样,对于玻璃的研究也应着重于“材质”和“颜色”。就“材质”而论,我们平时使用的仿宝石玻璃可以是特种光学玻璃,我们可以认为是调整了光学玻璃的成分和增强了某种特性的“光学玻璃”。 特种光学玻璃的熔炼温度较低,若增加氧化钠的用量,就可把熔炼温度降到一般窑炉所能生产的温度,当然硬度也随之降低了(一般窑炉生产的玻璃摩氏硬度5到6左右)。玻璃有极强的可塑性,只要适当调整其化学组合,就可达到仿宝石的目的,我们常用的“铅玻璃”,是在玻璃里加入铅,加铅以后玻璃的密度增加了,密度越大,光在玻璃中的传播越慢,折射率就越大;反之密度越小,折射率也就越小。为了提高普通玻璃的折射率,一般加入铅的含量在25%-50%之间,有的特种玻璃中含铅量甚至超过80%,折射率很高。不过,含铅玻璃在饰品上的应用也随之产生了一些问题,这就是会产生“铅中毒”污染。此外,“铅”是低熔点金属,而且容易产生氧化,现在有些人在加工饰品时先镶嵌好后再电镀,在电镀的过程中铅就会氧化,使饰品表面发“朦”,犹如“薄雾”般影响饰品的光洁度。再则,铅有污染,使有些国家禁用,如欧盟的标准是含铅量小于千分之一,所以有些厂家已考虑在生产中把铅去掉。笔者认为,通过玻璃的料方重组,不用铅也能使玻璃达到较好的折射率。为了适应不同的需求,光学玻璃有很多牌号可供选择。

我们再来看一下“颜色”对于宝石材料的重要性。宝石之所以被人们喜爱,“材质”固然是一个不可或缺的因素,但是被市场和人们广泛接受,并喜爱的更主要原因还是宝石的“颜色”。红宝石的材质是“刚玉”,它是一种很普通的矿物,在许多地方都可见到,但“只有中等深浅到暗红色至紫红色的透明刚玉才能被称为红宝石”(周国平主编的“宝石学”)。而要确认一颗红宝石是否价值连城?是“鸽血红”还是“樱桃红”?除了同等“材质”以外,起决定因素的还是宝石的颜色。与此相同,与人工宝石的“材质”研究相比,“颜色”的研究更重要。笔者发现,在宝石合成里有个很普遍的现象,材料的熔点越高则硬度越大,但颜色却越少,因为很多着色剂承受不了那么高的温度(被挥发)。例如,刚玉类宝石的颜色比钻石多,合成立方氧化锆的颜色比刚玉类宝石颜色多,而玻璃因其熔点相对于刚玉类宝石和合成立方氧化锆来说低得多,所以,它在色彩的显色问题上,优势就充分显现出来了,我们可以制成任何色调和深浅的玻璃,自然界中的红,黄,蓝,绿,紫等等它都可以熔制出来。经验告诉我们,在玻璃基料中加入“氧化铒”,就显色为娇嫩的粉红玻璃,犹如桃红碧玺;加入“氧化钕”后,在不同光线下就显现出不同的颜色,人们称之为“变色玻璃”;加入“三氯化金”就显出高雅“玫瑰红”的金红玻璃,许多金属氧化物和一些其他物质都可以使玻璃着色,如钴,铜,铁,镍,锰,铬等等。玻璃至今在人工宝石领域里被大量的应用,这和它丰富多彩的颜色是分不开的,可以这么说:“在人工宝石领域里没有比玻璃颜色更多、价格更低廉的材料了,由此,玻璃的性价比不言而喻了”。

有些人认为,人造宝石饰品大概都供应到贫穷的地方去的,我认为恰恰相反。越是贫穷的地方越是要纯金、纯银的,那些地方18K金的首饰不一定比纯金的首饰好卖。因为贫穷,买件饰品不容易,所以要买保值品,好留给儿子,留给孙子。在城镇,人们开始把目光投向了人造宝石首饰,因为人造宝石饰品跟着潮流走,跟着市场走,跟着时尚走,适应了现代青年的需要,所以越走路子越宽广。在国外有一个很普遍的现象:买一件人造宝石饰品后,少则仅戴几次,多则戴一季到半年,多数是随买随戴,随戴随丢,因为无保值传世的价值,完全是以时尚装饰为主。随着人们生活水平的提高,人造宝石饰品的用量会越来越大,这是不争的事实。在改革开放以前,国内是以黄金饰品为主,那时有色天然宝石用量也很少,更何况人工宝石呢?!大概在20世纪80年代中期,那时市场上有了稀土宝石玻璃,比较受欢迎,但当时因市场需求较小和生产工艺设备都是用小坩埚生产的关系,生产量不是很大。在市场上真正形成一定影响的时间,还是在20世纪80年代后期,当时在市场上出现了三种仿宝石玻璃制品(高折射率稀土玻璃、仿猫眼玻璃、仿澳玉玻璃),这些产品在珠宝首饰市场上着实热闹了一阵子。开始还有人把这些仿宝石的玻璃镶嵌在黄金饰品上的,后来,随着生产厂家的逐渐增加,产量增大,而价格下降,这些仿宝石玻璃就逐渐转用到了稀金饰品上(那是一种合金材料)。

1994年,在上海第一届国际珠宝展销会上,我和一个新疆、一个云南的朋友合租了一个展位。左面是云南的翡翠和宝石,右面是新疆的碧玺和海蓝宝石等,我在中间专卖仿猫眼玻璃、高折射率稀土玻璃和仿澳玉玻璃等三个品种的戒面。结果很有意思,两面两个柜面冷冷清清,而我的仿宝石玻璃饰品柜面始终人流不息。这种情况的出现,关键是我有漂亮的产品和低廉的价格,这使我看到彩色玻璃仿宝石市场有很大发展的潜力。

我在1995年去广西梧州考察时,梧州市场上的人工宝石还是以刚玉类宝石和合成立方氧化锆为主,稀土玻璃的用量也有一部分,但有的玻璃仿宝石产品因含铅量较高在电镀上有些问题。那时,就有人提出是否可以生产出能适合于电镀的高折射率稀土玻璃,我回去后进行了研究,并获得了成功。1996年我再次去梧州时,就带了新生产的12个颜色的彩色仿宝石玻璃产品,打出的广告就是“能电镀的彩色玻璃”,轰动了市场,也取得了一定的效益。但那时生产的量不大,仿宝石彩色玻璃的应用还在起步阶段。真正大量使用仿宝石玻璃的时间是20世纪90年代后期至2000年以后,这主要得益于那些合金饰品和银饰品的流行。很多台商、外商在梧州的企业大量使用这些仿宝石玻璃产品镶嵌在合金饰品和银饰品上后,把仿宝石玻璃的使用推上了一个高峰。可以这么说,在国内彩色玻璃被作为人造宝石材料的大量应用是从梧州开始的,并随着梧州宝石市场的发展而发展起来的”。

但是,玻璃仿宝石市场存在的问题也是很明显的。在短短的几年中,这个产品就进入了一个低档次的竞争中,这大概是目前国内市场的一个通病,那种产品畅销,那种产品就很快进入恶性竞争之中。对于目前市场上的仿宝石彩色玻璃来说,与其叫它仿宝石玻璃还不如称其为工艺品玻璃。仿宝石彩色玻璃作为人造宝石材料被用在饰品上,是有其一定的要求和界限的,对其在硬度、折射率、透析度、质感等方面都有很高的要求。要达到高要求的程度,首先在选用原料上要求很严格,其次在制作工艺上也不容马虎,一般都采用小坩埚二次熔炼才能达到要求,就这两点来看,产品的高成本也就是必然的。而现在多数厂家采用窑炉工艺生产仿宝石玻璃,毫无疑问,质量肯定不能与小坩埚生产的仿宝石玻璃相提并论,当然成本也就大幅下降了,这样,一下子就进入了低档产品的价格竞争的恶性循环中。

在“颜色”的问题上,仿宝石玻璃顾名思义是仿造天然宝石颜色的玻璃,它的色界是有一定局限性的。什么样的红色是鸽血红?什么样的蓝色是“矢车菊兰”?什么样的绿色是“哥伦比亚祖母绿”等等有关于宝石颜色的知识都是研究仿宝石玻璃所必须要掌握的。但现在,一般彩色玻璃的生产厂商都没这个精力去研究这些宝石的专业知识,只要是红色的都叫“红宝石”,只要是蓝色的都叫“蓝宝石”,绿色的都叫“祖母绿”。为了降低成本,在生产工艺上尽量简化、在使用的化工原料上用价格最便宜的,使得本来就不易操作和难以稳定的彩色玻璃生产,更加雪上加霜;也有人打出“便宜就是硬道理”的推销语,从商业角度来说这无可非议,但从做好产品的技术角度来说,也就不是什么好招了。这就是为什么现在的仿宝石彩色玻璃的颜色越做越多,但越来越不稳定的道理。尽管目前的仿宝石彩色玻璃市场产品比较混乱(这是商品经济时代无法避免的),但我认为仿宝石玻璃还是有它生存的空间,它和普通彩色玻璃尽管有相似之处,可终究它们是处于不同的档次。那些有科研能力的,有丰富专业知识和设计能力的企业,在仿宝石玻璃上所下的功夫是不会白费的。可以这么说,有什么样的天然宝石就有什么样的仿宝石玻璃,一批不同于目前普通彩色玻璃的仿宝石玻璃肯定会在宝石市场上再现。

作者介绍:

潘炎生――中宝协第三届人工宝石专业委员会委员

     上海万宝达工艺美术厂厂长



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