Свойства ювелирных камней
Основными свойствами ювелирных камней являются их структура, плотность, твёрдость, спайность, излом, прозрачность, преломление, блеск, игра, цвет и химическая стойкость.
Структура ювелирных камней
чаще кристаллическая, реже – аморфная или скрытокристаллическая.
Минералы кристаллической структуры имеют кристаллы с устойчивым фазовым состоянием и обладают правильной периодической трёхмерной повторяемостью расположения атомов, ионов и молекул. Образуя кристаллическую решётку, частицы занимают положения, соответствующие минимуму их потенциальной энергии. Оптические, механические, электрические и другие свойства камней зависят от направления частиц. Такая особенность кристаллических тел называется анизотропией.
Все камни кристаллических форм объединяются в семь сингоний, т.е. систем, по имеющимся в них элементам симметрии (плоскости, оси и центру): кубическую, гексагональную (гексаэдр, или шестигранник, - от греч. гекса – шесть, эдр – грань); тригональную; тетрагональную (квадратную); ромбическую; моноклинную; триклинную. Форма кристаллов имеет большое значение для ювелиров, так как кристаллическая структура обуславливает твёрдость и прочность камня, от неё зависит игра самоцветов и методы огранки.
Минералы аморфной структуры характеризуются изотропностью, т.е. равномерностью свойств независимо от направлений, отсутствием четко выраженной точки направления. При такой структуре частички (атомы, молекулы), составляющие камень, располагаются правильном порядке только в элементарной ячейке, построенной так же, как в кристалле. За пределами ячейки, в отличие от кристаллических камней, правильный порядок отсутствует. Каждая элементарная ячейка расположена по отношению к другой без определённого порядка (аморфный кварц, бирюза и др.).
Плотность ювелирных камней
определяют по массе единиц объёма. Характеристика плотности ювелирного камня весьма важна для суждения о массе готового ювелирного изделия, для расчётов некоторых механических свойств камней (прочности, твёрдости и др.). Плотность ювелирных камней различна. Так, плотность шпинели 3,62г/см3, топаза – 3,56, алмаза – 3,52, аметиста – 2,5г/см3.
Твёрдость –
способность ювелирного камня сопротивляться разрушению. Она зависит от природы камня, характера строения, геометрической формы, размеров и расположения атомов, а также от сил взаимодействия отдельных частиц. Твёрдость – один из показателей прочности связей кристаллической решётки. От твёрдости зависит сопротивление камня истиранию при огранке, шлифовке, полировке и в процессе эксплуатации ювелирных изделий.
Спайность –
свойство минералов в определённых направлениях оказывать более слабое сопротивление физическим воздействиям, легче раскалываться и давать ровные, гладкие, блестящие поверхности. Чаще всего спайностью обладают минералы кристаллической структуры, т.е. они раскалываются по направлениям спайности (топаз и др.). У минералов зернистого строения спайность характерна для каждого зерна в отдельности.
Излом
у разных минералов неодинаков. Минералы обладающие спайностью при расколе, дают ровный излом (кальцит), лишённые спайности – неровный (кварц), а имеющие зернистое строение – зернистый.
Прозрачность –
одно из основных свойств самоцветных камней, которое характеризует способность камня пропускать световые лучи. Благодаря прозрачности лучи света отражаются не только от поверхности ювелирного камня, но и преломляются внутри его, а большая часть пропускается ими. В непросвечивающем камне световой поток, измеряемый в люменах, частично отражается, а частично поглощается.
Отражение света –
явление, которое возникает на границе двух сред и характеризуется коэффициентом отражения.
Высокая прозрачность присуща большинству самоцветов. В зависимости от величины прозрачности ювелирные камни подразделяют на прозрачные, просвечивающиеся и непрозрачные. Но некоторые непрозрачные цветные ювелирные камни при незначительной толщине становятся полупрозрачными. Так, непрозрачный розовый с чёрными прожилками орлец (родонит) при толщине менее 5мм становится просвечивающим – полупрозрачным.
