2.3 Формування кольору золотих сплавів

Золото здавна приваблювало людство не лише легкістю обробки, але й кольором та різноманітними відтінками. Природа яскравих незвичайних кольорів благородних металів сьогодні є досить вивченою та безпосередньо пов'язана з особливостями їх електронної структури. Значно менше досліджено і пояснено зміни забарвлення сплавів.

Забарвлення металу або сплаву визначається залежністю відбивної здатності від частоти падаючого світла. Так, метали та сплави, відбивна здатність яких є значно вищою у довгохвильовій частині видимого спектра, ніж в короткохвильовий, забарвлені кольорами від червоного до жовтого. Навпаки, якщо відбивна здатність є вищою - у синій або фіолетовій частині видимого спектра метал або сплав буде мати колір від синюватого до блакитного. Спектральна залежність відбивної здатності металів обумовлена оптичними характеристиками речовини - оптичними постійними величинами: показником заломлення та показником поглинання .

Процеси поглинання світла в металах виникають у результаті переходу електронів із зони провідності до розташованих вище енергетично не заповнених зон або внаслідок переходу з більш низьких зон до зони провідності, яка розташована вище границі Фермі. На інтенсивність окремих переходів та на оптичні властивості значний вплив чинить густина смуг електронів та пов'язана з нею вірогідність переходів.

Колір золота значно змінюється при легуванні:

• добавки нікелю зменшують відбивну здатність, і відбувається швидке знебарвлення золота, внаслідок отримуємо блідо-жовтий колір;

• аналогічні зміни відбуваються при збільшенні вмісту паладію;

• добавка паладію забарвлює золото в бурий або білий колір.

Зовсім по-іншому змінюється колір золота при додаванні срібла. У даному випадку змінюється відстань між енергетичними рівнями відповідно до вмісту легуючого компонента. Переміщення межі відбиття призводить до того, що при значному вмісті срібла відбиваються не лише червона та жовта частина видимого спектра, але й зелена. Цим пояснюється те, що домішки срібла надають золоту колір від блідо-зеленого до майже білого.

Окрім елементів Ag, Ni та Pd, що найбільш ефективно знебарвлюють золото, сплави білого золота містять мідь та цинк, а іноді й срібло, марганець та індій. Усі ці легуючі домішки, за винятком міді, певною мірою спричиняють знебарвлення золота. Відбивна здатність сплавів білого золота, а відповідно, й колір дуже близькі до платини. Особливо це стосується сплаву 750 проби, який містить 14% Ni.

Красивий колір мають інтерметалеві сполуки золота з алюмінієм та індієм, що містять по 66,6% А1 або Іn. Пурпурно-червоний колір пояснюється тим, що червона та фіолетова частини спектра відбиваються сильніше, ніж жовта та зелена ділянки. Через крихкість такі сполуки не використовуються ювелірами.

Кольорові ділянки потрійних сплавів Аu - Ag - Сu містять кольори від червоного до жовто-зеленого. Отримання сплаву зеленого чи блакитного кольору є можливим лише за умов, якщо коефіцієнт відбиття в довгохвильовій частині видимого спектра буде меншим, ніж у короткохвильовій. Такої залежності відбивної здатності від довжини хвиль у сплавів Аu - Ag - Сu не спостерігається. Тому серед них не трапляються сплави насиченого блакитного чи зеленого кольору.

За даними спектрографічних досліджень, найбільшу насиченість кольору мають сплави 958 проби, але інтервал колірних тонів у них є невеликим. У сплавів 750 проби найбільш цікаві колірні відтінки мають м'які сплави, які містять понад 20% срібла. Із збільшенням вмісту міді знижується світлота, і колір сплаву поступово стає рожевим.

Сплави Au-Ag володіють добрими литтєвими властивостями, пластичні, мають високу корозійну стійкість, але мало використовуються в техніці через низьку твердість.

Через невелику кольорову гаму і малу стійкість до стирання сплави цієї системи не знаходять використання в ювелірній справі, а використовуються для виготовлення контактів, провідників, інших деталей в електротехніці.