天工｜2022年第33期
［摘 要］在珠宝玉石优化处理中广泛应用充填工艺，其目的主要是提升光泽、改善亮度及透明度、掩盖瑕疵、增强外观耐久性等。从充填工艺的定义入手，总结充填工艺、充填材料种类划分，综述充填工艺分别在单晶宝石、玉石、有机宝石优化处理过程中的应用。
［关键词］充填工艺；珠宝玉石；优化处理
［中图分类号］TS933 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-7556（2022）33-0050-03 本文文献著录格式：杨佩.充填工艺在珠宝玉石优化处理中的应用综述［J］.天工，2022（33）：50-52.杨 佩 新疆职业大学
过零丁洋翻译充填工艺在珠宝玉石优化处理中的应用综述
作者简介：杨佩（1989—），女，汉族，陕西渭南人，硕士研究生，讲师，研究方向：珠宝玉石鉴定及其相关教学研究。
如今市场上通过人工优化处理的珠宝玉石随处可见。优化处理分为“优化”和 “处理”两部分，优化是人们可以接受的；处理是人们不可以接受的。对宝石的外观及耐久性的改善程度主要与宝石自身的缺陷类型（缝隙、裂隙、空洞、孔隙），可填充缺陷的大小、多少、位置、充填程度，宝石的品种、品质、大小
等有关。
本文从珠宝玉石充填工艺的定义入手，分别根据充填工艺在单晶宝石、玉石、有机宝石优化处理中的应用，描述其不同的充填目的、发展现状、充填材料及检测方法和鉴定特征。言承旭回应出柜
一、宝石充填工艺的定义
郭麒麟个人资料宝石充填工艺是宝石加工及优化处理过程中对宝石表面和内部空隙、裂隙以及空洞进行填平弥补处理的一种应用技术，通过多种工艺方法（静态注入法、热注入法、高压注入法、真空注入法）以及注入不同充填材料（有机高分子材料、铅玻璃、浸油、浸蜡等），改善宝石的光泽、亮度和透明度，同时增强宝石的耐久性，从而提高珠宝玉石的品质，进一步凸显其整体性和鉴赏价值。
二、宝石充填工艺及充填材料分类（一）宝石充填工艺
为改善珠宝玉石的外观及耐久性，充填工艺存在不同的原理、方法、充填材料等。充填工艺分为静态充填法、热处理充填法、高压充填法和真空充填法四类。
1.静态充填法
静态充填法是指用在常温下呈液态的充填材料对珠宝玉石表面较浅的裂隙或空隙进行弥补处理。静态
充填法简单易操作，主要是将待处理的珠宝玉石浸泡在装有充填材料的烧杯中让充填材料在常温常压下渗入表面裂隙或孔隙中。但值得注意的是，在操作过程中要持续不断地搅拌充填物及被处理的珠宝玉石，避
免出现凝聚或沉淀现象。该方法存在耗时太长、效率较低等缺点。
2.热处理充填法
热处理充填法是指在常温下充填材料呈固态，充填前需在加热条件下同时添加助熔剂，使其熔化成流动的熔融体后慢慢渗入珠宝玉石表面和内部裂隙或空隙中去。热处理充填法常用的低温加热设备有电炉、烘箱、干燥箱等，常用的助熔剂有硼砂、氧化铝、氢氧化铝、高锰酸钾等。在实际操作过程中，要根据待处理珠宝玉石的稳定性和充填材料本身的熔点选择合理的加热温度，同时由于珠宝玉石受热会出现内外温差大，应避免其产生应力导致的炸裂现象。
3.高压充填法
高压充填法是指在一定的高压下，将充填物和待处理的珠宝玉石一起密封在操作容器中，在加热的同时利用压强变化快速充填珠宝玉石表面细小的裂隙和孔隙，达到缩短时间的目的，此方法成本较高，主要用于充填高档珠宝玉石。
4.真空充填法
真空充填法是目前常用的工艺方法，主要是指在处理前需对珠宝玉石进行酸洗，将其裂隙和孔隙中的杂质去除后烘干，随后把充填物和待处理的珠宝玉石一起密封在操作容器中，在真空环境下加热的同时让充填物熔化成液态逐渐渗入宝石裂缝中。但受环境温度的影响，充填物可能会产生一定程度的结晶或者收缩，进而再次形成裂隙导致进行二次充填。
（二）宝石充填材料
宝石充填常用的充填物有油（有或无油）、有机胶、人造树脂、石蜡、玻璃、铅玻璃等，目的在于掩盖裂隙和强化耐久性。
其中，有机充填材料通常有环氧树脂类、丙烯酸
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探索研究
酯类、有机硅胶及其他有机胶等；无机充填材料缺乏广泛研究，仅在部分文献中有所提及，以硅酸钠、偏铝硅酸钠为主充填于翡翠中。
Pb玻璃/Bi玻璃一般充填于高档珠宝玉石的裂隙中。
充填“油”一般分为浸无油和浸有油：一是将无油（动物油、植物油或者矿物油）沿裂隙充填入宝石遮挡裂隙，有效改善宝石的透明度，一般属于优化；二是浸有油，能一定程度上改善宝石的颜，一般属于处理。
充填石蜡是玉雕工艺中重要的一道工序，石蜡渗入玉石表面裂隙中，不仅可以弥补裂隙，而且还可以改善表面光泽及内部质地，得到充填蜡处理和表面处理的双重改善。同时石蜡无、无味、无毒，且稳定性好等，常用作注入剂和表面上光剂。
三、充填工艺在珠宝玉石优化处理中的应用
充填工艺在优化处理中的主要作用是改善珠宝玉石自身的缺陷（缝隙、裂隙、空洞、孔隙等）和增强耐久性。本文从单晶宝石、玉石、有机宝石三方面入手，分别综述充填工艺应用的发展现状，以及不同珠宝玉石内所需充填材料的种类、充填材料的检测方法及其鉴定特征。
（一）充填工艺在单晶宝石中的应用
1.红宝石
重阳节诗句经典古诗红宝石作为五大名贵宝石之一， 裂隙、裂理发育普遍，俗称“十宝九裂”。为了改善红宝石多裂、多空洞的缺点，20世纪90年代初在泰国出现了玻璃充填的红宝石。早期王雅玫总结了充填有或无的充填剂（油、石蜡、塑料、玻璃等）的红宝石的主要鉴定特征。亓利剑等人以高铅玻璃充填红宝石为研究对象，总结了与传统的铝硅酸盐玻璃、磷铝玻璃等高温充填处理红宝石的表现特征的不同。王新民等人根据铅玻璃充填的红宝石内充填物的颜、大小、数量、位置以及充填物与红宝石透明度之间的关系等，将其充填程度划分为五个级别。刘学良等利用显微共焦拉曼技术对有机-无机充填红宝石进行特征分析。李建军等人采用浸泡去除天然红宝石内部轻微玻璃残余物，并且实验后红宝石可被划归为经人工优化范畴。向子涵等人以铅玻璃充填红宝石为研究对象，对其充填量的特征进行了研究。
2.祖母绿
祖母绿是世界公认的五大名贵宝石之一，其性脆，内部裂隙显著发育。国际上常将注油（雪松油、香柏油）、注胶（环氧树脂）等通过加温加压的方式充填到裂隙中，改善其透明度和光泽。早在14世纪人们就开始使用植物油、 矿物油等透明液体对祖母绿浸油，以改善其外观和净度；后来又发现雪松油和加拿大树脂等香精油和天然树脂更适合充填祖母绿。苏隽等人总结了常见的祖母绿充填物，对其进
行分类并提供了有效的实验室鉴定方法。陆晓颖等人先后利用红外光谱仪和激光拉曼光谱仪对不同充填物充填的祖母绿进行分析，均得出特征光谱进行佐证。胡静雯等人设计并分析采用一种透光性良好的氟磷酸盐系列玻璃（无铅玻璃污染性小、对人体无害）弥补祖母绿内部裂隙，其充填后耐酸碱性能优异，能改善有机充填材料造成的随时间变黄老化的缺点。魏然等人根据充填祖母绿的程度对其进行了净度优化分级。
3.钻石
钻石是世界上公认的最坚硬的天然宝石，但裂隙却是钻石最常见的瑕疵之一，直接影响钻石的净度及价值。钻石裂隙充填技术始于20世纪80年代初，由以列钻石专家Zvi Yehuda首先研究出；之后Daniel Koss在其基础上于1991年研究出Koss法充填彩钻石，并提出其原理是在高温、高压下将高折射率玻璃注入具有开放性裂隙或激光孔的钻石裂隙内起到弥补作用。何军在早期对玻璃充填钻石的鉴别做出证明：充填裂隙部分会在显微镜暗域下显示黄橙或紫粉闪光效应的同时，裂隙的其他部分在显微镜亮域下显示黄蓝或黄绿闪光效应。陆太进详细介绍了金融危机前后的钻石鉴定及国内外研究的进展，综合论述了利用高温高压和裂隙充填、表面镀膜和裂隙充填多过程处理彩钻石的鉴别依据。
4.碧玺
碧玺是一种颜丰富的中档宝石，内部含有大量的包裹体和裂隙。为了更好地提升碧玺的透明度、颜和火彩强度，常常采用高分子聚合材料作为充填物弥补碧玺瑕疵。王雅玫等人对中低档充填碧玺进行了实验室分析，其充填物大多是有机物，并得出2 962 cm-1、2 927 cm-1、2 865 cm-1处的红外光谱特征可作为充填碧玺的辅助性佐证。马瑛等人分析工厂及市场上常见的充填碧玺，得出充填物主要是人工合成树脂和三乙醇胺的聚合物，同时对充填物中对人体有害的元素进行了探讨。魏然等人将水滴型素面琢形的充填碧玺作为研究对象，从Diamond View TM 荧光图像和光谱方面考虑，对碧玺充填物的分布特征进行了初步分级。邵晓蕾等人对无机充填物铅玻璃充填的碧玺进行了探讨。鲍雪等人采用表面接触角的测量及表面张力的方法对充填碧玺进行了探讨。王铎等人系统地分析了不同体积比例充填碧玺的红外光谱，提出有机胶充填碧玺的净度分级标准。迟一帆等人梳理了碧玺常见的充填处理材料及其鉴别特征。
5.其他单晶宝石
韩其原有机胶充填技术普遍应用于宝石加工中。李建军等人发现注胶晕长石及其鉴定方法。王铎等人在其研
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究中提到市场上的水晶（包括发晶、芙蓉石等）、海蓝宝石、石榴石、尖晶石、堇青石、黝帘石、绿帘石、磷灰石、透辉石、锂辉石、蓝晶石、柱晶石等充填处理过。
（二）充填工艺在玉石中的应用
1.翡翠
充填翡翠在市场上随处可见，本文主要针对近些年的充填翡翠进行综述分析。王亦帆等人采用实验室法对环氧树脂、浸胶及冻胶（浸胶、冻胶属于丙烯酸酯类胶水）充填翡翠进行鉴别对比，发现丙烯酸酯类聚合物充填翡翠较环氧树脂胶充填翡翠在外观特征上与天然翡翠相近，但对环境的要求较高，充填处理温度较低，耗时且成本最高。杨春梅等人进一步研究了无机物充填翡翠，实验室采用硅酸钠充填翡翠，经过真空、高压条件充填后再加热固化，结果表明固化性能良好，其亲水性减弱并且不易老化，这改善了有机环氧树脂材料不耐高温、易老化发黄的缺点，能够提高漂白处理翡翠的硬度和耐久性。杨春梅等人利用应用钻石观测仪-红外光谱仪-激光诱导击穿光谱仪鉴定无机材料充填翡翠，在实验室通过无机材料充填翡翠认识其鉴定特征，对今后实验室鉴别无机充填翡翠的思路、理解翡翠的优化处理机理具有重要的指导意义。
2.绿松石
绿松石常见的充填物是石蜡、油脂和矿物油、含双酚Ａ型环氧树脂胶黏剂、丙烯酸酯类胶黏剂等。曲雁对“微沁”处理的绿松石进行研究发现，充填物往往只在铁线、裂隙等结构缺陷处富集，而在结构较紧密的蓝松石部分则没有残余的有机物成分。左锐等人对丙烯酸酯类聚合物充填绿松石进行了红外光谱特征分析，得到1 730 cm-1附近Ｃ=0伸缩振动吸收峰和3 000~2 800 cm-1CH2、CH3的振动吸收峰。胡静梅等人对浸油绿松石进行了实验室对比，同时也与聚丙烯酸酯类充填绿松石进行了对比。邓谦等人将近些年出现的“加瓷”绿松石作为研究目标，分析出“加瓷液”为水玻璃，处理效果一般，且水玻璃溶于水，处理后样品的稳定性不好。徐丰舜等人利用绿松石荧光特征，采用三维荧光光谱仪、Ｘ射线荧光光谱仪对浸胶和注胶充填处理绿松石进行对比，测试简便、快捷、有效。
3.其他玉石
目前硅孔雀石常见充填方法是在孔洞和裂隙中充填无的环氧树脂。张瑜晨等人对进行过人造树脂充填的重晶石质玉进行详细的实验室仪器测试，得到了较为全面的宝石学特征。陈宗正等人对新疆“金丝玉”的常见充填物及其充填方法进行了详细介绍，充填目的是改变透明度及耐久度。朱世超等人对浸蜡、浸无油充填青金石表面及内部进行了实验室鉴定。
（三）充填工艺在有机宝石中的应用
充填工艺在有机宝石的应用以充填琥珀为主。充填目的是最大限度地保持琥珀成品的重量和保持外观
的完美。亓利剑等人以三维荧光分光光度计为主要测试分析方法，对具有荧光性质的以不饱和酯为主的醇酸类树脂或长链共轭类处理琥珀和饱和烷烃类为主的共聚物处理琥珀处理琥珀的三维荧光光谱进行了剖析。李海波等人对市场常见的三种充填琥珀进行对比发现，放大检查是检测充填琥珀最快速有效的手段；紫外荧光是辅助手段；红外光谱检测能准确区分琥珀及其充填物。林庆春等人对腾冲市场常见的充填缅甸琥珀进行了观察，发现充填方式主要有人造树脂充填和人造树脂混合琥珀粉末充填两种。
四、总结
充填工艺本意是弥补天然珠宝玉石的不足，同时充填材料从原来传统的油、石蜡发展到现在的其他化合物以及复合材料。本文综述了近些年珠宝玉石市场上常见的各类单晶宝石、玉石、有机宝石（琥珀）的充填工艺方法、充填物以及不同珠宝玉石的充填特征及其鉴别特征，为后续研究人员的工作带来了便利和启示。
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