بهسازی توپاز: همه چیز درباره روش‌های بهبود کیفیت و فرآوری توپاز

توپاز در رده سنگ‌های درخشان و چندرنگی است که به واسطه کمبود رنگ‌های زیبای آن چون: صورتی، آبی و… در طبیعت، توسط صنعتگران مورد بهسازی قرار می‌گیرد. شاید تا به حال این سؤال برای شما پیش آمده باشد که: «آیا روش‌های بهبود کیفیت توپاز با سنگ‌های مشابه آن یکسان است؟! و آیا با بهسازی ارزش نگین توپاز بالاتر می‌رود؟» ما در بلاگ تراث قصد داریم ضمن پاسخگویی به این سؤالات، به معرفی جامعی از انواع روش‌های بهسازی توپاز بپردازیم تا اطلاعات کاملی در این باب در اختیار شما قرار گیرد و بتوانید به راحتی انگشتر توپاز مناسب انتخاب کنید.

روش‌های بهسازی توپاز (Topaz treated methdos)

­­امروزه با اطمینان می‌توان گفت بسیاری از نگین‌های زیبا و خوشرنگ توپاز موجود در بازار، توپازهای طبیعی هستند که مرحله‌ای از بهبود رنگ (بهسازی) را پشت سر گذاشته‌اند. برای مثال توپاز با رنگ طبیعی صورتی، رنگین‌کمانی یا آبی بسیار نادر است و از آن‌جا که میزان محدودی از آن در جهان موجود است، برای ایجاد این رنگ‌ها، از انواع روش‌های بهسازی بهره می‌گیرند.

مجموع این روش‌ها که برای هر سنگ به صورت متفاوت اجرا می‌شود، شامل: قرارگیری توپاز بی‌رنگ در برابر حرارت، روکش کردن (رسوب لایه‌ی نازک از اکسیدهای فلزی متفاوت) و تابش پرتوهای الکترونی و نوترونی است که باعث افزایش ارزش نگین می‌شود. در ذیل انواع روش‌های بهبود کیفیت توپاز تبیین می‌شود و به اجمال در باب هر یک توضیحاتی ارائه خواهد شد.

بهسازی توپاز با روش حرارت دادن (Heating)

یکی از متداول‌ترین روش‌های بهبود رنگ در صنعت سنگ‌های قیمتی و نیمه قیمتی، عملیات حرارتی است. حرارت دادن هنری باستانی است که میان جواهرشناسان به دلیل ثبات رنگ پذیرفته شده است. برای مثال اکثریت یاقوت سرخ و یاقوت کبود موجود در بازار، تحت حرارت به رنگ مورد پذیرش در این صنعت رسیده‌اند. از آن‌جا که توپاز مقاومت کمتری نسبت به یاقوت در برابر حرارت دارد، عملیات حرارت‌دهی توپاز کمی پیچیده‌تر از حرارت‌دهی یاقوت انجام می‌شود.

حرارت لازم برای دریافت بهترین رنگ‌های توپاز، بین 400 تا 600 درجه است و هر قدر میزان حرارت بیشتر باشد، رنگ نگین پررنگ‌تر خواهد شد. از سوی دیگر بهترین زمان حرارت‌دهی برای تولید رنگ‌های مناسب توپاز 3 ساعت است، اما بسته به شرایط حرارت‌دهی و کیفیت نگین، مدت زمان حرارت‌دهی توپاز بین ۱ تا ۸ ساعت متغیر است.

بیشتر بخوانید: انواع توپاز از نظر رنگ

برای مثال برای رسیدن به رنگ صورتی خوشرنگ توپاز از روش حرارت‌دهی نگین‌های قهوه‌ای تا زرد استفاده می‌کنند. در این روش، در ساعت اول دما را به آرامی بالا می‌برند و در مدت یک ساعت، دمای مرکز کوره را به 450 تا 500 درجه می‌رسانند. آن‌گاه دما را برای یک ساعت در همان بازه نگه می‌دارند و در یک ساعت پایانی، سنگ را به تدریج با کاهش حرارت طبق زمان‌بندی سرد می‌کنند.

همان‌طور که پیش از این گفته شد، رنگ‌هایی که با روش حرارت‌دهی ایجاد می‌شوند، ثابت و بادوامند. همین امر باعث می‌شود در بعضی مواقع تشخیص نمونه‌های بهبود یافته با این روش از نمونه‌های طبیعی باکیفیت بالا غیرممکن ‌گردد.

بیشتر بخوانید: تاریخچه توپاز

بهسازی توپاز با روش تابش (irradiation)

توپاز آبی بسیار نادر است و نمونه‌های یافت شده از آن، در رنگ آبیِ بسیار کمرنگ نمود می‌یابند. بنابراین توپاز با رنگ اشباع آبی عمیق که امروزه در بازار یافت می‌شود، نمود بیرونی در طبیعت ندارد.

طیف آبی توپاز در اثر تغییر ساختار کریستالی بلور بی‌رنگ به وجود می‌آید و این تغییرات در نتیجه قرار گرفتن بلور سفید (بی‌رنگ) در برابر تابش‌های گاما، الکترونی و نوترونی است. در واقع کریستال بی‌رنگ با قرار گرفتن در برابر تابش‌های مذکور، به رنگ صورتی تا قهوه‌ای درآمده و مجدداً با قرار گرفتن در برابر حرارت مناسب، با رنگ آبی نمایان می‌شود. پس از آن‌جا که توپازهای آبی نتیجه تابش و حرارت هستند، تغییر رنگشان، دائمی و پایدار خواهد بود.

چنان که گفته شد، توپازهای آبی نتیجه تابش‌های هسته‌ای‌اند، از این رو در مورد ایمنی استفاده از آنها اختلاف‌نظرات بسیاری وجود داشت. تا اینکه در ژوئیه 2007 میلادی، کمیسیون تنظیم مقررات هسته‌ای آمریکا (NRC)، 9 دسته (وزن هر دسته به طور متوسط برابر با 500 قیراط) از نگین‌های توپاز آبی تحت تابش را مورد آزمایش قرار داد. نتایج نشان داد هیچ یک از موارد توپاز بهسازی شده، خطری برای سلامت مصرف‌کننده ندارد و استفاده از آن مشکلی برای فرد ایجاد نمی‌کند.

در ذیل به معرفی اجمالی گونه‌های مختلف تابش، از جمله: استفاده از اشعه گاما، استفاده از شتاب‌دهنده خطی و استفاده از راکتور هسته‌ای خواهیم پرداخت. ناگفته نماند تفاوت در میزان و نوع تابش، شدت رنگ را در هر یک از انواع توپاز آبی تغییر می‌دهد و گونه‌های متفاوتی از آن را می‌آفریند.

الف) استفاده از اشعه گاما در تابش کبالت

روش استفاده از اشعه گاما در تابش کبالت، جهت تولید آبی بسیار کمرنگ (Sky Blue) مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته نباید این مسئله را از نظر دور داشت که این روش باعث رادیواکتیو شدن نگین‌های توپاز نمی‌شود.

بیشتر بخوانید: راهنمای خرید انگشتر توپاز

ب) استفاده از شتاب‌دهنده خطی

روش دوم که با نام درمان Linac معروف است، از بمباران الکترونی نگین توپاز بی‌رنگ در شتاب‌دهنده خطی ایجاد می‌شود. آبی حاصل از این روش به رنگ آبی آسمانی عمیق است که در بازار با نام آبی سوئیسی (Swiss blue) مشهور می‌باشد.

ج) استفاده از راکتور هسته‌ای

در روش سوم تابش، بلورهای بی‌رنگ و باکیفیت توپاز را در معرض نوترون‌های سریع راکتور هسته‌ای قرار می‌دهند. در این روش، نگین‌های توپاز در رنگ‌های تیره‌تری از آبی دیده می‌شوند که با نام آبی لندنی (London blue) در بازار ارائه می‌گردند.

توپاز با رنگ آبی لندن، گرانقیمت‌ترین نوع توپاز است؛ زیرا نه تنها روش مورد استفاده برای تولید این رنگ، روشی پرهزینه و زمان‌بر است، بلکه رنگ آبی ایجاد شده با این روش، بسیار زیبا و باکیفیت است.

همان‌طور که پیش از این گفته شد توپازهای تحت تابش، خاصیت رادیواکتیوی بسیاری دارند. از این رو باید متناسب با روش مورد استفاده در زمان تابش، برای مدتی در مرکزی امن نگهداری شوند تا با از دست دادن خاصیت رادیواکتیویته برای برش و پرداخت آماده گردند.

طول زمان نگهداری برای توپازهایی که در شتاب‌دهنده خطی تحت تابش قرار می‌گیرند، برابر با چند هفته است و میزان آن برای توپازهایی که تحت تابش راکتور هسته‌ای (تابش نوترونی) قرار دارند، برابر با چند سال است.

در حال حاضر، سازمان NRC که با متخصصان صنعت سنگ در حال فعالیت است، با ایجاد سیستم آزمایشی، توپازهای آبی بهسازی شده در شتاب‌دهنده خطی و راکتورهای هسته‌ای را مورد آزمایش قرار می‌دهد و بدین‌سان، خواص رادیواکتیوی نگین را بررسی می‌کند. در نهایت NRC با انتشار برگه‌ای در مورد نگین‌های قیمتی تحت تابش، به مردم اطمینان می‌دهد که نگین‌های مورد استفاده در جواهرات که با این روش بهسازی شده‌اند، کاملاً امن هستند.

بیشتر بخوانید: انواع توپاز

بهسازی توپاز با روش روکش (Coating)

یکی از پیشرفته‌ترین روش‌‌ها جهت بهسازی رنگ انواع نگین‌ها و تبدیل آنها به نمونه‌های ارزنده جهت ارائه در بازار، استفاده از فناوری روکش است. فناوری روکش جهت تبدیل انواع نگین‌های توپاز و کوارتز بی‌رنگ به نگین‌های قیمتی و درخشان مورد استفاده قرار می‌گیرد که به وسیله آن، می‌توان انواع رنگ‌ها را به دست آورد.

اما از آن‌جا که این روش، تنها روی سطح بیرونی نگین اعمال می‌شود و تأثیری در عمق نگین ندارد، رنگ آن پایدار نیست و روی نگین‌های تراش خورده توپاز قابل اجرا است.

از جمله نقاط ضعف نگین بهسازی شده با روش روکش این است که، رنگ نگین به سرعت در اثر سایش یا صیقل از بین می‌رود. از سوی دیگر، نگین‌های بهسازی شده با این روش به راحتی قابل تشخیص و شناسایی خواهند بود، زیرا روکش مانع از تماشای خاصیت چند رنگی توپاز می‌شود.

فناوری روکش در صنعت سنگ‌های قیمتی در چند شکل کلی روکش سرد، روکش گرم و رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار قابل ارائه است که در ذیل به تفصیل در باب هر یک توضیحاتی ارائه خواهد شد.

الف) روکش سرد

در این روش، ابتدا نگین را در مایع کوتینگ قرار می‌دهند و بعد از خروج نگین از مایع، آن را در هوای آزاد می‌گذارند تا به آرامی با دمای محیط خشک شود.

ب) روکش گرم

در کوتینگ گرم، ابتدا نگین را در مایع کوتیگ قرار داده و پس از خروج نگین از مایع کوتینگ، آن را تحت حرارت مناسبی قرار می‌دهند تا مایع پوشاننده سطح نگین کاملاً خشک شود. در نظر داشته باشید مقدار و مدت زمان حرارت‌دهی، بسته به دستورالعمل مایع کوتینگِ مورد استفاده متغیر خواهد بود.

ج) روش رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار (CVD)

روش رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار از جمله روش‌های تخصصی است که در باب فناوری روکش در صنعت جواهرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. اساس این فناوری، شامل رسوب‌دهی لایه‌ای بسیار نازک در فاز بخار است. این بخار حاصل از فیلم فلزی با جنس تیتانیوم، طلا یا… است که روی نگین تراش خورده قرار می‌گیرد؛ به گونه‌ای که ضخامت فیلم ممکن است فقط چند میکرون باشد.

این فیلم به صورت لایه‌ای مولکولی به سطح نگین تراش خورده پیوند می‌خورد و در واقع بخشی از سنگ توپاز یا کوارتز می‌شود و باعث ایجاد جلوه‌های جالب رنگی در تاج نگین می‌گردد.

معروف‌ترین نگین‌های قیمتی تولید شده توسط این روش، معمولاً با نام‌های mystic topaz و Azotic topaz یا mystic Quartz خوانده می‌شوند. این نگین‌ها با طرح رنگین‌کمان منشوری تصویر می‌شوند. البته نباید این نکته را از نظر دور داشت که گاهی، توپاز آبی و صورتی درخشان نیز با این فناوری تولید می‌شود.

بیشتر بخوانید: گران‌ترین انگشتر توپاز

نگین‌های قیمتی تولید شده با این روش، بسیار ارزان‌ قیمت هستند و هیچ ادعایی در تقابل با نگین‌هایی با رنگ طبیعی ندارند. از این نگین‌ها، معمولاً برای ساخت جواهرات رنگارنگ استفاده می‌شود، اما با وجود همه فضایل، توپاز یا کوارتز طبیعی محسوب می‌شوند.

در پایان بیان این نکته حائز اهمیت است که گوهرهای روکش شده با این روش، نسبت به دو روش قبل بسیار مقاومند و به مراقبت خاصی نیاز ندارند، اما با این حال، نباید در معرض مواد ساینده، اسید یا مواد شیمیایی قوی قرار بگیرند و بهتر است با آب و صابون یا برس نرم پاکسازی شوند.

منبع: ++++