
有色金とは、独特の色を持つ金合金のことです。純金はわずかに赤みがかった黄色ですが、[ 2 ]有色金はさまざまな元素と合金化することで、さまざまな色にすることができます。
色付きの金は3つのグループに分類できます。[ 3 ]: 118
純度100%(実際には99.9%以上)の金は定義上24カラットであり、色付きの金はすべてこれより純度が低く、一般的には18K(75%)、14K(58.3%)、10K(41.7%)、または9K(37.5%)である。[ 4 ]

「白」という言葉は、淡い黄色、茶色がかった色、さらには非常に淡いバラ色と境界を接したり重なったりする幅広い色を包含しています。ホワイトゴールドは、金と少なくとも1つの白い金属(通常はニッケル、銀、プラチナ、またはパラジウム)の合金です。 [ 5 ]イエローゴールドと同様に、ホワイトゴールドの純度はカラットで表されます。

ローズゴールドは金と銅の合金で[ 6 ]、特殊なジュエリーに広く使用されています。ピンクゴールドやレッドゴールドとしても知られるローズゴールドは、19世紀初頭にロシアで人気があり、ロシアンゴールドとしても知られていました[ 7 ] 。ローズゴールドのジュエリーは21世紀に入って人気が高まっており、結婚指輪、ブレスレット、その他のジュエリーによく使用されています。
レッドゴールド、ローズゴールド、ピンクゴールドはしばしば同じ名前で使われますが、違いは銅の含有量です。銅の含有量が多いほど、赤色が濃くなります。ピンクゴールドは銅の含有量が最も少なく、次にローズゴールド、そしてレッドゴールドが最も銅の含有量が多いです。18Kローズゴールド、18Kレッドゴールド、18Kピンクゴールド、12Kレッドゴールドの一般的な合金の例は次のとおりです。[ 4 ]
銅を多く含む合金に最大15%の亜鉛を加えると、赤みがかった黄色や濃い黄色に色が変わります。[ 3 ]中東でよく見られる14Kレッドゴールドは、41.67%の銅を含んでいます。
ローズゴールドの最高カラット数は22カラットで、クラウンゴールドとも呼ばれます。金、銀、銅の合金の中で最も硬いのは18.1Kのピンクゴールド(金75.7%、銅24.3%)です。金と銀のみの合金で最も硬いのは15.5K(金64.5%、銀35.5%)です。
古代においては、精錬過程における不純物の影響で、金はしばしば赤みを帯びた色を呈した。そのため、多くのギリシャ・ローマ時代の文献、そして中世の一部の文献では、金は「赤い」と表現されている。
金-銅-アルミニウム合金の中には、熱処理で微細な表面組織を形成し、スパンキング効果を生じるものがある。冷却時には、体心立方相から体心正方相への準マルテンサイト変態を 起こす。この変態は冷却速度に依存しない。研磨された物体を150~200 ℃の熱油で10分間加熱し、その後20 ℃以下に冷却すると、微細な面が多数存在するきらめく表面が形成される。[ 3 ]
金76%、銅19%、アルミニウム5%の合金は黄色を呈し、金76%、銅18%、アルミニウム6%の合金はピンク色を呈する。[ 3 ]
エレクトラムは、銀と金の天然合金で、銀の含有量が増加するにつれて緑がかった色合いになり、銀の割合が 14% ~ 29% の場合は緑黄色、29% ~ 50% の場合は淡緑黄色になります。[ 8 ] :図 2紀元前 860 年頃には古代ペルシャ人には知られていました。 [ 4 ]しかし、エレクトラムはそれより数千年も前からアッカド人と古代エジプト人の両方によって使用されていました(ウルの王家の墓地がその証拠です)。エジプトのピラミッドの頂上は、薄いエレクトラムの層で覆われていたことが知られています。焼成エナメルは純金よりもこれらの合金によく密着します。
カドミウムは金合金に添加して緑色を作ることもできますが、カドミウムは毒性が非常に高いため、その使用には健康上の懸念があります。[ 9 ] 18Kレッドゴールドに2%のカドミウムを加えると薄緑色になりますが、金75%、銀15%、銅6%、カドミウム4%の合金は濃い緑色になります。[ 3 ]
グレーゴールド合金は通常、金とパラジウムから作られます。パラジウムを使用しないより安価な代替品は、金に銀、マンガン、銅を特定の比率で添加することによって作られます。 [ 10 ]
AuX 2金属間化合物はすべて立方晶蛍石( CaF 2 ) 結晶構造を持ち、そのため脆い。[ 3 ]化学量論からのずれは色の喪失につながる。しかし、わずかに非化学量論的な組成は、脆性を低減した微細粒の二相または三相の微細構造を実現するために使用される。脆性を低減するもう 1 つの方法は、少量のパラジウム、銅、または銀を添加することである。[ 11 ]
金属間化合物は耐食性が低い傾向があります。貴金属以外の元素が環境に溶出し、金に富む表面層が形成されます。青や紫の金の元素が皮膚に直接触れると、汗に接触して金属が溶出し、金属表面が変色する可能性があるため、避けるべきです。[ 11 ]

パープルゴールド(アメジストゴールド、バイオレットゴールドとも呼ばれる)は、金とアルミニウムの合金で、金-アルミニウム金属間化合物(AuAl 2 )を豊富に含んでいます。AuAl 2中の金の含有量は約 79% であり、そのため 18 カラット ゴールドと呼ばれることもあります。パープルゴールドは、可鍛合金ではなく金属間化合物であるため、他の金合金よりも脆く(形成されて電子機器に深刻な故障を引き起こすと「パープル ペスト」と呼ばれることもあります[ 12 ])、強い衝撃で割れる可能性があります[ 13 ] 。そのため、通常は単体ではなく、従来のジュエリーの「宝石」として使用するために機械加工され、ファセットが付けられます。金の含有量が低い場合、材料は金属間化合物とアルミニウムを豊富に含む固溶体相で構成されています。金の含有量が高い場合、金を豊富に含む金属間化合物 AuAl が形成されます。紫色は、アルミニウムが約 15% まで保持されます。金が88%のとき、この材料はAuAlで構成され、色が変わります。副格子が完全に占有されていないため、 AuAl 2の実際の組成はAu 6 Al 11に近いです。[ 3 ]
ブルーゴールドは、金とガリウムまたはインジウムの合金です。[ 13 ]金-インジウム合金は、金46%(約11カラット)とインジウム54%を含み、[ 4 ]金属間化合物AuIn2を形成します。いくつかの資料では、この金属間化合物は「鮮やかな青色」であるとされていますが、[ 3 ]実際にはその効果はわずかです。AuIn2のCIELAB色座標は79、-3.7、-4.2であり、 [ 11 ]おおよそ灰色に見えます。金はガリウムと結合して金属間化合物AuGa2(金58.5%、14カラット)を形成し、わずかに青みがかった色合いになります。AuIn2の融点は541 ℃、AuGa2の融点は492 ℃です。AuIn2はAuGa2よりも脆くなく、AuGa2自体はAuAl2よりも脆くありません。[ 11 ]
カラットゴールドまたはスターリングシルバーにブルーゴールドの表面メッキを施すには、まず表面に金メッキを施し、次にインジウムメッキを施す。この際、インジウムの層の厚さは原子比1:2に合わせる。その後、熱処理を行うことで金属の相互拡散が起こり、目的の金属間化合物が形成される。
ブラックゴールドは、宝飾品に使用される金の一種です。[ 14 ] [ 15 ]黒色の金は、さまざまな方法で製造できます。
銅を多く含む合金は、硫化カリウム処理によって茶色から黒色まで様々な色にすることができる。[ 3 ]
コバルト含有合金、例えば金75%とコバルト25%の合金は、700~950℃での熱処理により黒色の酸化皮膜を形成する 。銅、鉄、チタンも同様の効果が得られる。金-コバルト-クロム合金(金75%、コバルト15%、クロム10%)は、酸化クロム(III)含有量のためオリーブ色を帯びた表面酸化物を生成し、Au-Co合金よりも約5分の1の薄さで、耐摩耗性が著しく優れている。金-コバルト合金は、金リッチ相(約94%Au)とコバルトリッチ相(約90%Co)から構成されており、コバルトリッチ相の結晶粒は表面に酸化皮膜を形成できる。[ 3 ]
最近では、表面にナノ構造を形成することでブラックゴールドを作製できるようになった。フェムト秒レーザーパルスが金属の表面を変形させ、表面積を大幅に増加させ、入射する光をほぼすべて吸収することで、深い黒色になる[ 16 ]。しかし、この方法は宝飾品の外観のためではなく、ハイテク用途で使用されている。黒色は、局在表面プラズモンの励起により、プラズモン共鳴の広い範囲で強い吸収が生じるためである。プラズモン共鳴の広さ、すなわち吸収波長範囲は、異なる金ナノ粒子間の相互作用に依存する[ 17 ]。
酸化層は、金75%、鉄24.4%、ニッケル0.6%の合金からブルーゴールドを得るためにも使用できます。この層は、空気中で450~600 ℃の熱処理によって形成されます。 [ 3 ]
ルテニウム、ロジウム、および他の3つの元素を合金化し、 1800℃で熱処理して 3~6マイクロメートルの厚さの着色表面酸化物層を形成することにより、20~23Kの濃いサファイアブルー色の金も得られる。[ 3 ]