ゴールドカラー

着色金とは、その自然な色を変える技術を用いて処理された金のことです。純金はわずかに赤みがかった黄色ですが、^[1]着色金はさまざまな元素と合金にすることでさまざまな色にすることができます。

カラーゴールドは3つのグループに分類できます。^[2]

• 銀と銅をさまざまな割合で合金にしたもの。白、黄、緑、赤の金が作られます。これらは通常、展性のある合金です。
• 金属間化合物。青や紫の金、その他の色を生成します。これらは通常脆いですが、宝石や象嵌として使用できます。
• 酸化物層などの表面処理。

定義上、純度100%（実際には99.9%以上）の金は24カラットであるため、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（58.5%）、10K（41.6%）、または9K（37.5%）となります。^[3]

ホワイトという言葉は、淡い黄色、茶色がかった色、非常に淡いバラ色にまで及ぶ幅広い色をカバーしています。ホワイトゴールドは、金と少なくとも1種類の白色金属（通常はニッケル、銀、プラチナ、パラジウム）の合金です。^[4]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。

ホワイトゴールドの特性は、使用される金属とその割合によって異なります。一般的なホワイトゴールドの配合は、90重量%の金と10重量%のニッケルで構成されています。^[3]銅を追加すると、可鍛性を高めることができます。^[2]ジュエリー業界で使用される合金は、金パラジウム銀と金ニッケル銅亜鉛です。パラジウムとニッケルは金の主な漂白剤として機能し、亜鉛は銅の色を弱める二次漂白剤として機能します。^[要出典]その結果、ホワイトゴールド合金はさまざまな目的に使用できます。ニッケル合金は硬くて強いため、指輪やピンに適しています。金パラジウム合金は柔らかく、しなやかで、ホワイトゴールドの宝石セッティングに適しています。金ニッケル銅合金の強度は、金を多く含むAu-Cuとニッケルを多く含むNi-Cuの2つの相の形成と、その結果としての材料の硬化によって生じます。^[2]

一部のホワイトゴールド合金に使用されているニッケルは、長期間着用するとアレルギー反応を引き起こす可能性があります（一部の腕時計のケースでも顕著です）。^{[5]この反応は、典型的には}ニッケル皮膚炎による軽い皮膚発疹であり、8人に1人の割合で発生します。このため、多くの国ではホワイトゴールドの配合にニッケルを使用していません。

ローズゴールドは、特殊なジュエリーに広く使用されている金と銅の合金^[6]です。ピンクゴールドやレッドゴールドとも呼ば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も呼ばれていました。^[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。

これらの名前はしばしば互換的に使用されますが、レッドゴールド、ローズゴールド、ピンクゴールドの違いは銅の含有量です。銅の含有量が多いほど、赤色が強くなります。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、レッドゴールドは銅の含有量が最も多くなります。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。^[3]

• 18Kレッドゴールド: 金75%、銅25%
• 18Kローズゴールド: 金75%、銅22.25%、銀2.75%
• 18Kピンクゴールド：金75%、銅20%、銀5%
• 12Kレッドゴールド：金50%、銅50%

銅を多く含む合金に最大15%の亜鉛を加えると、合金の色を赤みがかった黄色や濃い黄色に変えることができます。^[2]中東でよく見られる14Kレッドゴールドには、41.67%の銅が含まれています。

ローズゴールドの最高カラットバージョンは、クラウンゴールドとも呼ばれ、22カラットです。金、銀、銅で作られた合金の中で最も硬いのは、18.1 K ピンクゴールド (金 75.7%、銅 24.3%) です。金と銀のみの合金は、15.5 K (金 64.5%、銀 35.5%) で最も硬いです。

古代では、精錬過程での不純物により、金はしばしば赤みがかった色に変化しました。このため、多くのギリシャやローマの文献、および中世の文献の一部では、金は「赤」と表現されています。^{[引用が必要]}

一部の金・銅・アルミニウム合金は熱処理により微細な表面組織を形成し、スパングル効果を生み出します。冷却時に、体心立方相から体心正方相への擬似マルテンサイト変態を起こします。変態は冷却速度に依存しません。研磨された物体は高温の油で150～200℃に10分間加熱され、その後20℃以下に冷却され、微細なファセットで覆われたキラキラ光る表面を形成します。^[2]

76%の金、19%の銅、5%のアルミニウムの合金は黄色になり、76%の金、18%の銅、6%のアルミニウムの合金はピンク色になります。^[2]

緑色の金は、紀元前860年というはるか昔に古代ペルシャ人にはエレクトラムという名前で知られていました。これは銀と金の天然合金です。^[3]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証拠としてあります）。エジプトのピラミッドの頂上でさえ、薄いエレクトラムの層で覆われていることが知られています。エレクトラムは実際には緑というより緑がかった黄色に見えます。焼成エナメルは純金よりもこれらの合金によく付着します。

カドミウムを金合金に加えて緑色にすることもできますが、カドミウムは非常に有毒であるため、その使用には健康上の懸念があります。^[8] 75％の金、15％の銀、6％の銅、4％のカドミウムの合金は濃い緑色の合金になります。^[2]

灰色の金合金は通常、金とパラジウムから作られています。^[要出典]パラジウムを使用しないより安価な代替品は、銀、マンガン、銅を特定の割合で金に加えて作られます。^[9]

AuX _{2金属間化合物はすべて}蛍石( CaF ₂ ) 結晶構造を持ち、そのため脆い。^[2]化学量論から外れると色が失われる。しかし、わずかに非化学量論的な組成を使用することで、脆さを軽減した微粒子の 2 相または 3 相微細構造を実現できる。脆さを軽減する別の方法として、少量のパラジウム、銅、または銀を添加する方法がある。^[10]

金属間化合物は耐食性が低い傾向がある。卑な元素は環境に浸出し、金を多く含む表面層が形成される。汗にさらされると金属が浸出し、金属表面が変色する可能性があるため、青や紫の金元素が皮膚に直接触れることは避けるべきである。^[10]

パープルゴールド（アメジストゴールド^[要出典]やバイオレットゴールド^[要出典]とも呼ばれる）は、金とアルミニウムの合金で、金とアルミニウムの金属間化合物（AuAl ₂）を多く含んでいます。AuAl ₂の金含有量は約 79% で、18 カラットゴールドとも呼ばれます。パープルゴールドは、可鍛性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（電子機器に深刻な障害を引き起こすため、「紫色の疫病」と呼ばれます^[11]）、鋭い衝撃で粉々になることがあります。^[12]そのため、通常は機械加工され、ファセットカットされて、従来のジュエリーの「宝石」として使用されます。金の含有量が少ない場合、この材料は金属間化合物とアルミニウムを多く含む固溶体相で構成されます。金の含有量が多い場合は、金を多く含む金属間化合物 AuAl が形成され、紫色はアルミニウムの約 15% まで維持されます。金の88%はAuAlで構成されており、色が変わります。AuAl ₂の実際の組成は、サブ格子が不完全に占有されているため、 Au ₆ Al ₁₁に近くなります。^[2]

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。^[12]金インジウムには、46% の金 (約 11 カラット) と 54% のインジウムが含まれており、^{[3] AuIn} ₂という金属間化合物を形成します。いくつかの情報源では、この金属間化合物は「透明な青色」であると述べられていますが、^[2]実際にはその効果はわずかです。AuIn _2のCIE LAB 色座標は79、-3.7、-4.2 であり^[10]、おおよそ灰色がかった色に見えます。ガリウムと金は、わずかに青みがかった色調の金属間化合物 AuGa _{2 (58.5% Au、14 カラット) を形成します。AuIn 2}の融点は541 °C、AuGa 2 の融点は 492 °C です。AuIn _{2 はAuGa 2}よりも脆くなく、AuGa _{2自体も AuAl 2}よりも脆くありません。^[10]

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、次に層の厚さを 1:2 の原子比に合わせるインジウムメッキを施します。その後、熱処理により金属の相互拡散が起こり、必要な金属間化合物が形成されます。

ブラックゴールドは宝飾品に使用される金の一種です。^{[13] [14]}黒色の金は様々な方法で生産されます。

• 硫黄と酸素を含む化合物を塗布して緑青をつける。
• 非晶質炭素を用いたプラズマ化学蒸着プロセス
• クロムまたはコバルトを含む金の制御された酸化（例：金75％、コバルト25％^[3]）。

銅を多く含む合金は、硫化カリウムで処理することで茶色から黒色までのさまざまな色を実現できます。^[2]

コバルト含有合金、例えば金75%、コバルト25%は、700～950℃で熱処理すると黒色酸化物層を形成する。銅、鉄、チタンもこの効果を得るために使用できる。金コバルトクロム合金（金75%、コバルト15%、クロム10%）は、クロム(III)酸化物の含有量によりオリーブ色を帯びた表面酸化物を生成し、Au-Coよりも約5倍薄く、耐摩耗性が大幅に向上している。金コバルト合金は、金を多く含む相（約94% Au）とコバルトを多く含む相（約90% Co）で構成され、コバルトを多く含む相の粒子は表面に酸化物層を形成することができる。^[2]

最近では、表面にナノ構造を作ることで黒い金を形成できるようになりました。フェムト秒レーザーパルスが金属の表面を変形させ、表面積を大幅に増やして、その上に当たる光をほぼすべて吸収し、濃い黒色にします。^[15]しかし、この方法はジュエリーの外観のためではなく、ハイテク用途で使用されています。黒色になるのは、局所表面プラズモンの励起によるもので、プラズモン共鳴の広い範囲で強い吸収を生み出します。プラズモン共鳴の広さと吸収波長範囲は、異なる金ナノ粒子間の相互作用に依存します。^[16]

酸化物層は、75%の金、24.4%の鉄、0.6%のニッケルの合金から青い金を得るためにも使用できます。この層は、空気中で450〜600℃で熱処理すると形成されます。^[2]

ルテニウム、ロジウム、および他の3つの元素と合金化し、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層を形成することで、20～23Kの濃いサファイアブルー色の金を得ることもできます。^[2]

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