Colour Measurement Condition of Precious Metal Alloy Based on Chromatics
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摘要:
贵金属合金颜色是影响首饰外观和展示饰品个性化的重要因素，但行业内目前对测试贵金属合金颜色的条件缺乏统一要求，致使贵金属颜色无法准确比较和溯源。基于贵金属合金因测试条件不同，其颜色结果不同而无法进行准确比较的问题，采用光谱光度测色法，针对标准色度观察者、仪器设备、样品大小和样品表面条件4个影响因素进行实验，对色空间坐标的变化规律和色差进行分析。结果表明：经过校准的分光光度计和测色仪均能准确测试贵金属颜色；适宜的测试条件为CIE1964标准色度观察者，样品大小完全覆盖仪器测试孔，样品测试区域均匀、平整、洁净、无缺陷。研究结果可为贵金属合金颜色的准确测试提供参考依据。
Abstract:The colour of precious metal alloys is an important factor that affects the appearance and personalization of jewelry. However, the industry lacks of unified requirements for the colour of the test conditions of precious metal alloys, which makes it impossible to accurately compare and trace the colours of the precious metal. Based on the problem of the inability to accurately compare the colour results of the precious metal alloys due to different testing conditions, spectral photometry was used to conduct experiments on four influencing factors: standard chromatics observers, instruments, sample sizes, and sample surface conditions. The change rule of colour space coordinates and values of colour difference are analyzed. The results show that both the calibrated spectrophotometer and colorimeter can accurately test the colour of the precious metals. The suitable testing conditions are CIE1964 standard colorimetric observer, with the sample size completely covering the instrument test hole, and the sample testing area being uniform, flat, clean, and defect free. The research results can provide a reference basis for the accurate testing of precious metal alloy colours.
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Keywords:
- precious metal /
- colour /
- test condition /
- sample condition
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贵金属是金、银和铂族金属的统称。贵金属及贵金属与其他元素组成的合金常用于佩戴、装饰等，称为贵金属首饰[1-2]。随着生活水平和审美层次提高，消费者对贵金属首饰的追求不再局限于材质种类及其成色(即贵金属首饰材料中主要贵金属元素的含量)，而把颜色、设计、工艺、品牌等产品要素或无形价值也作为重要的衡量要点。贵金属合金作为首饰的主要组成材料，其颜色是影响首饰外观和展示个性化的重要因素。常见的贵金属颜色包括浅黄色、黄色、粉红色、红色、黄绿色、白色等[3-5]。然而，命名相同的贵金属材料(如14K金、玫瑰金等)，因生产厂家、生产工艺、生产批次等不同，呈现的颜色可能会有一定的差异，甚至因颜色目视观察结果的不同，出现争议而引发消费者退货或返修等[6-9]。而颜色既决定于外界物理刺激，又决定于人眼的视觉特性，贵金属的颜色测量和标定应符合人眼的观察结果。观察的视角不同，会得到不同的颜色效果。因此，准确测量贵金属首饰颜色，既有助于为消费者提供精准的、个性化消费保障，也能为贵金属饰品的生产和质量控制提供科学依据。
目前，对贵金属合金的研究主要针对工艺性能、含量测试和镀层性能等方面[10-12]，而贵金属颜色的定量研究资料很少, 研究重点集中在Au-Ag-Cu、Cu-Zn-Al和Cu-Mn-Zn合金系，探讨随着元素成分和含量的变化贵金属合金的颜色变化；提出测色仪器、测色条件(包括光源的明度、色调、饱和度、测量的几何条件)和样品条件等因素会影响贵金属的颜色测试结果[13-19]，但并未具体讨论如何影响。贵金属颜色测试仪器、方法、条件和结果表示方法的不统一，制约了珠宝首饰企业对成品颜色的测量以及在生产过程中对颜色均一性、稳定性等的控制。本研究针对贵金属合金样品，对其颜色的测试条件展开系统地研究。通过对比不同的标准色度观察者、测试仪器、样品大小和样品表面条件下的颜色结果，以期找到既具科学性又与目视观察结果更接近的测试条件，为贵金属首饰颜色的重现提供有效依据。
1. 研究样品
本研究中笔者收集了广东某两家公司生产的贵金属样品共计30件。其中，不同企业的不同砂号和喷头经后期处理的古法金磨砂样品11件(图 1)、不同颜色的14K~18K金样品7件(图 2)、成分相同但表面加工工艺不同的样品12件(图 3)。这些样品厚1.5~2.5 mm，被切割成直径26 mm~30 mm的圆形片状或20 mm×30 mm长方片状。样品涵盖了银色、浅黄色、金色、玫瑰金色等常见贵金属首饰的颜色。同时，为了进行对比分析，选用潘通国际标准金属色卡(简称“色卡”)作为测试样品(图 4)。
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图 1 经不同企业的不同砂号和喷头后期处理的古法金磨砂样品(HT-GJ、TX-GJ为两家企业编号)Figure 1. Frosted samples of "Chinese Traditional Gold" processed with different grits abrasives and nozzles from different enterprises (HT-GJ and TX-GJ are the two enterprise numbers)![]()
图 2 不同颜色14K~18K金样品(0N~3N为不同深浅的黄色，4N~6N为不同深浅的玫瑰金色)Figure 2. Samples of 14K-18K gold in different colours (0N-3N are different shades of yellow. 4N-6N are different shades of rose gold colour)![]()
图 3 相同成分、不同表面加工工艺样品注：J为镜面工艺, M为磨砂工艺, L为拉丝工艺Figure 3. Samples of the same composition with differentsurface finishes![]()
图 4 不同色系的潘通国际标准金属色卡Figure 4. Pantone international standard metallic colour cards in different colours2. 仪器及测试条件
采用岛津3700紫外-可见光分光光度计(简称“岛津3700”)和柯尼卡美能达CM-2600D测色仪(简称“CM-2600”)分别测试各样品。测试由广州番禺职业技术学院珠宝玉石及首饰检测中心完成。其中，岛津3700测试条件：测试范围380~780 nm，狭缝宽度1 nm，步长1 nm，光源为D65，标准色度观察者选用CIE1931标准色度观察者(又称2°视场)和CIE1964标准色度观察者(又称10°视场)，包含镜面反射(SCI)。CM-2600D测试条件：测试孔径8 mm，光源为D65，标准色度观察者选用CIE1931标准色度观察者和CIE1964标准色度观察者，包含镜面反射(SCI)，整个测试过程在标准灯箱条件下完成。
设计正交试验，分别研究这两种仪器、标准色度观察者、样品大小、样品表面状态等4种单因素条件下样品的色空间坐标，测试结果用Y10、x10、y10和L*、a*、b*表示。其中Y10值为亮度因数，其值越高越明亮, x10值表示与红色有关的相对量值, y10值表示与绿色有关的相对量值；L*值表示物体的明亮度，数值可从0变化到100，0时表示为黑色，100则表示白色, a*值表示物体的红绿色，正值表示红色，负值表示绿色, b*值表示物体的黄蓝色，正值表示黄色，负值表示蓝色。根据样品Y10x10y10和L*a*b*色空间坐标值差异，分析其原因。每件样品选取5个不同位置测试，并求取平均值作为分析比对的数据。
3. 结果与讨论
3.1 标准色度观察者的影响
挑选大小相同且表面状态无明显方向性特征的样品，分别选用CIE1964标准色度观察者和CIE1931标准色度观察者，光源和包含镜面反射条件相同，使用岛津3700和CM-2600对进行测试，根据测试结果，计算不同标准色度观察者条件下的色差，结果见表 1。
表 1 不同标准色度观察者色差值Table 1. The values of chromatism between different standard chromatic observers样品号 测试仪器 测试条件 色空间坐标 色差 Y10 x10 y10 L* a* b* TX-GJ-2 岛津3700 1964标准色度观察者 63.71 0.418 5 0.411 0 83.81 10.36 46.75 5.21 1931标准色度观察者 66.53 0.412 2 0.417 2 85.27 5.72 48.62 CM-2600 1964标准色度观察者 64.69 0.414 2 0.408 1 84.33 9.88 44.95 5.10 1931标准色度观察者 67.47 0.408 1 0.414 2 85.74 5.34 46.80 TX-GJ-4 岛津3700 1964标准色度观察者 58.69 0.416 1 0.406 6 81.12 10.78 43.44 4.87 1931标准色度观察者 61.22 0.410 2 0.412 5 82.50 6.47 45.25 CM-2600 1964标准色度观察者 57.37 0.416 5 0.405 6 80.39 11.21 42.84 4.78 1931标准色度观察者 59.84 0.410 8 0.411 3 81.75 7.01 44.66 HT-GJ-1 岛津3700 1964标准色度观察者 57.20 0.411 8 0.404 3 80.29 10.01 41.32 4.69 1931标准色度观察者 59.58 0.406 2 0.410 1 81.61 5.87 43.09 CM-2600 1964标准色度观察者 57.06 0.411 6 0.404 3 80.21 9.95 41.24 4.70 1931标准色度观察者 59.44 0.406 0 0.410 1 81.53 5.80 43.00 HT-GJ-2 岛津3700 1964标准色度观察者 64.55 0.408 9 0.403 8 84.25 9.58 42.16 4.93 1931标准色度观察者 67.21 0.403 2 0.409 5 85.61 5.20 43.96 CM-2600 1964标准色度观察者 62.82 0.406 9 0.401 0 83.35 9.83 40.37 4.72 1931标准色度观察者 65.34 0.401 6 0.406 4 84.66 5.66 42.14 2N 岛津3700 1964标准色度观察者 70.93 0.370 7 0.379 5 87.45 4.45 26.80 2.58 1931标准色度观察者 72.63 0.3670 0.380 8 88.27 2.09 27.43 CM-2600 1964标准色度观察者 70.45 0.370 3 0.379 3 87.22 4.38 26.59 2.56 1931标准色度观察者 72.13 0.366 6 0.380 5 88.03 2.04 27.22 5N 岛津3700 1964标准色度观察者 67.91 0.368 3 0.364 3 85.96 9.50 20.89 1.70 1931标准色度观察者 69.31 0.366 2 0.364 9 86.66 8.11 21.59 CM-2600 1964标准色度观察者 68.01 0.369 0 0.363 8 86.01 10.03 20.88 1.68 1931标准色度观察者 69.42 0.367 1 0.364 4 86.71 8.68 21.60 005J 岛津3700 1964标准色度观察者 22.61 0.327 2 0.343 2 54.67 0.58 4.43 0.33 1931标准色度观察者 22.74 0.325 7 0.341 8 54.80 0.28 4.49 CM-2600 1964标准色度观察者 22.56 0.327 1 0.341 9 54.62 0.91 4.12 0.29 1931标准色度观察者 22.68 0.325 7 0.340 5 54.75 0.66 4.20 结果(表 1)显示：不同的标准色度观察者测试同一样品，得到的颜色结果不一致，色差大小不一，但变化趋势相同，均为L*值和b*值变大，a*值变小。黄色的古法金样品TX-GJ-2、TX-GJ-4和HT-GJ-1、HT-GJ-2色差值都很大，超过3。浅黄色和玫瑰金色K金样品2N和5N次之，色差值在1.5 ~3.0之间。而银色样品005J色差值最小，小于0.5。这是由于在视场变大时，蓝绿区域差别更明显[18]，所以黄色样品色差值更大。而银色样品005J由于其为中性灰色系列，无明显色相，使用不同的标准色度者来测试时色空间坐标较为接近，因此色差值最小。同时，色差与目视观感之间也存在一定的对应关系[20]，见表 2。从表 2中可看出，除样品005J外，其他样品的颜色结果差异，目视观察均可发现颜色差异。
表 2 色差值与目视观感之间的对应关系Table 2. Correspondence between values of chromatism and visual perception色差ΔE 目视观感颜色差别 ΔE≤0.5 可忽略 0.5＜ΔE≤1.5 轻微 1.5＜ΔE≤3.0 可察觉 3.0＜ΔE≤6.0 可识别 6.0＜ΔE≤12.0 大 ΔE＞12.0 非常大 前人[21-24]研究表明，人眼对颜色的分辨力会受到视场大小的影响，人眼用小视场观察颜色时辨别差异的能力较弱。同时，观察者视场的变化色度图也会出现变化，虽然引起的变化比较小，但通过视场的增大，颜色匹配精度也随之提高，而CIE1964标准色度观察者的表现优于其他颜色匹配函数，更能准确模拟人眼的颜色感觉，辨别色差的能力也随之提高，结果的可重复性更好。因此，选择CIE1964标准色度观察者为测试条件，可以更好的还原测试所得色空间坐标与实际样品的颜色。
3.2 测试仪器的影响
挑选表面无明显方向性特征的样品，选用CIE1964标准色度观察者，光源和包含镜面反射条件相同，分别使用岛津3700和CM-2600对进行测试，并计算件内色差和平均值的色差，结果见表 3。
表 3 不同仪器测试的色差值Table 3. The values of chromatism for different instruments样品号 测试仪器 测试次数 色空间坐标 件内色差 色差 Y10 x10 y10 L* a* b* TX-GJ-1 岛津3700 1 55.98 0.413 4 0.405 4 79.60 10.12 41.73 0.48 0.46 2 55.85 0.413 2 0.405 4 79.53 10.05 41.66 3 56.27 0.416 2 0.408 3 79.77 10.10 41.73 4 55.62 0.414 3 0.405 7 79.40 10.28 41.97 5 56.36 0.411 3 0.404 2 79.82 9.84 40.97 平均 56.02 0.413 7 0.405 8 79.62 10.08 41.61 CM-2600 1 56.43 0.412 6 0.404 6 79.86 10.15 41.39 0.50 2 55.77 0.413 8 0.404 2 79.48 10.68 41.38 3 55.33 0.4144 0.405 0 79.23 10.56 41.66 4 55.35 0.413 3 0.404 2 79.24 10.46 41.17 5 55.89 0.413 6 0.404 5 79.55 10.49 41.48 平均 55.75 0.413 5 0.404 5 79.47 10.47 41.42 HT-GJ-4 岛津3700 1 59.89 0.409 6 0.399 6 81.78 11.12 39.88 0.48 0.38 2 60.10 0.409 1 0.399 5 81.89 10.96 39.78 3 60.14 0.409 1 0.399 0 81.90 11.15 39.64 4 60.41 0.409 0 0.399 6 82.06 10.92 39.86 5 60.43 0.408 9 0.400 0 82.07 10.75 39.96 平均 60.19 0.409 1 0.399 5 81.94 10.98 39.82 CM-2600 1 60.34 0.408 7 0.399 2 82.02 10.95 39.66 0.40 2 60.61 0.409 4 0.399 5 82.17 11.12 39.97 3 61.00 0.408 2 0.398 8 82.38 11.01 39.50 4 60.98 0.409 2 0.399 4 82.37 11.11 39.95 5 60.89 0.408 6 0.399 0 82.32 11.05 39.66 平均 60.76 0.408 8 0.399 2 82.25 11.05 39.62 4N 岛津3700 1 69.19 0.369 4 0.368 8 86.60 8.17 22.77 0.30 0.40 2 69.65 0.369 8 0.368 9 86.82 8.31 22.92 3 69.49 0.369 8 0.369 0 86.74 8.28 22.94 4 68.72 0.369 9 0.369 3 86.37 8.18 22.97 5 69.57 0.369 5 0.368 9 86.78 8.19 22.84 平均 69.32 0.369 7 0.369 0 86.66 8.23 22.89 CM-2600 1 69.34 0.369 7 0.369 7 86.67 7.93 23.13 0.47 2 69.25 0.369 6 0.369 7 86.63 7.91 23.12 3 69.88 0.369 9 0.369 6 86.94 8.05 23.22 4 70.14 0.369 8 0.369 6 87.07 8.05 23.20 5 69.32 0.369 6 0.369 8 86.66 7.87 23.15 平均 69.59 0.3697 0.3697 86.79 7.96 23.16 001M 岛津3700 1 40.61 0.4018 0.4106 69.90 3.93 36.68 0.24 0.16 2 40.91 0.4018 0.4107 70.11 3.95 36.79 3 40.70 0.4017 0.4105 69.96 3.91 36.67 4 40.80 0.4018 0.4105 70.04 3.93 36.72 5 40.81 0.4020 0.4106 70.04 3.96 36.78 平均 40.77 0.4018 0.4106 70.01 3.94 36.73 柯尼卡 1 41.22 0.4018 0.4104 70.33 4.02 36.83 0.47 CM-2600 2 41.03 0.4018 0.4103 70.20 4.01 36.75 3 40.77 0.4022 0.4107 70.01 4.03 36.84 4 40.56 0.4022 0.4105 69.87 4.07 36.73 5 40.93 0.4023 0.4105 70.13 4.09 36.84 平均 40.90 0.4021 0.4105 70.11 4.04 36.80 结果(表 3)显示：同一样品使用相同仪器进行测试时，件内色差变化范围为0.24~0.50，说明仪器测试结果的重现性很好；同一样品使用不同仪器测试时，色差变化范围为0.16~0.46，说明所选用的岛津3700和CM-2600均能对贵金属样品进行颜色测试，并且测试结果较为一致(色差均小于0.5，为目视观察可忽略的色差[21])，因此，只要采用规定的测试条件，在测试时可以根据样品的条件选择任意设备。
为了更直观地观察测试结果，将上述样品的色空间坐标L*、a*、b*投点到CIE L*a*b*颜色空间中，见图 5。从图中可以看出，同一样品的投点位置相对集中，且越集中说明其色差越小。
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图 5 不同仪器测试样品颜色的CIE L*a*b*空间投点图Figure 5. CIE L*a*b* spatial projections of the colour of samples tested by different instruments3.3 样品大小的影响
考虑到贵金属样品在切割过程中表面可能因高温或受力而产生氧化或者变形，这些因素对颜色结果都有影响[25]，因此为了保证颜色的均一性且方便切割，本项测试选用和贵金属颜色和观感最接近的潘通国际标准金属色卡作为样品，挑选银白色、金黄色和玫瑰金色3个不同色系的色卡，按照覆盖仪器测试孔面积的30%，分别剪成5 mm×25 mm和1.8 mm×8 mm的条状，其中, 5 mm×25 mm用于岛津3700, 1.8 mm×8 mm用于CM-2600。选用CIE1964标准色度观察者进行测试，光源和包含镜面反射条件相同，测试数据如表 4所示，并计算其色差。
表 4 测试面大小对色差值的影响Table 4. The effect of test surface size on chromatism values色卡编号 测试仪器 测试条件 色空间坐标 色差 Y10 x10 y10 L* a* b* 10104C 岛津3700 完全覆盖测试孔 58.89 0.3088 0.3275 81.23 -0.75 -1.94 1.97 覆盖测试孔30% 58.60 0.3120 0.3318 81.07 -1.14 -0.02 CM-2600 完全覆盖测试孔 59.12 0.3089 0.3276 81.35 -0.79 -1.89 1.81 覆盖测试孔30% 58.42 0.3120 0.3318 80.97 -1.08 -0.14 10126C 岛津3700 完全覆盖测试孔 42.03 0.3990 0.4187 70.89 0.64 38.92 0.64 覆盖测试孔30% 41.85 0.4007 0.4199 70.77 0.81 39.52 CM-2600 完全覆盖测试孔 42.71 0.3991 0.4187 70.74 0.89 38.89 0.60 覆盖测试孔30% 41.57 0.4010 0.4197 70.58 0.96 39.47 10137C 岛津3700 完全覆盖测试孔 42.08 0.3649 0.3582 70.92 9.07 15.55 0.75 覆盖测试孔30% 41.93 0.3667 0.3599 70.82 9.06 16.29 CM-2600 完全覆盖测试孔 41.95 0.3647 0.3575 70.94 9.26 15.27 1.15 覆盖测试孔30% 41.60 0.3672 0.3601 70.60 9.17 16.37 结果(表 4)显示：使用岛津3700和CM-2600，样品能否完全覆盖仪器测试孔，所得颜色结果不一致，色差范围从0.60~1.97，说明样品尺寸是否能完全覆盖仪器的测试孔对测试结果有一定影响，且色差均大于0.5，属于目视观察可察觉到颜色的轻微差别。由于仪器测得的为平均颜色，所以样品的测试面积的大小对测试结果有影响。若样品尺寸太小，无法覆盖仪器测试孔时，一种情况是仪器中的测试光斑仅部分照射到样品上，部分照射到环境背景上，此时仅从样品上反射回的光线并不能准确反映样品的真实颜色，测试结果有明显的偏差。另一种情况是仪器中测试光斑可以全部照射到样品上，但因样品尺寸无法完全覆盖仪器测试孔，从样品表面反射回的光线仅部分被仪器的积分球采集，部分进入环境背景中，此时测得的结果也非样品的真实颜色。因此，考虑到测试结果的准确性，要求样品尺寸应能完全覆盖仪器的测试孔。
3.4 样品表面条件的影响
ISO 8654-2018中的样品条件为：“被测样品的测量面应平整并经过抛光。测量面不应有缺陷。经过处理(抛光并冲洗)直至得到镜面(Y值达到稳定)。”所有的样品要求在测试前需经过预处理，该处理方法对具有镀层或者覆盖层的贵金属是破坏性的，且不适用于成品贵金属首饰。
为了确定样品表面条件对贵金属颜色的影响程度，挑选成分相同但表面加工工艺不同的样品，肉眼目视观察后再使用岛津3700、CIE1964标准色度观察者进行测试，光源和包含镜面反射条件相同，结果数据见表 5。
表 5 样品表面条件对色差值的影响Table 5. The effect of sample surface conditions on chromatism values样品号 色空间坐标 色差 备注 Y10 x10 y10 L* a* b* HT-GJ-3 57.89 0.4163 0.4047 80.68 11.46 42.65 2.59 用100#砂进行表面处理 HT-GJ-4 59.87 0.4103 0.4005 81.77 10.98 40.35 用80#砂进行表面处理 001L 41.47 0.4037 0.4102 70.50 4.65 37.21 9.13 拉丝纹水平方向 001L 31.46 0.3984 0.4077 62.89 3.45 32.32 拉丝纹垂直方向 002L 24.90 0.3475 0.3426 56.98 7.17 6.96 6.28 拉丝纹水平方向 002L 19.25 0.3438 0.3420 50.98 5.72 5.81 拉丝纹垂直方向 肉眼目视观察对比发现：样品HT-GJ-3会略黄，而样品HT-GJ-4则更亮一些；而样品001L和样品002L，从不同方向进行观察时，明显感觉亮度有差异。
结果(表 5)显示：样品HT-GJ-3和HT-GJ-4号样品色差为2.59，说明颜色结果目视观察时可察觉其差异；且样品HT-GJ-3的L*值比样品HT-GJ-4的低，而b*值高，说明样品HT-GJ-3号样品亮度略差，且更偏黄色。样品001L和002L拉丝纹水平方向和垂直方向的L*、a*和b*值均有明显差别，且色差分别为9.13和6.28，说明颜色有明显差异；同时拉丝纹水平方向时，其L*值明显高过拉丝纹垂直方向，说明拉丝纹水平方向时，亮度更高，这也与肉眼目视观察结果一致。
结合样品状态，样品HT-GJ-3和HT-GJ-4号样品的区别仅为在最后加工工序中采用了不同粒度的喷砂工艺处理，处理后样品表面的粗糙度不一致，导致其颜色结果不同，说明表面处理工艺对饰品颜色有明显影响。在测试过程中发现，样品HT-GJ-3和HT-GJ-4号不同方向上和位置上的颜色测试结果接近，说明相同的喷砂工艺处理后的贵金属合金颜色无明显方向上的差异，均匀性和测试结果的复现性较好。结果显示，拉丝样品001L和002L，测试方向对颜色结果的影响明显，是由于光线照射到样品反射后的角度和被仪器积分球的采集到的光线的强度都发生变化，因此颜色结果不同。说明样品表面条件对贵金属颜色有明显影响，并且仪器的测试结果也能准确地反映样品颜色的差异。对成品贵金属首饰而言，表面常通过不同的加工工艺而呈现个性化的外观。其中镜面抛光和磨砂工艺无明显的方向性区别，因此在测试其颜色时，只需样品表面测试区域宜均匀、平整、洁净、无缺陷即可，且无需其他预处理。若成品贵金属首饰样品表面具有方向性的纹饰(如拉丝)等工艺时，在测试时应说明测试时选择的区域和方向。
4. 结论
通过对不同样品颜色测试条件的分析，得到以下结论。
(1) 分光光度计或测色仪，均能对反射率较高且(或)表面加工工艺不同(镜面、磨砂、拉丝等)的贵金属颜色进行颜色测试，且结果的重复性、再现性较高。同时，采用不同类型的测色设备，色空间坐标的色差均小于0.5，说明准确性较高。
(2) 不同的测试条件对贵金属的颜色结果有显著影响，适宜的测试条件：选用CIE1964标准色度观察者；样品大小应能完全覆盖仪器测试孔；样品表面测试区域宜均匀、平整、洁净、无缺陷，无需其他预处理。样品表面具有方向性的纹饰时，需说明测试时选择的区域和方向。当采用该测试条件时，可得到与目视结果更为接近的色空间坐标。
致谢: 感谢广州番禺职业技术学院珠宝及首饰检测中心在样品检测方面的协助。 -
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图 1 经不同企业的不同砂号和喷头后期处理的古法金磨砂样品(HT-GJ、TX-GJ为两家企业编号)
Figure 1. Frosted samples of "Chinese Traditional Gold" processed with different grits abrasives and nozzles from different enterprises (HT-GJ and TX-GJ are the two enterprise numbers)
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图 2 不同颜色14K~18K金样品(0N~3N为不同深浅的黄色，4N~6N为不同深浅的玫瑰金色)
Figure 2. Samples of 14K-18K gold in different colours (0N-3N are different shades of yellow. 4N-6N are different shades of rose gold colour)
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图 3 相同成分、不同表面加工工艺样品
注：J为镜面工艺, M为磨砂工艺, L为拉丝工艺
Figure 3. Samples of the same composition with differentsurface finishes
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图 4 不同色系的潘通国际标准金属色卡
Figure 4. Pantone international standard metallic colour cards in different colours
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图 5 不同仪器测试样品颜色的CIE L*a*b*空间投点图
Figure 5. CIE L*a*b* spatial projections of the colour of samples tested by different instruments
表 1 不同标准色度观察者色差值
Table 1 The values of chromatism between different standard chromatic observers
样品号 测试仪器 测试条件 色空间坐标 色差 Y10 x10 y10 L* a* b* TX-GJ-2 岛津3700 1964标准色度观察者 63.71 0.418 5 0.411 0 83.81 10.36 46.75 5.21 1931标准色度观察者 66.53 0.412 2 0.417 2 85.27 5.72 48.62 CM-2600 1964标准色度观察者 64.69 0.414 2 0.408 1 84.33 9.88 44.95 5.10 1931标准色度观察者 67.47 0.408 1 0.414 2 85.74 5.34 46.80 TX-GJ-4 岛津3700 1964标准色度观察者 58.69 0.416 1 0.406 6 81.12 10.78 43.44 4.87 1931标准色度观察者 61.22 0.410 2 0.412 5 82.50 6.47 45.25 CM-2600 1964标准色度观察者 57.37 0.416 5 0.405 6 80.39 11.21 42.84 4.78 1931标准色度观察者 59.84 0.410 8 0.411 3 81.75 7.01 44.66 HT-GJ-1 岛津3700 1964标准色度观察者 57.20 0.411 8 0.404 3 80.29 10.01 41.32 4.69 1931标准色度观察者 59.58 0.406 2 0.410 1 81.61 5.87 43.09 CM-2600 1964标准色度观察者 57.06 0.411 6 0.404 3 80.21 9.95 41.24 4.70 1931标准色度观察者 59.44 0.406 0 0.410 1 81.53 5.80 43.00 HT-GJ-2 岛津3700 1964标准色度观察者 64.55 0.408 9 0.403 8 84.25 9.58 42.16 4.93 1931标准色度观察者 67.21 0.403 2 0.409 5 85.61 5.20 43.96 CM-2600 1964标准色度观察者 62.82 0.406 9 0.401 0 83.35 9.83 40.37 4.72 1931标准色度观察者 65.34 0.401 6 0.406 4 84.66 5.66 42.14 2N 岛津3700 1964标准色度观察者 70.93 0.370 7 0.379 5 87.45 4.45 26.80 2.58 1931标准色度观察者 72.63 0.3670 0.380 8 88.27 2.09 27.43 CM-2600 1964标准色度观察者 70.45 0.370 3 0.379 3 87.22 4.38 26.59 2.56 1931标准色度观察者 72.13 0.366 6 0.380 5 88.03 2.04 27.22 5N 岛津3700 1964标准色度观察者 67.91 0.368 3 0.364 3 85.96 9.50 20.89 1.70 1931标准色度观察者 69.31 0.366 2 0.364 9 86.66 8.11 21.59 CM-2600 1964标准色度观察者 68.01 0.369 0 0.363 8 86.01 10.03 20.88 1.68 1931标准色度观察者 69.42 0.367 1 0.364 4 86.71 8.68 21.60 005J 岛津3700 1964标准色度观察者 22.61 0.327 2 0.343 2 54.67 0.58 4.43 0.33 1931标准色度观察者 22.74 0.325 7 0.341 8 54.80 0.28 4.49 CM-2600 1964标准色度观察者 22.56 0.327 1 0.341 9 54.62 0.91 4.12 0.29 1931标准色度观察者 22.68 0.325 7 0.340 5 54.75 0.66 4.20 
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表 2 色差值与目视观感之间的对应关系
Table 2 Correspondence between values of chromatism and visual perception
色差ΔE 目视观感颜色差别 ΔE≤0.5 可忽略 0.5＜ΔE≤1.5 轻微 1.5＜ΔE≤3.0 可察觉 3.0＜ΔE≤6.0 可识别 6.0＜ΔE≤12.0 大 ΔE＞12.0 非常大
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表 3 不同仪器测试的色差值
Table 3 The values of chromatism for different instruments
样品号 测试仪器 测试次数 色空间坐标 件内色差 色差 Y10 x10 y10 L* a* b* TX-GJ-1 岛津3700 1 55.98 0.413 4 0.405 4 79.60 10.12 41.73 0.48 0.46 2 55.85 0.413 2 0.405 4 79.53 10.05 41.66 3 56.27 0.416 2 0.408 3 79.77 10.10 41.73 4 55.62 0.414 3 0.405 7 79.40 10.28 41.97 5 56.36 0.411 3 0.404 2 79.82 9.84 40.97 平均 56.02 0.413 7 0.405 8 79.62 10.08 41.61 CM-2600 1 56.43 0.412 6 0.404 6 79.86 10.15 41.39 0.50 2 55.77 0.413 8 0.404 2 79.48 10.68 41.38 3 55.33 0.4144 0.405 0 79.23 10.56 41.66 4 55.35 0.413 3 0.404 2 79.24 10.46 41.17 5 55.89 0.413 6 0.404 5 79.55 10.49 41.48 平均 55.75 0.413 5 0.404 5 79.47 10.47 41.42 HT-GJ-4 岛津3700 1 59.89 0.409 6 0.399 6 81.78 11.12 39.88 0.48 0.38 2 60.10 0.409 1 0.399 5 81.89 10.96 39.78 3 60.14 0.409 1 0.399 0 81.90 11.15 39.64 4 60.41 0.409 0 0.399 6 82.06 10.92 39.86 5 60.43 0.408 9 0.400 0 82.07 10.75 39.96 平均 60.19 0.409 1 0.399 5 81.94 10.98 39.82 CM-2600 1 60.34 0.408 7 0.399 2 82.02 10.95 39.66 0.40 2 60.61 0.409 4 0.399 5 82.17 11.12 39.97 3 61.00 0.408 2 0.398 8 82.38 11.01 39.50 4 60.98 0.409 2 0.399 4 82.37 11.11 39.95 5 60.89 0.408 6 0.399 0 82.32 11.05 39.66 平均 60.76 0.408 8 0.399 2 82.25 11.05 39.62 4N 岛津3700 1 69.19 0.369 4 0.368 8 86.60 8.17 22.77 0.30 0.40 2 69.65 0.369 8 0.368 9 86.82 8.31 22.92 3 69.49 0.369 8 0.369 0 86.74 8.28 22.94 4 68.72 0.369 9 0.369 3 86.37 8.18 22.97 5 69.57 0.369 5 0.368 9 86.78 8.19 22.84 平均 69.32 0.369 7 0.369 0 86.66 8.23 22.89 CM-2600 1 69.34 0.369 7 0.369 7 86.67 7.93 23.13 0.47 2 69.25 0.369 6 0.369 7 86.63 7.91 23.12 3 69.88 0.369 9 0.369 6 86.94 8.05 23.22 4 70.14 0.369 8 0.369 6 87.07 8.05 23.20 5 69.32 0.369 6 0.369 8 86.66 7.87 23.15 平均 69.59 0.3697 0.3697 86.79 7.96 23.16 001M 岛津3700 1 40.61 0.4018 0.4106 69.90 3.93 36.68 0.24 0.16 2 40.91 0.4018 0.4107 70.11 3.95 36.79 3 40.70 0.4017 0.4105 69.96 3.91 36.67 4 40.80 0.4018 0.4105 70.04 3.93 36.72 5 40.81 0.4020 0.4106 70.04 3.96 36.78 平均 40.77 0.4018 0.4106 70.01 3.94 36.73 柯尼卡 1 41.22 0.4018 0.4104 70.33 4.02 36.83 0.47 CM-2600 2 41.03 0.4018 0.4103 70.20 4.01 36.75 3 40.77 0.4022 0.4107 70.01 4.03 36.84 4 40.56 0.4022 0.4105 69.87 4.07 36.73 5 40.93 0.4023 0.4105 70.13 4.09 36.84 平均 40.90 0.4021 0.4105 70.11 4.04 36.80
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表 4 测试面大小对色差值的影响
Table 4 The effect of test surface size on chromatism values
色卡编号 测试仪器 测试条件 色空间坐标 色差 Y10 x10 y10 L* a* b* 10104C 岛津3700 完全覆盖测试孔 58.89 0.3088 0.3275 81.23 -0.75 -1.94 1.97 覆盖测试孔30% 58.60 0.3120 0.3318 81.07 -1.14 -0.02 CM-2600 完全覆盖测试孔 59.12 0.3089 0.3276 81.35 -0.79 -1.89 1.81 覆盖测试孔30% 58.42 0.3120 0.3318 80.97 -1.08 -0.14 10126C 岛津3700 完全覆盖测试孔 42.03 0.3990 0.4187 70.89 0.64 38.92 0.64 覆盖测试孔30% 41.85 0.4007 0.4199 70.77 0.81 39.52 CM-2600 完全覆盖测试孔 42.71 0.3991 0.4187 70.74 0.89 38.89 0.60 覆盖测试孔30% 41.57 0.4010 0.4197 70.58 0.96 39.47 10137C 岛津3700 完全覆盖测试孔 42.08 0.3649 0.3582 70.92 9.07 15.55 0.75 覆盖测试孔30% 41.93 0.3667 0.3599 70.82 9.06 16.29 CM-2600 完全覆盖测试孔 41.95 0.3647 0.3575 70.94 9.26 15.27 1.15 覆盖测试孔30% 41.60 0.3672 0.3601 70.60 9.17 16.37
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表 5 样品表面条件对色差值的影响
Table 5 The effect of sample surface conditions on chromatism values
样品号 色空间坐标 色差 备注 Y10 x10 y10 L* a* b* HT-GJ-3 57.89 0.4163 0.4047 80.68 11.46 42.65 2.59 用100#砂进行表面处理 HT-GJ-4 59.87 0.4103 0.4005 81.77 10.98 40.35 用80#砂进行表面处理 001L 41.47 0.4037 0.4102 70.50 4.65 37.21 9.13 拉丝纹水平方向 001L 31.46 0.3984 0.4077 62.89 3.45 32.32 拉丝纹垂直方向 002L 24.90 0.3475 0.3426 56.98 7.17 6.96 6.28 拉丝纹水平方向 002L 19.25 0.3438 0.3420 50.98 5.72 5.81 拉丝纹垂直方向
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[1] 全国首饰标准化技术委员会(SAC/TC 256). QB/T 4189-2011贵金属首饰工艺质量评价规范[S]. 北京: 中国标准出版社, 2011. National Technical Committee 256 on Jewellry of Standardization Administration of China. QB/T 4189-2011 Evaluation specifications of precious metal jewelry technologise[S]. Beijing: Standards Press of China, 2011. (in Chinese)
[2] 全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243). GB/T 17684-2008贵金属及其合金术语[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008. National Technical Committee 243 on Nonferrous Metals of Standardization Administration of China. GB/T 17684-2008 terminology for precious metals and their alloys[S]. Beijing: Standards Press of China, 2008. (in Chinese)
[3] 袁军平, 王昶. 饰用贵金属材料[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 2020: 1. Yuan J P, Wang C. Precious metal materials for jewellery[M]. Wuhan: China University of Geosciences Press, 2020: 1. (in Chinese)
[4] Corti C W, Holliday R J. A golden future[J]. Materials World, 2003, 11(2) : 12-14.
[5] Cretu C, van der Lingen E. Coloured gold alloys[J]. Gold Bull, 1999(32): 115-126.
[6] 王昶, 袁军平. K红金首饰颜色问题的探讨[J]. 黄金, 2009, 30(8): 5-8. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJZZ200908001.htm Wang C, Yuan J P. Discussion on the color of karat red gold jewelry[J]. Gold, 2009, 30(8): 5-8. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJZZ200908001.htm
[7] 李桂华, 燕菲, 山广祺, 等. 常见彩色18K金首饰成分及硬度研究[J]. 贵金属, 2022, 43(S1): 176-182. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GJSZ2022S1031.htm Li G H, Yan F, Shan G Q, et al. Research on composition and hardness of common colored 18 Karat gold jewelry[J]. Precious Metals, 2022, 43(S1): 176-182. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GJSZ2022S1031.htm
[8] 丁汀, 陈世昌, 张树朝, 等. 《玫瑰色金合金标准样品》的研制[A]//珠宝与科技——中国珠宝首饰学术交流会论文集(2015)[C]. 北京: 地质出版社, 2015: 344-349. Ding T, Chen S C, Zhang S C, et al. The development of CRMs (certified reference material) for rose gold alloy[A]//Gemology and technology—Proceedings of Chinese Gems and Jewelry Academic Conference (2015)[C]. Beijing: Geology Press, 2015: 344-349. (in Chinese)
[9] 宁远涛. Au-Ag-Cu系开金合金的颜色与色度图[J]. 贵金属, 2012, 33(3): 65-72. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GJSZ201203013.htm Ning Y T. The colors and chromatic charts of cold-silver-copper carat alloys[J]. Precious Metals, 2012, 33(3): 65-72. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GJSZ201203013.htm
[10] 罗志高, 卓秋霞, 朱敏. 银合金中银含量的检测方法[J]. 中国检验检测, 2023, 31(2): 25-26, 34. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDJL202302008.htm Luo Z G, Zhuo Q X, Zhu M. Method for determination of silver in silver alloy[J]. China Inspection Body & Laboratory, 2023, 31(2): 25-26, 34. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDJL202302008.htm
[11] 朱中正. 低成本高性能贵金属复合电接触镀层研究[D]. 北京: 北京科技大学, 2023. Zhu Z Z. Study on low cost and high performance precious metal composite electrical contact coating[D]. Beijing: University of Science and Technology Beijing, 2023. (in Chinese)
[12] 周德奋, 李沅骏, 付小雨, 等. 金合金首饰抗变色性能研究进展[J]. 黄金, 2021, 42(6): 1-4. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJZZ202106001.htm Zhou D F, Li Y J, Fu X Y, et al. Research progress of anti-tarnishing performance of gold alloy jewelry[J]. Gold, 2021, 42(6): 1-4. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJZZ202106001.htm
[13] 全国颜色标准化技术委员会(TC120). GB/T 3979-2008物体色的测量方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008. National Technical Committee 120 on Color of Standardization Administration of China. GB/T 3979-2008 Methods for the measurement of object color[S]. Beijing: Standards Press of China, 2008. (in Chinese)
[14] 李宏光, 吴宝宁, 施浣芳, 等. 几种颜色测量方法的比较[J]. 应用光学, 2005, 26(3): 60-63. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYGX200503016.htm Li H G, Wu B N, Shi H F, et al. The comparison of multicolor measurement methods[J]. Journal of Applied Optics, 2005, 26(3): 60-63. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYGX200503016.htm
[15] ISO 8654: 2018 Jewellery - Colours of gold alloys - Definition, range of colours and designation[S]. 2018
[16] 罗小华, 白晓军, 向雄志, 等. 饰品合金颜色研究概述[J]. 黄金, 2008, 29 (9): 4-6. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJZZ200809003.htm Luo X H, Bai X J, Xiang X Z, et al. Research on the color of jewelry alloys[J]. Gold, 2008, 29(9): 4-6. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJZZ200809003.htm
[17] 张玉平, 吴建生, 张津徐. 国内外金属颜色的定量研究概述[J]. 机械工程材料, 2003, 27(2): 4-6, 39. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXGC200302002.htm Zhang Y P, Wu J S, Zhang J X. Review on quantitative research on the metal color[J]. Materials for Mechanical Engineering, 2003, 27(2): 4-6, 39. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXGC200302002.htm
[18] 郁建元. 贵金属合金颜色的理论预测[D]. 秦皇岛: 燕山大学, 2009: 7. Yu J Y. Prediction for the color of noble metal[D]. Qinhuangdao: Yanshan University, 2009: 7. (in Chinese)
[19] 张玉平, 张津徐, 吴建生. 纯金属颜色的定量计算[J]. 中国有色金属学报, 2003, 13(5): 1 206-1 210. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZYXZ200305030.htm Zhang Y P, Zhang J X, Wu J S. Review on quantitative research on the metal color[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2003, 13(5): 1 206-1 210. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZYXZ200305030.htm
[20] 张玉平. 金属材料的颜色定量研究及其在无镍白色铜合金开发中的应用[D]. 上海: 上海交通大学, 2003. Zhang Y P. Color quantification study of metal materials and its application in the nickel-free white copper alloy development[D]. Shanghai: Doctoral Dissertation of Shanghai Jiao Tong University, 2003. (in Chinese)
[21] 朱正芳. 现代颜色技术原理及应用[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2007: 52-53. Zhu Z F. Modern color science and application[M]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 2007: 52-53. (in Chinese)
[22] 廖宁放, 石俊生, 贺书芳, 等. 高等色度学[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2020: 31-36. Liao N F, Shi J S, He S F, et al. Advanced colorimetry[M]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 2022: 31-36. (in Chinese)
[23] 全国照明电器标准化技术委员会(SAC/TC 224). GB/T 20147-2006 `E标准色度观测者[S]. 北京: 中国标准出版社, 2006. National Technical Committee 224 on Lighting Appliance of Standardization Administration of China. GB/T 20147-2006 CIE standard colorimetric observers[S]. Beijing: Standards Press of China, 2006. (in Chinese)
[24] 郭春丽, 黄敏, 习永惠, 等. 不同原色光谱和观察视场对颜色感知的影响[J]. 光谱学与光谱分析, 2020, 40(12): 3 765-3 771. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GUAN202012022.htm Guo C L, Huang M, Xi Y H, et al. Influences of different viewing fields on color perceptions using the displays with different primary colors[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2020, 40(12): 3 765-3 771. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GUAN202012022.htm
[25] 张耀生, 吴海泳, 温武君, 等. 金属切屑颜色与切削变形关系分析[J]. 机电技术, 2012, 35(6): 141-143. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDJS201206050.htm Zhang Y S, Wu H Y, Wen W J, et al. Analysis of the relationship between metal chip color and cutting deformation[J]. Mechanical & Electrical Technology, 2012, 35(6): 141-143. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDJS201206050.htm
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