Геология месторождений драгоценных камней


Раздел: Полезные ископаемые


   

3. ИСКУССТВЕННЫЕ ЮВЕЛИРНЫЕ КАМНИ

  

 

Первые серьезные попытки искусственного получения ювелирных камней, особенно самых дорогих из них — алмаза и рубина, были предприняты в начале XIX в. во Франции, а затем в Германии, Италии и других европейских странах. Они увенчались успехом примерно через сто лет, когда в 1891 г. М. Вернейль запатентовал оригинальный способ выращивания крупных монокристаллов корунда из расплава, применяемый сейчас для синтеза рубина, сапфира и ряда других тугоплав- ких камней.

В наши дни широкое применение монокристаллов в электронике, оптике и других важнейших областях науки и техники способствовало созданию различных методов их синтеза. В результате были получены не только многие аналоги природных минералов, но и некоторые неизвестные в природе кристаллические материалы, обладающие свойствами драгоценных камней.

В СССР и за рубежом специально для ювелирных целей в промышленных масштабах выращиваются разнообразные цветные корунды и шпинели, изумруд, аметист, окрашенный кварц. Из новых видов камней наибольший интерес представляют иттрий-алюминиевые гранаты, титанат стронция и кубическая окись циркония (фианит), с очень высокими коэффициентами дисперсии света и воспринимающие любую окраску.

Из драгоценных камней I порядка пока в промышленных масштабах не выпускается ювелирный алмаз. Широко известная технология спонтанной перекристаллизации графита в алмаз при сверхвысоких давлениях в присутствии металлов-катализаторов (Fe, Сг, Mn, Со, Ni, Pt и др.) обеспечивает получение только мелких абразивных кристаллов. Правда, еще в 1970—1971 гг. появились рекламные сообщения американской компании «Дженерал электрик» с фотографиями первых искусственных бриллиантов массой до 0,75 карата, однако стоимость их производства пока слишком высока.

Ювелирный и технический корунд в большом количестве производится по расплавному бестигельному методу М. Вер- нейля. Тонкий порошок окиси алюминия, получаемый термическим разложением алюмоаммиачных квасцов, расплавляется в водородно-кислородном пламени и, стекая, постепенно формирует монокристалл корунда в форме конусовидной «бульки». По мере наплавления штифт с булькой опускается вниз, как бы вытягивая растущий кристалл.

Для получения окрашенного корунда в шихту добавляют окиси различных металлов-хромофоров. - Светло-розовый и малиново-красный искусственный рубин окрашен окисью хрома, однако увеличение этой примеси сильно затрудняет рост кристалла. Еще труднее выращивается синий сапфир, окрашиваемый окисями титана и железа. Оранжевый цвет сапфира обычно обусловлен добавками окислов никеля и железа, оранжево-красный— никеля и хрома, зеленый — кобальта и цинка, фиолетовый — титана, железа и хрома, корунда под александрит— ванадия. Различные цветовые оттенки создают, добавц/ ляя малые количества примеси окислов стронция, кадмия, марганца и других элементов. Точный вид и количество красящтис добавок, как правило, содержатся в тайне. Существует также довольно сложная технология получения звездчатых рубинов и сапфиров, правда, невысокого качества за счет осаждения на поверхность «булек» опалесцирующей окиси титана — рутила.

Методом М. Вернейля можно выращивать монокристаллы любых веществ, которые конгруэнтно плавятся до 2800 °С и при охлаждении не испытывают полиморфных превращений. Аналогично корунду синтезируется алюмомагниевая шпинель состава Al2(Mg04), окрашенная окислами различных металлов в синие, зеленые, желтые, фиолетовые и другие цвета. Гораздо легче, чем искусственный корунд, шпинель приобретает голубовато-синий аквамариновый тон (добавка окислов кобальта, хрома и железа) и контрастную александритовую окраску (добавка окислов хрома и ванадия). Сейчас верней- левский метод вытесняется другими расплавными методами (диффузионной плавки, Чатама и т. д.).

Выращиваются также весьма перспективные в ювелирном деле кристаллы иттрий-алюминиевых, иттрий-галлиевых, гадо- линий-галлиевых и чодобных гранатов состава УзАЬОб— Y3GdsOi2 (гранатит, дидолит, джаг, галлиенит), титаната стронция— SrTi03 (старилан, фабулит) и окиси циркония —»Zr02 (фианит, адалит). Гранаты, фианит и старилан хорошо окрашиваются и благодаря высокому светопреломлению, в ограненном виде выглядят очень эффектно.

Шпинель, иттриевые гранаты, титанат стронция, а также изумруд можно получить тигельной кристаллизацией - из раствора в расплаве. Немецким концерном «ИГ-Фарбениндустри» еще до второй мировой войны была разработана промышленная технология выращивания изумруда, названного в рекламных целях «игмеральдом». Процесс осуществляется в платиновом тигле, в котором при температуре около 800 °С окись бериллия и алюминия вместе с добавкой красителя — хромата лития растворена в расплаве молибдата лития. Изумруд кристаллизуется на затравке, помещенной под плавающими на поверхности расплава пластинками кварца. Этот метод сейчас существенно усовершенствован Наккеном, Чатамом, Гилсоном и др., которые в качестве флюсов используют окислы молибдена, ванадия, бора или щелочные соли молибденовой, ванадиевой и вольфрамовой кислот. Искусственные изумруды безупречного качества имеют массу до 6 каратов и более.

Синие кристаллы кварца (коммерческое название в СССР «перунит») выращивают гидротермальным методом температурного перепада из содовых растворов при температурах 300—350 °С и давлениях 35,5—60,8 МПа. В раствор в качестве красителя добавляют соединения кобальта, .которые в виде неструктурной примеси вместе с так называемой «тяжелой фазой» из гидросиликатов натрия захватываются растущим на затравке кристаллом. Аналогичным методом из щелочных содовых, а также нейтральных или слабокислых фтористых растворов синтезируется аметист, окраска которого подобна природному. Для этого в кристаллы кварца вводятся примеси железа и калия.

Из водных растворов соды или гидроокиси натрия, но при температурах выше 400 °С и давлениях 202,6 МПа и более можно выращивать лейкосапфир, а при добавлении в раствор бихромата натрия — кроваво-красный рубин. Гидротермальный корунд лишен внутренних напряжений, свойственных пироген- ным кристаллам, но его производство гораздо сложнее и до- рбЖе, Чей рйсплавныМи методами. Гидротермальным путоМ в настоящее время выращивается и изумруд.

Заслуживают внимания выпущенные известной фирмой «Пьер Гилсон» (Франция) синтетические белые и черные благородные опалы и бирюза.

Искусственные кристаллы, особенно корунд, очень широко используются в ювелирном деле и выпускаются десятками тонн в год. Форма их стандартная правильная, поэтому их можно обрабатывать механизированным способом на высокопроизводительных станках-автоматах. В нашей стране искусственными кристаллами практически полностью заменены природные драгоценные камни. Однако за рубежом массовый выпуск искусственных камней привел' к их обесцениванию и примению преимущественно в сравнительно дешевых ювелирных изделиях широкого потребления. Природные драгоценные камни, в частности рубин и сапфир, по-прежнему ценятся очень высоко, в сотни раз дороже, чем их синтетические аналоги.

Большая разница в ценах на естественные и искусственные ювелирные камни резко повысила значение их правильной диагностики, что за рубежом составляет предмет многочисленных специальных исследований [99 и др.].

Процессы образования естественных и искусственных камней различны, и это отражается на плотности, показателе преломления, цвете люминесценции, составе, включениях и других признаках, что служит критериями их диагностики.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Геология месторождений драгоценных камней

 

Смотрите также:

 

...гранаты гранатиты. Искусственные ювелирные камни

Часто искусственные ювелирные камни по строению и химическому составу, окраске и оптическим свойствам мало отличаются от природных...

 

Искусственные драгоценные камни

Ювелирные украшения. Искусственные драгоценные камни. Быт. Хозяйство. Строительство.

 

Свойства ювелирных камней. Огранка драгоценных...

Показатель преломления искусственных камней фианитов равен 2,2.
По блеску ювелирные камни делят на две группы: камни с металлическим блеском и камни с...

 

драгоценные камни. Производство драгоценных камней

Ювелирные украшения. Искусственные драгоценные камни.
Международная конфедерация торговли ювелирными изделиями из серебра, алмазов, жемчуга и...

 

Диагностика синтетических камней

Ювелирные украшения. Искусственные драгоценные камни. Быт. Хозяйство.

 

...производства искусственных драгоценных камней

Ювелирные украшения. Искусственные драгоценные камни.
Современные методы производства искусственных драгоценных камней описаны в тех случаях, когда...

 

Искусственные драгоценные камни.

Ювелирного значения искусственные гидрогранаты по крайней малости размеров не
Размеры гранатов приличные, из них вполне можно огранить ювелирный камень.

 

Последние добавления:

 

АЛЛЮВИЙ АНТРОПОГЕНОВЫХ РЕК РУССКОЙ РАВНИНЫ