Синтетические ювелирные камни и имитации ювелирных камней

[Производство искусственных ювелирных камней началось около 4000 г. до 4.э. Одними из первых были бусины из покрытого глазурью синего стеатита Мыльного камня, который должен был имитировать лазурит. С 3500 i До н.э. стеатит был заменен материалом, называемым фаянсом. Его делали из измельченного в порошок кварца, который смешивали с различными до шками и отливали в форме бусин. Затем добавляли раствор для глазировали и вновь отжигали бусины.

Определения

В геммологии термин синтетический может применяться только к искусственно полученному материалу, который имеет тот же химический состав кристаллическую структуру и физические/оптические характеристики, что и его природный аналог (на практике возможны небольшие вариации состава, связанные с наличием примесей). Существует, однако, целый ряд искусственных ювелирных материалов, не имеющих природных аналогов, и их правильнее называть искусственный продукт. Поскольку невозможно синтезировать ювелирные материалы, являющиеся продуктами биологических процессов роста, т. е. органогенные ювелирные камни (такие, как янтарь, коралл и гагат), термин «синтетический» применим только к ювелирным камням неорганического происхождения.

С другой стороны, имитацией может быть любой материал, который имеет внешнее сходство с имитируемым камнем. Часто более дешевые ювелирные камни используют как имитации более дорогих камней такого же цвета (например, синий турмалин выдают за сапфир). Аналогичным образом синтетический камень, такой, как зеленая синтетическая шпинель, может г т жить имитацией зеленого турмалина. Наиболее часто в качестве имитации ювелирных камней используется цветное стекло (называемое «пастой»).

Процесс Вернейля — плавление в пламени

Печь Вернейля состоит из вертикальной кислородно-водородной горелки, дозатора порошка и керамического основания. Эту печь можно использовать для выращивания синтетических кристаллов корунда, шпинели, рутила и титаната стронция'.

Когда синтезируется корунд, дозатор наполняют высокочистым порошком оксида алюминия.

Примесями служат следующие вещества:

оксид хрома — для рубина

оксиды железа и титана — для синего сапфира

оксид никеля — для желтого сапфира

никель, хром и железо — для оранжевого сапфира

марганец — для розового сапфира

мель — для голубовато-зеленого сапфира

кобальт — для темно-синего сапфира

оксиды ванадия и хрома — для получения эффекта смены цвета, имитирующего александрит.

Порошок оксида алюминия падает с контролируемой скоростьючерез пламя 2200С и капает на вращающееся керамическое основание.

Сейчас используется так же и для синтеза рутила (с 1948 года), титаната стронция (с 1955 года) и др. Диаметр кристаллов до 20 мм, длина 50-80 мм.

Метод Чохральского

В расплав помещают затравку, расположенную на вытяжном валу. Вал с затравкой постепенно медленно поднимают вверх с одновременным вращением. Диаметр до 50 мм, длина до 1 м. Выращивают ИАГ (с 1968 г), ГГГ (с 1975 г), корунд, шпинель, хризоберилл, ниобат лития а также высокочистых кристаллов для оптической промышленности.

Метод зонной плавки.

Применяется для синтеза ИАГ, корунда, и др. С помощью нагревательного механизма расплавляется небольшая область – «зона», а затем нагреватель перемещаю вдоль образца, в связи с чем происходит последовательный рост монокристалла. Может служить для повышения чистоты материала.

Метод горниссажа или прямого высокочастотного плавления в холодном контейнере.

Плавка диоксида циркония токами высокой чистоты. Использован для получения стабилизированного кубического оксида циркония – фианита. При его кристаллизации в качестве светообразных стенок так же используется кристаллическая оболочка самого полученного вещества.

Синтез кристаллов из раствора в расплаве флюсов (флюсовой метод)

Осуществляется при высоких давлениях способом обратного температурного перепада, либо в изотермических условиях за счет испарения расплава. Этим методом получают алмаз, изумруд, хризоберил, шпинель и др. Можно получить более крупные камни,чем методом Вернейля. В расплав флюса вводятся затравочные кристаллы.