Облагораживание и улучшение качества ювелирных и поделочных камней

Человек издавна стремился получить самоцветы искусственным путем, а также улучшить качество природных цветных камней. Одна­ко только в XX в. стало возможным искусственно выращивать анало­ги алмаза, рубина, сапфира, изумруда и других драгоценных минера­лов. Некоторые вещества, выращенные для технических целей, также с успехом стали использовать в ювелирном деле.

Под облагораживанием ювелирно-поделочного материала понима­ют искусствен-ное улучшение его свойств с целью повышения ювелир­ных и художественно-декора-тивных качеств самоцветов. Чаще всего облагораживание сопряжено с изменением окраски минерала. Люди занимались этим еще в глубокой древности.

При облагораживании использовали мед, различные охры и сурик, медный купорос, прими­тивные кислоты. С развитием химии пропитка минералов химически­ми реагентами стала обычным делом. В наше время после открытия радиоактивности и рентгеновских лучей было обнаружено, что мно­гие самоцветы обладают способ-ностью изменять цвет при ионизиру­ющем облучении. Сейчас в геммологии накоплен большой опыт обла­гораживания минерального камнесамоцветного сырья. В практи-ческих целях для изменения окраски самоцветов используют три типа воз­действия:

• пропитывание химически активными веществами;

• термическое воздействие;

• ионизирующее облучение.

Рассмотрим каждый тип воздействия. Например, всем известный самоцвет бирюза, которая является сложным фосфатом меди, теряя воду, бледнеет. Ювелиры называют этот процесс старением бирюзы. Чтобы избежать старения, в давние времена бирюзу пропитывали вос­ком, парафином, жиром, а в наше время — коллоидальным кремнезе­мом, жидким стеклом, различными органическими смолами.

Агат в природе чаще всего встречается в виде натечных агрегатов серого цвета. Для окраски агатов используют неорганические соли "хрома (зеленый цвет), железа (желтый цвет), кобальта (синий цвет), никеля, меди и других металлов. Часто химическую пропитку агатов; сочетают с температурным обжигом: в старину невзрачные серые агаты выдерживали в сахарном сиропе, а затем обжигали в печах, получая при этом замечательные ониксы с контрастным цветным рисунком. Окрашенные старыми мастерами агаты практически невозможно от­личить от лучших природных образцов.

Качество природных цветных камней можно улучшить термообра­боткой. Горщики Урала, извлекая из недр кристаллы мориона (черная разновидность кварца), запекали их в тесто и в результате обжига по­лучали прекрасные желтые кристаллы цитрина — несомненно, более ценную разновидность.

Поступающие на мировой рынок из стран Индокитая природные сапфиры зачастую характеризуются слишком густым черно-синим цве­том, что существенно снижает их стоимость. Прогрев в течение не­скольких суток при температуре более 1000°С, как правило, позволяет сделать природные сапфиры существенно более светлыми.

Ионизирующее облучение нередко приводит к изменению окраски самоцвета в обратную сторону по сравнению с термообработкой. К со­жалению, облученные радиоактивными химическими элементами са­моцветы часто сами становятся радиоактивными. В геммологической практике обычно используются установки облучения с радиоактивным изотопом 60⁰С. Например, топаз — бесцветный, прозрачный ми­нерал, который после облучения в зависимости от дозы становится коричневым, голубым или зеленым. Также как алмазы, которые при облучении солями радия окрашиваются в зеленый цвет, при облуче­нии нейтронами — в коричневый, а при облучении в потоке электро­нов — в голубой цвет. Диффузионная обработка — новый способ изме­нения цвета ювелирных камней (главным образом сапфиров) за счет нанесения на камень определенных веществ, аналогичных тем, кото­рые окрашивают его в естественных условиях, и последующей продолжительной тепловой обработки.

Искусственные материалы

Термин «искусственный» относится к продуктам, полностью или частично произведенным человеком.

Синтетические камни — это кристаллизованные или перекристал­лизованные продукты, полностью или частично произведенные чело­веком различными методами.

Ювелирные камни, получаемые в лабораторных и заводских усло­виях (рубины, сапфиры, изумруды), по своим внешним и физическим свойствам почти не отличаются от природных. У них очень похожи окраски, одинаковые твердость и плотность, тождественны и их хими­ческий состав и показатели преломления. Но различия в условиях об­разования природных минералов и их синтетических аналогов отра­зились на некоторых особенностях в их росте и внутреннего строения. Это проявляется в зональности кристаллов и характере распределе­ния окраски и включений. В настоящее время разработаны промыш­ленные методы изготовления практически любых ювелирных камней. Однако синтетические камни в десятки, а некоторые и в сотни раз де­шевле природных. Так, например, 1 карат природных рубинов стоит от 1,2 до 29 тыс. $, а синтетических — от 3 до 56$.

В 1970 г. компания «Дженерал электрик» (США) объявила о син­тезе ювелирных алмазов различных цветов массой более 1 карата, но стоимость их очень высока и в ювелирных изделиях они пока не нашли применения.

В основе получения синтетических кристаллов лежат обычные про­цессы кристаллизации, т. е. гетерогенные химические реакции, при которых образуются монокристаллы или их поликристаллические агре­гаты. Процесс может осуществляться как в результате преобразова­ния исходной твердой фазы, так и путем образования твердой фазы из жидкой и газообразной.

Кристаллизация начинается только в том случае, когда исходная фаза становится пресыщенной (переохлаждение). В практике синтеза и выращивания кристаллов пресыщение обычно создается за счет температуры, давления и концентраций.

Используются следующие методы синтеза и выращивания кри­сталлов:

• выращивание кристаллов из расплава — камни группы корунда (в том числе звездчатые формы), рутил, стронций, гранаты, шпи­нели, титан;

• из растворов (изумруды, рубины, шпинели, александриты, гра­наты, кварц);

• из газовой среды;

• выращивание в твердой фазе (для ювелирных кристаллов не применяются).

Выращенные камни — твердые вещества, частично или полностью изготовленные человеком и не имеющие аналогов в природе.

Кубический оксид циркония — фианит - впервые синтезирован в Физическом институте АН СССР. Физические свойства фианитов удовлетворяют самым высоким требованиям: они имеют большой по­казатель преломления; более высокую; чем у алмаза, дисперсию; твер­дость 8 по шкале Мооса.

АО «Ювелиры Урала» (г. Екатеринбург) — единственное в мире предприятие, выращивающее изумрудную щетку и изготовляющее изделия из нее.

Реконструированные камни — искусственные продукты, изготов­ленные путем соединения, плавления или прессования мелких фраг­ментов природных минералов (например, прессованный янтарь, би­рюза и др.).

Прессованный янтарь (синоним — амброид) представляет собой продукт переработки при температуре 140-200^оС и выше (без доступа воздуха янтарь становится пластичным) и повышенном давлении ян­тарной муки, получаемой посредством измельчения мелких кусочков янтаря, с добавлением красителей и без них.

Составные камни — это кристаллические или аморфные твердые тела, состоящие из двух или более частей, соединенных не естествен­ным образом, а путем искусственного склеивания или другими мето­дами. Составные части могут быть как ювелирными камнями или дру­гими минералами, так и синтетическими камнями или химическими продуктами.

Например, дублет альмандин/стекло; алмазные дублеты, состоящие из алмазной коронки, приклеенной к павильону из бесцветного синте­тического сапфира (при погружении в йодистый метилен видна раз­ница в показателях преломления коронки и павильона); дублет, име­ющий верх камня из природного сапфира, к которому по рундисту приклеивают основание из синего синтетического сапфира, и т. д.

Имитации — материал любого происхождения, имеющий с матери­алом, который он имитирует, лишь внешнее сходство.

Камни-имитации являются подделками природных или синтети­ческих камней или продуктов, частично или полностью сделанных че­ловеком. Эти камни имитируют эффект, цвет и внешний вид природных ювелирных или синтетических камней, не передавая их химических и/или физических свойств и/или их кристаллической структуры.

Имитация органических веществ — это произведенные человеком продукты, которые не обладают физическими или химическими свойствами природных аналогов, но имитируют их внешний вид, цвет и эффект.

Имитации жемчуга — это полностью или частично произведенные человеком продукты, имитирующие внешний вид, цвет и эффект на­турального или культивированного жемчуга, но не обладающие их физическими или химическими свойствами, даже если они обра­зованы из природных веществ. Любой продукт, внешне похожий на жемчуг, является имитацией, если его внешние слои не полностью со­стоят из перламутра, выделившегося внутри живого моллюска.

Бирюза из керамики, фальшивые бриллианты: симили — это огранен­ные стекла, покрытые снизу слоем металла, и стразы — стеклянные сплавы, изобретенные в XVIII в. немецким ювелиром Ж. Страссом.