Интернет-газета KONTINENT на Facebook Интернет-газета KONTINENT в Одноклассниках  Интернет-газета KONTINENT ВКонтакте Интернет-газета KONTINENT в Twitter
Главная / Без политики / МОИП рассказывает… / Синтетические аналоги драгоценных и полудрагоценных камней

Синтетические аналоги драгоценных и полудрагоценных камней

Искусственные, или синтетические ювелирные камни можно разделить на четыре вида:

  • синтетические камни, т.е. искусственные самоцветы, полученные синтезом оксидов металлов;
  • культивированный жемчуг;
  • естественные имитации драгоценных и полудрагоценных камней;
  • искусственно окрашенные и облагороженные камни

Также широко применяется стеклянная и пластмассовая имитация ювелирных камней.

Наиболее известным синтетическим драгоценным камнем является алмаз, представляющий собой модификацию углерода. Впервые алмаз был синтезирован группой Э. Лундблата в Швеции в 1953 г. (при давлении 8 ГПа и температуре более 2500°С). В 1954 году группа Г. Холла в США, а в 1960 группа Л.Ф. Верещагина в СССР также провели синтез алмазов.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ АНАЛОГИ ДРАГОЦЕННЫХ И ПОЛУДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙСинтетический кварц впервые был получен (в виде столбчатых кристалликов размером 0.5-0.8 мм) В. Брунсом в 1889 г. в Англии.

В 1900 году Г. Специя (Италия) в автоклаве кристаллизовал кварц размером до 2 см. Крупные кристаллы кварца весом более 2.5 кг были синтезированы в 1955 году и в СССР.

В настоящее время синтезированы иттриево-алюминиевые гранаты (ИАГ), шпинелиды (ганит), а также (в 1976 году) искусственный цирконий – фианит (джевалит, даймонсквай) (Zr0.8Ca0.2O1.92).

Под синтетическими камнями понимают искусственно полученные кристаллические или аморфные химические соединения, которые сходны по своему составу и структуре с природными либо имеют внешнее сходство, обусловленное физическими свойствами. Путем синтеза получены рубин, шпинели, изумруды, кварц, а также самостоятельные химические соединения (гранатит, фианит).

Синтетические, искусственные самоцветы, обладая свойствами натуральных камней, с успехом заменяют их в ювелирных изделиях из драгоценных металлов, но они по сравнению с натуральными дешевы, а стеклянные имитации – это всего-навсего дешевые подделки.

Синтетические корунды и шпинели имеют большое разнообразие цветов, а свое торговое название камни получают по имеющимся аналогам в природе – рубины, сапфиры, турмалины, александриты, аквамарины и др. Для получения синтетических корундов пользуются чистейшей окисью алюминия, а для получения шпинели смесью окисей алюминия и магния. В зависимости от заданного цвета добавляют красители: для рубина – окись хрома, голубого сапфира – оксиды железа и титана, василькового сапфира – оксиды железа, титана, хрома, александрита – окись ванадия и т. д.

Подготовленная шихта (затравка) сыплется непрерывной струйкой через водородно-кислородное пламя (пламя «гремучего газа»), температура которого выше 2000°С, на тугоплавкий стержень. На стержне образуется конус расплава, который опускается с заданной скоростью. Таким образом, вырастает одиночный кристалл в виде цилиндрического стержня (були).

Для получения синтетических звездчатых корундов (рубинов и сапфиров) в исходный материал добавляют окись титана. В процессе синтеза образуется смешанный кристалл, при последующем его нагревании ниже температуры плавления окиси алюминия он распадается с выделением тончайших игольчатых кристалликов рутила. Расположение кристаллов рутила в синтетическом корунде такое же, как и в естественном звездчатом корунде. При огранке кабошоном синтетический рубин или сапфир дает тот же звездчатый эффект, что и природный.

Синтетические корунды и шпинели обладают прекрасными физическими и химическими свойствами; имеют нулевую пористость, высокую прозрачность, прочность даже при высоких температурах, стойкость к воздействию обычных кислот и большинства щелочей. Плотность их 3.98 – 3.99, твердость по шкале Мооса – 9.

Синтетический изумруд получают флюсовым и гидротермальным методами. Наращивание кристаллов в обоих случаях происходит на затравку из природного берилла. Скорость роста кристаллов 0.8 мм в сутки. В большинстве случаев синтетические изумруды имеют отчетливо выраженную зональность окраски.

Синтетический кварц выращивается гидротермальным способом, а растворителями природного сырья служат растворы гидроокисей и карбонатов щелочных металлов — натрия или калия. Посредством красителей (окислов металлов) или облучения кварц можно получать от бесцветного до черного, включая цвета всех природных кристаллических его разновидностей.

Гранатит (иттрий-алюминиевый гранат) представляет собой иттриево-алюминиевую окись, имеющую структуру граната. В чистом виде гранатит бесцветен, плотность 4.54, твердость по шкале Мооса – 8.

Гранатит получают в специальных аппаратах при высоких температурах в глубоком вакууме методом «вытягивания» кристалла из расплава. Благодаря своим свойствам бесцветный гранатит используется как имитация алмаза, а с помощью добавок гранатит окрашивается в различные цвета.

Культивированный жемчуг. Культивированный жемчуг, подобно природному, выращивается в теле моллюска в естественных условиях. Зародышем служит перламутровый шарик. Его заключают в кусочек оболочки мантии трехлетнего моллюска, вырабатывающего перламутр, получая таким образом «жемчужный мешок». Этот мешок вкладывают в другую раковину, которую помещают в специальный водоем. Обволакивание зародыша может длиться от 2 до 7 лет. В процессе роста жемчужин раковины проверяют несколько раз в год. Выращенные жемчужины внешне неотличимы от натуральных, имеют правильную заданную форму. Оболочка искусственного жемчуга соответствует по химическому составу натуральному и обладает теми же физическими свойствами. Искусственный жемчуг может выращиваться в больших количествах, принимать заданные размеры и формы и быть не менее красивым, чем настоящий.

К естественным имитациям драгоценных и полудрагоценных камней относят камни, полученные из отходов натуральных камней путем склеивания, прессования, сплавки, а также натуральные камни, окрашенные в другой цвет.

Один из видов имитации самоцветов – дублеты (дубли), склеенные камни. Отходы (тонкие пластинки) – натуральных самоцветов, которые не могут быть огранены самостоятельно, склеиваются с менее дорогими минералами, сходными по прозрачности и цвету, и совместно обрабатываются. Чаще других встречаются дублеты сапфиров и изумрудов. Подклейками могут служить горный хрусталь и цветные стекла. Дублеты, таким образом, состоят из верхней части – дорогостоящего минерала и нижней – дешевого. Если на камень смотреть сверху, склейка дублета незаметна, если же его просматривать, повернув боком, под определенным углом к источнику света, заметна красноватая полоска по периметру подклейки или слабые красноватые отражения подклеенной грани. Дублеты обладают всеми оптическими свойствами самоцвета и, так как низ камня не изнашивается, долговечны в эксплуатации.

Янтарь имитируют прессованием и сплавкой. Прессованный янтарь – разогретые и спрессованные под давлением мелкие зерна и осколки естественного янтаря, они отличаются от естественного большим замутнением. Блеск жирный, а твердость и химические свойства в пределах естественного.

Сплавленый (плавленый) янтарь – легкоплавкая масса, получаемая в результате разложения янтаря при сухой возгонке при температуре 420°С. Цвет от желтовато-коричневого до коричнево-черного, температура плавления 180°С, растворим в бензоле, сероуглероде, горячем льняном масле. Прессованный и плавленый янтарь по качеству и декоративным свойствам уступает натуральному и ценятся недорого.

Для изменения окраски ряда камней применяют прокаливание для самоцветов и химическую окраску для цветных. Пользуясь свойствами ряда минералов группы кварца изменять цвет при нагревании, ранее их прокаливали различными способами: запекая в хлебе, засыпая золой в горшочке, обмазывая глиной, и после полного равномерного остывания камни приобретают розовые или золотые тона.

Для изменения цвета агата и яшмы их выдерживают длительное время (от нескольких дней до нескольких месяцев) в сахарном или медовом растворе, обрабатывая затем серной кислотой и другими реактивами. Очень часто окрашивают агаты, имитируя карнеол или сардер (красного и коричневого цвета), оникс (черного или коричневого), хризопраз (зеленого), халцедон (синий и голубой).

Красный цвет получают пропиткой в азотнокислом железе и последующим нагреве. Желтый цвет получают травлением пропитанного соединениями железа агата в соляной кислоте. Черная и коричневая окраска агата достигается проваркой в сахарном сиропе с дальнейшим травлением нагретой серной кислотой. Зеленая окраска достигается применением солей хрома или нитрата никеля с дальнейшим сильным нагревом. Синяя и голубая окраска получается при пропитке агата в растворе ферроцианида (желтая кровяная соль) и последующим кипячением в медном купоросе.

В результате халцедоны могут принимать цвет хризопраза и сердолика, агаты – коричневую и черную окраску, а яшмы — усиливать яркость окраски и изменять ее. Цвет бирюзы может быть усилен анилиновыми красителями, но еще в древности для улучшения цвета бирюзы (CuAl6(OH)2[PO4]×4H2O) ее клали в бараний жир или масло. В настоящее время искусственную бирюзу получают, в том числе, и при прокрашивании минерала говлита, боросиликата кальция (Ca2[(BOOH)5SiO4]) или халцедона солями меди или анилиновыми красителями. Кроме того синтетическую бирюзу («неолит», «необирюза», «резе бирюза») получают из крошек бирюзы, спеченной с клеящей массой, стеклом, фарфором, смолами.

Стеклянная и пластмассовая имитация камней. В качестве дешевой имитации самоцветов и цветных камней применяют стеклянные и пластмассовые сплавы.
Стеклянные сплавы – это легкоплавкое прозрачное стекло, в состав которого для усиления блеска вводятся окислы свинца, калия и бора. Окрашивают стеклянные сплавы окислами меди, селена, кобальта, урана, марганца и др. Камни получают штамповкой с последующей обработкой. Для создания эффекта игры камня на обратную сторону его наносят тонкий зеркальный слой серебра, закрепленный лаком.

Непрозрачные стеклянные сплавы могут служить имитацией цветных камней: бирюзы, агата (черного), лазурита и др.

Пластмассы служат имитацией камней органического происхождения и некоторых цветных камней. Цвет пластмассы и прозрачность задаются в зависимости от того, какой камень имитируется. Для имитации жемчуга применятся молочно-белая пластмасса с незначительной прозрачностью, с последующим покрытием жемчужной эмульсией для перламутрового блеска, янтаря – неровно окрашенная, местами прозрачная, желтых тонов, коралла – непрозрачная, кораллового цвета, для бирюзы – непрозрачная, голубовато-зеленоватая и т.д., форму придают штамповкой.

 

Каздым А.А.,
кандидат геолого-минералогических наук,
член МОИП

Понравился материал?
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

Интернет-газета КОНТИНЕНТ на Facebook Интернет-газета КОНТИНЕНТ ВКонтакте Интернет-газета КОНТИНЕНТ в Одноклассниках

Автор: РЕДАКЦИЯ

Редакция сайта

Яндекс.Метрика