04 апреля 2016
Методы синтеза драгоценных камней
1. Метод Вернейля
В начале XIX века французский ученый Огюст Вернейль изобрел метод производства синтетических рубинов.
Процесс: порошок из основных элементов (шихта) при высокой температуре добавляется на вращающееся основание. При охлаждении кристаллизация происходит слоями с образованием цилиндрического монокристалла (були). Размеры кристалла варьируются от 2,5-5.0 см . в диаметре и до 23 см . в длину. В процессе иногда используют затравочный кристалл.
На сегодняшний день в мире подобным методом получают более 1 миллиарда карат благодаря следующим параметрам:
- Быстрые темпы роста (до 1-1.5 см . в час)
- относительно низкие производственные затраты
- низкая розничная цена за карат
Синтезируемые камни:
Рубин, сапфир (всех цветов и с александритовым эффектом), шпинель, звезчатые рубин и сапфир, титанат стронция, рутил.
Характеристики:
Камни, полученные подобным методом, имеют видимые и невидимые глазу включения:
- газовые пузырьки
- неравномерные бороздки
- неравномерные цветовые переходы
- точечные или большие включения нерасплавленных веществ
- часто полученный кристалл практически безупречен (без видимых глазу включений)
2. Метод Чохральского (метод выращивания монокристаллов путём вытягивания)
Метод был разработан польским химиком Яном Чохральским в 1918 году и первоначально использовался им для измерения степени кристаллизации металлов (таких как олово, цинк, свинец).
Процесс: ингредиенты, растертые до состояния порошка, плавятся в тигле. Вращающийся стержень с затравочным кристаллом внизу медленно поднимается наверх (вытягивается). Состав равномерно остывает и кристаллизуется и достигает до10 см . в диаметре и до 40 см . в длину.
Не смотря на то, что цена производства достаточно высока в сравнении с предыдущим методом кристаллы растут быстрее (до4 см . в час) и практически совершенны по качеству.
Синтезируемые камни:
Александрит, александрит с эффектом кошачьего глаза, гранат (ГГГ и ИАГ), рубин, сапфир различных цветов, звездчатый рубин.
Характеристики:
Встречаются следующие включения:
- газовые пузырьки
- неравномерные бороздки
- неравномерные линии цвета
3. Метод выращивания с раствором флюса
Первые попытки синтезировать рубин подобным методом предпринимались еще в 1875 году. Выращивание изумруда таким методом началось гораздо позднее – в 1930х годах Керроллом Чатхемом.
Процесс: растертые вещества смешиваются с расплавленным флюсом в тигле из золота, платины, серебра или железа. Обычно используют платиновый тигель из-за его стойкости к высоким температурам и химическим элементам. При остывании состава формируются отдельные или спаянные кристаллы от 0,5 до7 см . в диаметре, в среднем формируются кристаллы в 3 см . в диаметре. Иногда в производстве используют затравочный кристалл.
Синтезируемые материалы:
Рубин, сапфир (розовый, синий, цвета «Папараджа»), изумруд, александрит, гранат ИАГ (в основном зеленый), шпинель (красная, розовая, синяя).
Характеристики:
Камни, полученные вышеописанным методом близки к натуральным, однако могут содержать:
- крупные частицы флюса
- включения флюса в виде вуалей
- игольчатые включения флюса
- 6ти или 3х-гранные металлические пластинки
- затравочный кристалл, который может содержать природные включения, обычно удаляется в процессе огранки
- включение кристаллов платины, синтетического хризоберилла или синтетического фенакита
4. Гидротермальный метод
Впервые этим методом в Италии удалось получить синтетический кварц в 1890х годах. Коммерческое производство развивалось во время и после Второй мировой войны для использования кварца в электронике. Производство синтетического изумруда началось в 1960 году, синтетического аметиста – в 1970 году.
Процесс: Стальной автоклав или «бомба» (схож с пароваркой) используется для выращивания кристаллов при очень высокой температуре и очень высоком давлении в водном растворе. Затравочный кристалл подвешивается внутри раствора, питательный состав помещается на дно. Постепенно состав растворяется, поднимаясь вверх и оседает на затравочном кристалле. Кристаллы кварца могут достигать45 см в длину и 15 см в диаметре. Кристаллы изумруда намного меньше: 4-5 см . Размеры синтетических камней зависят от размера затравочного кристалла, количества питательной среды, времени и размера автоклава.
Цена производства очень высока, производство занимает много времени (50-70 дней для кварца и еще больше для изумруда), есть риск «взрыва» кристалла.
Синтезируемые материалы:
Аметист, цитрин, аметрин, горный хрусталь, кварц (в том числе многоцветный), рубин, сапфир (различных цветов), берилл (в том числе аквамарин и изумруд).
Характеристики:
Гидротермальные кристаллы могут содержать:
- двухфазовые включения
- волновые и зигзагообразные включения
- вуали
- кристаллы синтетического фенакита
5. Метод гарнисажной плавки
Метод основывается на плавлении при очень высоких температурах, так как основной элемент оксид циркония имеет высокую температуру плавления (~2750º С). Метод используется, главным образом, для выращивания корундов и фианитов (cubic zirconia CZ). Порошок оксида циркония помещается в «череп» или раковину из медных труб с охлаждающей жидкостью, радиоизлучение расплавляет порошок таким образом, что формируется собственный тигель. При остывании происходит процесс кристаллизации фианита или корунда.
Характеристики:
кристаллы могут содержать:
- газовые пузырьки
- частицы порошка оксида циркония
6. Метод зонной плавки
Данный метод впервые был использован в 1953 году для производства кремния высокой чистоты как полупроводника. С тех пор метод используют для получения тугоплавких металлов, сплавов и других полупроводниковых соединений. Японская фирма Seikosha (часы Seiko) использует данный метод для получения более прочного стекла для защиты циферблата. При горизонтальном выращивании шихта медленно нагревается проходящими элементами. При остывании происходит кристаллизация.
Сегодня Россия использует основу данного метода для производства синтетических драгоценных камней. В течение нескольких дней вольфрамовая пластинка, содержащая порошковые ингредиенты проходит под нагревательными элементами от 1000 до 2020º С. При остывании процесс кристаллизации происходит на пластинке. При использовании затравочного кристалла формируемые кристаллы имеют более правильную форму и имеют меньше включений. Для получения крупных кристаллов процесс занимает около двух недель.
Синтезируемые материалы:
Рубин, корунд различных цветов, хризоберилл, александрит, гранат (ИАГ и ГГГ).
Характеристики:
- газовые пузырьки
- изогнутые линии
- неравномерные линии цвета
В начале XIX века французский ученый Огюст Вернейль изобрел метод производства синтетических рубинов.
Процесс: порошок из основных элементов (шихта) при высокой температуре добавляется на вращающееся основание. При охлаждении кристаллизация происходит слоями с образованием цилиндрического монокристалла (були). Размеры кристалла варьируются от 2,5-
На сегодняшний день в мире подобным методом получают более 1 миллиарда карат благодаря следующим параметрам:
- Быстрые темпы роста (до 1-
- относительно низкие производственные затраты
- низкая розничная цена за карат
Синтезируемые камни:
Рубин, сапфир (всех цветов и с александритовым эффектом), шпинель, звезчатые рубин и сапфир, титанат стронция, рутил.
Характеристики:
Камни, полученные подобным методом, имеют видимые и невидимые глазу включения:
- газовые пузырьки
- неравномерные бороздки
- неравномерные цветовые переходы
- точечные или большие включения нерасплавленных веществ
- часто полученный кристалл практически безупречен (без видимых глазу включений)
2. Метод Чохральского (метод выращивания монокристаллов путём вытягивания)
Метод был разработан польским химиком Яном Чохральским в 1918 году и первоначально использовался им для измерения степени кристаллизации металлов (таких как олово, цинк, свинец).
Процесс: ингредиенты, растертые до состояния порошка, плавятся в тигле. Вращающийся стержень с затравочным кристаллом внизу медленно поднимается наверх (вытягивается). Состав равномерно остывает и кристаллизуется и достигает до
Не смотря на то, что цена производства достаточно высока в сравнении с предыдущим методом кристаллы растут быстрее (до
Синтезируемые камни:
Александрит, александрит с эффектом кошачьего глаза, гранат (ГГГ и ИАГ), рубин, сапфир различных цветов, звездчатый рубин.
Характеристики:
Встречаются следующие включения:
- газовые пузырьки
- неравномерные бороздки
- неравномерные линии цвета
3. Метод выращивания с раствором флюса
Первые попытки синтезировать рубин подобным методом предпринимались еще в 1875 году. Выращивание изумруда таким методом началось гораздо позднее – в 1930х годах Керроллом Чатхемом.
Процесс: растертые вещества смешиваются с расплавленным флюсом в тигле из золота, платины, серебра или железа. Обычно используют платиновый тигель из-за его стойкости к высоким температурам и химическим элементам. При остывании состава формируются отдельные или спаянные кристаллы от 0,5 до
Синтезируемые материалы:
Рубин, сапфир (розовый, синий, цвета «Папараджа»), изумруд, александрит, гранат ИАГ (в основном зеленый), шпинель (красная, розовая, синяя).
Характеристики:
Камни, полученные вышеописанным методом близки к натуральным, однако могут содержать:
- крупные частицы флюса
- включения флюса в виде вуалей
- игольчатые включения флюса
- 6ти или 3х-гранные металлические пластинки
- затравочный кристалл, который может содержать природные включения, обычно удаляется в процессе огранки
- включение кристаллов платины, синтетического хризоберилла или синтетического фенакита
4. Гидротермальный метод
Впервые этим методом в Италии удалось получить синтетический кварц в 1890х годах. Коммерческое производство развивалось во время и после Второй мировой войны для использования кварца в электронике. Производство синтетического изумруда началось в 1960 году, синтетического аметиста – в 1970 году.
Процесс: Стальной автоклав или «бомба» (схож с пароваркой) используется для выращивания кристаллов при очень высокой температуре и очень высоком давлении в водном растворе. Затравочный кристалл подвешивается внутри раствора, питательный состав помещается на дно. Постепенно состав растворяется, поднимаясь вверх и оседает на затравочном кристалле. Кристаллы кварца могут достигать
Цена производства очень высока, производство занимает много времени (50-70 дней для кварца и еще больше для изумруда), есть риск «взрыва» кристалла.
Синтезируемые материалы:
Аметист, цитрин, аметрин, горный хрусталь, кварц (в том числе многоцветный), рубин, сапфир (различных цветов), берилл (в том числе аквамарин и изумруд).
Характеристики:
Гидротермальные кристаллы могут содержать:
- двухфазовые включения
- волновые и зигзагообразные включения
- вуали
- кристаллы синтетического фенакита
5. Метод гарнисажной плавки
Метод основывается на плавлении при очень высоких температурах, так как основной элемент оксид циркония имеет высокую температуру плавления (~2750º С). Метод используется, главным образом, для выращивания корундов и фианитов (cubic zirconia CZ). Порошок оксида циркония помещается в «череп» или раковину из медных труб с охлаждающей жидкостью, радиоизлучение расплавляет порошок таким образом, что формируется собственный тигель. При остывании происходит процесс кристаллизации фианита или корунда.
Характеристики:
кристаллы могут содержать:
- газовые пузырьки
- частицы порошка оксида циркония
6. Метод зонной плавки
Данный метод впервые был использован в 1953 году для производства кремния высокой чистоты как полупроводника. С тех пор метод используют для получения тугоплавких металлов, сплавов и других полупроводниковых соединений. Японская фирма Seikosha (часы Seiko) использует данный метод для получения более прочного стекла для защиты циферблата. При горизонтальном выращивании шихта медленно нагревается проходящими элементами. При остывании происходит кристаллизация.
Сегодня Россия использует основу данного метода для производства синтетических драгоценных камней. В течение нескольких дней вольфрамовая пластинка, содержащая порошковые ингредиенты проходит под нагревательными элементами от 1000 до 2020º С. При остывании процесс кристаллизации происходит на пластинке. При использовании затравочного кристалла формируемые кристаллы имеют более правильную форму и имеют меньше включений. Для получения крупных кристаллов процесс занимает около двух недель.
Синтезируемые материалы:
Рубин, корунд различных цветов, хризоберилл, александрит, гранат (ИАГ и ГГГ).
Характеристики:
- газовые пузырьки
- изогнутые линии
- неравномерные линии цвета
ПОДЕЛИТЬСЯ:
Интернет-магазин
Новинки
Специальные предложения