Использование: в производстве искусственных ювелирно-ограночных материалов, а именно монокристаллов кварца, обладающих опалесценцией и его окрашенных разновидностей. Сущность изобретения: монокристаллы кварца выращивают гидротермальным методом из кварцевой шихты на затравочных пластинах косых срезов, которые отличаются от базисного (пинакоидального) среза (0001) кристалла на угол не менее 30 o , в щелочной среде при температуре 300-350 o C и давлении 200-300 кгс/см 2 . После резки кристаллов на заготовки, механической обработки и полировки до получения изделий заданной формы вставки проводят термообработку в засыпке медного купороса при 550-600 o C в течение не менее 10 часов при подъеме и спаде температуры со скоростью не более 50-100 o C/час. Получают вставки однородно oкрашенные в оранжевые, желтые, медовые и тому подобные цвета с яркой (огненной, пламенной) опалесценцией.
Изобретение относится к производству искусственных ювелирно-ограночных материалов, а именно монокристаллов кварца и его окрашенных разновидностей риаух-топаза, мориона, цитрина, аметиста и других, в том числе и кристаллов кварца, обладающих опалесценцией.
Драгоценные камни: кварцы. Цитрин, аметрин, розовый кварц, аметист, дымчатый кварц
Известен способ получения последних, включающий гидротермальное выращивание на затравках базисного среза при высоком давлении и температуре в щелочной среде, резку кристаллов на заготовки, их механическую обработку и полировку, последующую термообработку и -облучение.
Опалесценция кристаллов обеспечивается и выявляется тем, что выращивание ведут при давлении 200-390 кгс/см 2 и температуре 300-350 o С, резку и механическую обработку ведут до получения изделий заданной формы вставки, термообработку проводят при 400-550 o С в засыпке из песка со скоростью нагрева и охлаждения не более 5-10 o C/ч, а g-облучение ведут дозой (0,5-1,0) х 10 6 рад/ч.
В результате термообработки прозрачные вставки и окатыши частично теряют прозрачность, приобретают молочно-белый оттенок и ярко выраженную опалесценцию в виде красновато-оранжевато-желтых бликов, перемещающихся по объему вставки в зависимости от источника освещенности и поворота вставки.
После термообработки вставки уже могут быть смонтированы в изделия, т.к. они приобретают опалесценцию и собственный молочно-белый цвет, однако для придания вставкам различных других оттенков и более интересного внешнего вида вставки подвергаются еще одной операции облучению. В результате этого воздействия вставки приобретают определенный голубоватый, коричневый, серый и др. оттенки, при этом игра света, вследствие опалесценции становится более глубокой и интересной.
Облученные вставки монтируются в изделия.
Таким образом данный способ обеспечивает получение вставок с опалесценцией, собственный цвет которых является молочно-белым, водяно-белым или других бледных расцветок.
Синтетический кварц
В настоящее время кварц выращивают гидротермальным способом в стальных автоклавах. Растворителем сырья природного кварца служат растворы гидроокисей и карбонатов щелочных металлов — натрия или калия в концентрации от 3 до 15%. Синтез проводят при давлении 50-150 МПа при температуре 250—450 °С.
Информация о камне — кварц
Для затравки используют пластины или стержни природного кварца, которые ориентируют параллельно кристаллографическим плоскостям (0001) и (1120). Скорость роста кристаллов — до 0,5 мм/сут. Было установлено, что если в калиевые расплавы исходного раствора с низкой концентрацией калия добавить железо, то образуются бурые кристаллы, при более высокой концентрации калия — зеленые.
При синтезе кварца в системе Н2O— SiO2 — К2O— СO2 с добавкой окислителей при давлении 150 МПа зеленая и бурая окраска изменяется на золотисто-желтую-цитриновую. Появление такой окраски зависит от концентрации ионов трех валентного железа в растворе. При дальнейшем увеличении концентрации железа кристаллы становятся оранжевокрасными.
Синюю окраску кристаллов получают, вводя в систему Н2O— SiO2 — Na2O—СO2 кобальта. Густота окраски зависит от содержания кобальта: в голубых кристаллах его до 0,001 %, а в ярко-синих до 0,02 %.
Цветной синтетический кварц широко применяется в ювелирной промышленности, а бесцветные от разности в технике: радиоэлектронике, оптике, химической промышленности.
Источник: dikarka.ru
А синтетика лучше?
Уже двадцать лет не прекращаются споры о том, как оценивать синтетические аналоги, и лучше ли они, чем природные драгоценные камни. Настало время поднять этот вопрос и определиться раз и навсегда со статусом синтетики и отношением к ней.
НАВИГАТОР СТАТЕЙ ПО МИНЕРАЛАМ В КАНАЛЕ GEM STONES ЗДЕСЬ
Кристалл и вставка синтетического рубина. источник фото: vamkamen.ru
Данная статья будет обширной, поэтому автор просит читателей запастись терпением, или подписаться на канал, чтобы в удобное время спокойно прочитать статью.
Статья подготовлена по данным материалов официальных мировых организаций GIA (Геммологический Институт Америки), AGTA (Американская Ассоциация Торговли Драгоценными Камнями), CIBJO ( Всемирная организация оценки ювелирных изделий).
Итак, что такое «синтетика»
Синтетический ювелирный материал — это материал, изготовленный в лаборатории, обладающий почти всеми химическими, физическими (в томи числе, оптическими) характеристиками своего природного собрата — минерала, который можно использовать в качестве вставок в ювелирные украшения.
В случае синтетических опалов, могут присутствовать дополнительные элементы.
Появление первой синтетики
Синтетические кристаллы были впервые изготовлены в конце 19 века. Первым синтетическим кристаллом был рубин, выращенный методом Вернейля (процесс плавления).
Потребность в синтетических кристаллах прежде всего была связана с необходимостью применения «чистых» кристаллов в промышленности. Сейчас эти кристаллы используются в лазерной технике, микроэлектронике, в качестве различных абразивов.
ВАЖНО. Поскольку для ювелирной промышленности синтетика может быть сделана на заказ в любом количестве и качестве — точный размер, цвет, отсутствие включений, или их минимум, то существуют жесткие мировые стандарты оценки и правил продажи синтетических ювелирных материалов.
В Америке работает Федеральная торговая комиссия, согласно ее требований любой синтетический материал, полученный в лаборатории, обязательно должен идентифицироваться, как полученный в лаборатории, с соответствующей стоимостью.
!! Если информация о происхождении камня не раскрывается при продаже, во всем мире это оценивается, как мошенничество.
В последние годы уже меньше появляется новых видов синтетических аналогов. Вероятно, на сегодняшний день синтетические аналоги полностью закрывают спрос, поэтому новых почти не создается.
Цена на синтетические аналоги
Согласно данных международных геммологических организаций, максимальная стоимость синтетического аналога не должна превышать 50% стоимости драгоценного камня. При этом стоимость до 50% отмечается для наиболее трудоемких и материльно затратных синтезов, например, гидротермальный способ.
А вот например, стоимость муассанита (точнее карборунда — искуственного муассанита) не должна превышать 5% от стоимости идентичного природного бриллианта (с такими же характеристиками).
Виды синтеза
Практически все варианты синтеза делятся на 2 категории:
1. Метод расплава
2. Метод раствора
Расплав — для образования кристалла берется за основу тот же самый состав, как и у будущего кристалла.
Раствор — состав затравки совсем другой.
1. Метод Вернейля (плавления). Это самый ранний метод получения синтетических кристаллов. Благодаря использованию водородно-кислородной горелки присходит плавление смеси оксидов и получающиеся капли формируют кристаллы в процессе охлаждения.
Для синтетических корунда и шпинели — это основной способ кристаллизации сегодня.
Слева синтетический рубин, выращенный методом Вернейля (кристалл + ограненная вставка), справа природный кристалл рубина и ограненный рубин. Источник фото: gia.edu
2. Метод Чохральского (плавление). Метод был разработан польским химиком Чохральским в 1916 году, но промышленно стал использоваться в 50-ых. Методом Чохральского выращивают синтетический александрит, корунд, хризоберилл и гранат.
3. Метод Флюса. Сегодня им выращивают изумруд, рубин, сапфир, александрит и шпинель. Флюс — это вещество, которое растворяет при плавлении другие вещества (по примеру растворяющегося сахара в воде). Когда раствор остывает, образуются синтетические кристаллы.
Метод дорогой и долгий, получение кристаллов занимает срок до года.
4. Гидротермальный метод (раствор). Этот метод также дорогой в применении, например, кварц можно синтезировать только этим способом. Здесь используются высокие температуры и давление, при которых вещества растворяются в водном растворе и затем, при охлаждении, кристаллизуются.
Почему не производят синтетику на все драгоценные камни?
Есть минералы, которых много в природе,поэтому совсем нет смысла тратить средства на искусственную кристаллизацию.
На сегодняшний день активно синтезируют 8 материалов:
1. Синтетический алмаз — по составу это углерод, свойства почти как у натурального алмаза. Есть 2 способа получения: CVD и HPHT
Источник: dzen.ru