Как выращивают камни для украшений

Выращивание кристаллов рубина и других искусственных камней в домашних условиях

Искусственные камешки издавна захватили популярность в ювелирных изделиях. Ведь для ювелира ценность камня определяется не только лишь его недостатком в природе. Важную роль играет целый ряд других черт:

• цвет;
• светопреломление;
• крепкость;
• вес в каратах;
• размер и форма граней и др.

Самый дорогой искусственный драгоценный камень Фианит (синонимы: даймонсквай, джевалит, кубик циркония, шелби). Его стоимость невелика – наименее 10$ за 1 карат (это 0,2 грамма). Но необходимо отметить, что с повышением каратов стоимость вырастает экспоненциально. К примеру, алмаз в 10 карат стоит в 100 раз дороже алмаза 1 карат.

Искусственные кристаллы ювелирных камешков можно вырастить в домашних критериях. Большая часть схожих тестов не нуждаются в специальной подготовке, для вас не пригодится обустраивать хим лабораторию и даже получать особые реактивы.

Кристаллы Рубина в домашних условиях как бизнес идея

Для приобретения опыта выкармливания кристаллов начинайте с малого. Мы поделимся техникой выкармливания прекрасных кристаллов из всего, что вы сможете отыскать практически на своей кухне. Для вас вообщем не пригодится дополнительный инвентарь, ведь все нужное точно стоит на полках. Так же разглядим технологию выкармливания искусственных рубинов в домашних критериях!

Как вырастить кристаллы рубинов синтетически?

Выращивание кристаллов рубина может даже стать вариантом домашнего бизнеса. Ведь красивые синтетические камни уже сегодня пользуются большим спросом среди покупателей, поэтому в случае успешной реализации проекта могут принести вам неплохую прибыль. Синтетически выращенные камни используются ювелирами, а также имеют широкое применение в технике.

Кристаллы рубина можно выращивать по стандартной методике, подобрав правильные соли. Но это будет не столь эффективно, как в случае с солью или сахаром, при этом намного дольше по длительности является процесс роста. Да и качество будет сомнительное. Ведь натуральный рубин по шкале твердости Моосу уступает только Алмазу занимая почетное 9-е место. Естественно, если речь идет о бизнесе, в большинстве случаев используют другой способ, разработанный более 100 лет назад во Франции.

Вам потребуется специальный аппарат, имеющий название по имени изобретателя данного способа, т. е. аппарат Вернейля. С его помощью можно выращивать кристаллы рубина, размером до 20-30 карат всего за несколько часов.

Хотя технология остается примерно такой же. Соль двуокиси алюминия с примесью оксида хрома помещают в накопитель кислородно-водородной горелки. Расплавляем смесь, наблюдая, как фактически «на глазах» вырастает рубин.

В зависимости от состава выбранной вами соли вы можете регулировать цвет кристаллов, получая искусственные изумруды, топазы и абсолютно прозрачные камни.

Выращивание кристаллов в домашних условиях. Бизнес идея

Работа с аппаратом потребует от вас внимания и некоторого опыта, но зато в дальнейшем вы получите возможность выращивать кристаллы, которые завораживают своей красотой, прозрачностью и игрой цвета. В дальнейшем такие шедевры хорошо подаются огранке и шлифовке, соответственно, могут применяться по назначению.

Стоит отметить, что искусственно выращенные кристаллы не являются драгоценными камнями, поэтому, даже если вы решите заняться предпринимательской деятельностью по их выращиванию, это не потребует от вас дополнительного лицензирования.

Конструкция аппарата несложна, ее легко можно сделать самостоятельно. Но на просторах Интернета уже достаточно умельцев, предлагающих чертежи оригинальной установки, а также ее усовершенствованные варианты.

Набор для выращивания кристаллов рубина в домашних условиях

Сам принцип технологии производства рубинов достаточно прост и схематически изображен ниже на рисунке:

1. В воронку засыпается порошок с примесью Al₂O₃ с примесью Cr₂O₃.
2. Ниже подается пламя кислородно-водородной горелки.
3. Расплавленные частицы порошка образуют слои растущего кристалла «Рубина».
4. Подставка, поддерживающая кристалл, постепенно опускается вниз со скоростью роста рубина.

Понимая принцип действия, любое устройство уже не кажется таким сложным. Один из образцов чертежей аппарата Вернейля:

По данной технологии можно так же выращивать и другие дорогие искусственные камни, такие как «Голубой Топаз» и т.п.

Выращивание кристаллов из соли в домашних условиях

Самый простой и доступный эксперимент, который вы можете провести – создать красивые солевые кристаллы. Для этого вам понадобится несколько предметов:

1. Обычная каменная соль.
2. Вода. Важно, чтобы сама вода содержала как можно меньше собственных солей, а лучше дистиллированная.
3. Емкость, в которой будет проводиться опыт (сгодится любая банка, стакан, кастрюля).

Наливаем в емкость теплую воду (ее температура составляет около 50°С). Добавляем в воду кухонную соль и размешиваем. После растворения добавляем снова. Повторяем процедуру до тех пор, пока соль не перестанет растворяться, оседая на дно сосуда. Это говорит о том, что солевой раствор стал насыщенным, что нам и было нужно. Важно, чтобы во время приготовления раствора его температура оставалась постоянной, не остывала, так мы сможем создать более насыщенный раствор.

Насыщенный раствор переливаем в чистую банку, отделяя от осадка. Выбираем отдельный кристалл соли, а потом помещаем его в емкость (можно подвесить на нитке). Эксперимент выполнен. Через несколько дней вы сможете увидеть, как увеличился в размерах ваш кристалл.

Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях

Технология получения сахарных кристалликов аналогична предыдущему способу. Можно опустить ватный жгут в раствор, тогда сахарные кристаллы будут нарастать на нем. Если процесс роста кристаллов стал медленнее, значит уменьшилась концентрация сахара в растворе. Добавьте в него снова сахарного песка, тогда процесс возобновится.

На заметку: если добавить в раствор пищевого красителя, то и кристаллы станут разноцветными.

Можно выращивать сахарные кристаллики на палочках. Для этого вам потребуется:

• уже готовый сахарный сироп, приготовленный аналогично солевому насыщенному раствору;
• деревянные палочки;
• немного сахарного песка;
• пищевые красители (если хотите разноцветных леденцов).

Все происходит очень просто. Деревянную палочку обмакиваете в сиропе и обваливаете в сахарном песке. Чем больше крупинок прилипнет, тем красивее получится результат. Дайте палочкам, как следует высохнуть, а затем переходите попросту ко второй фазе.

Насыщенный горячий сахарный сироп выливаем в стакан, туда же помещаем заготовленную палочку. Если вы готовите разноцветные кристаллы, то в горячий готовый сироп добавьте пищевой краситель.

Следите, чтобы палочка не касалась стенок и дна, иначе результат будет некрасивым. Можно зафиксировать палочку с помощью листа бумаги, надев его сверху. Бумага послужит еще и крышкой для емкости, которая не позволит никаким посторонним частицам попасть в ваш раствор.

Примерно через неделю вы получите прекрасные сахарные леденцы на палочках. Ими можно украсить любое чаепитие, приведя в полный восторг не только детей, но и взрослых!

Выращивание кристаллов из медного купороса в домашних условиях

Кристаллы из медного купороса получаются интересной формы, при этом имеют насыщенный синий цвет. Стоит помнить, что медный купорос является химически активным соединением, поэтому кристаллы из него не следует пробовать на вкус, а при работе с материалом нужно проявлять осторожность. По этой же причине в данном случае подойдет только дистиллированная вода. Важно, чтобы она была химически нейтральной. Будьте внимательны и осторожны при обращении с медным купоросом.

При этом выращивание кристаллов из купороса происходит фактически по той же схеме, что и предыдущие случаи.

Помещая основной кристалл для выращивания в раствор, нужно проследить, чтобы он не соприкасался со стенками посуды. И не забывайте следить за насыщенностью раствора.

Если вы поместили свой кристалл на дне посудины, то стоит смотреть, чтобы он не касался других кристалликов. В этом случае произойдет их срастание, а вместо одного красивого крупного образца у вас получится масса невнятной формы.

Полезный совет! Вы можете самостоятельно регулировать размер граней своего кристалла. Если вы хотите, чтобы некоторые из них росли медленнее, их можно смазать вазелином или жиром. А для сохранности небесно-синего красавца можно обработать грани прозрачным лаком.

Интересные факты о драгоценных камнях!

Существует 3 весовые категории бриллиантов:

1. Мелкий. Масса 0,29 карата
2. Средний. Масса от 0,3 до 0,99 карата
3. Крупный. Бриллианты весом более 1 карата.

К популярным аукционам допускают камни массой от 6 карат. Камням с массой более 25 карат присваивают собственные имена. Например: «Винстон» бриллиант (62,05 карат) или «Де Бирс» (234,5 карат) и др.

Источник

Бюджетный ювелир: 3 способа вырастить драгоценные камни в домашних условиях

Интересное

Создание кристаллов на дому может заинтересовать не только любителей экспериментов, но и предпринимателей. Ведь эта ниша и оригинальна, и рентабельна. Существует несколько способов, позволяющих вырастить драгоценные камни в домашних условиях.

Особенности искусственных камней

Искусственные камни во многом не уступают настоящим, а порой даже превосходят их по размерам и прочим характеристикам. Важную роль играют и иные свойства:

• оттенок;
• хрупкость;
• отражаемость;
• форма граней;
• вес.

И в случае с синтетическими драгоценными камнями многие из этих характеристик легко можно проконтролировать и изменить по усмотрению. В то же время производство искусственных кристаллов требует меньше усилий и финансовых затрат. А главное, создание синтетических камней на дому возможно и без сложных аппаратов и химических лабораторий, и с ними, если нужна высокая окупаемость.

Выращивание с помощью органических солей

Это самый простой и доступный способ изготовления драгоценных камней. Вам понадобятся:

• сырьё (квасцы из алюминия или калия, поваренная соль);
• сосуд, в котором будет прорастать кристалл, например, стакан, банка или кастрюля;
• фильтр (подойдёт обычная вата или промокашка);
• леска.

Самый популярный материал для выращивания драгоценных камней — медный купорос. Из стандартных солей драгоценные камни растут хуже, в то время как сульфат меди дешевле и эффективней.

Другие варианты сырья:

• бертолетова кислота;
• хлорид аммония;
• хлорид натрия;
• сульфат натрия.

Производство состоит из нескольких шагов:

1. Подготовка раствора. Сперва насыпать в ёмкость пару ложек соли, затем залить это горячей дистиллированной водой до краёв и мешать, пока кристаллики не растворятся. Нужно продолжать до тех пор, пока осадок не начнёт опадать на дно.
2. Фильтрация состава. Если использовать грязный раствор, то и кристалл будет дефективным. Поэтому нужно в течение 24 часов настаивать жидкость, пока лишние частицы внутри неё не осядут на дно. Они ещё пригодятся — на них будут наращиваться сами кристаллы.
3. Привязка лески. Кристалл будет наращиваться на леску, как бы ползти вверх по ней. Нужно взять карандаш, ручку или другое крепление, привязать к нему леску и повесить её над сосудом с раствором. Она должна быть полностью погружена в состав. Когда вода испаряется, остаётся только твёрдое вещество (кристаллы купороса), которое и будет оседать на леске.
4. Две недели добавлять раствор. В течение следующих четырнадцати дней надо доливать насыщенный состав в ёмкость. Если этого не делать, вода быстро испарится, а кристалл не успеет вырасти. Добавляемый раствор должен быть той же температуры, что и состав в стакане.
5. Вытащить кристалл. Спустя три месяца драгоценный камень из органических солей будет готов. Его надо высушить, а затем покрыть бесцветным лаком (можно использовать обычный лак для ногтей). Это нужно для защиты и удержания блеска.

Аппарат Огюста Вернейля

Чтобы выращивать рубины на дому, можно использовать аппарат, созданный французским изобретателем Огюстом Вернейлем ещё в XIX веке. Благодаря этому изобретению можно за 2–3 часа вырастить рубин разных оттенков (голубой, прозрачный, зелёный, жёлтый). Аппарат работает на электричестве.

Состоит прибор из следующих частей:

• воронка, в которую опускают соли;
• отверстие для проникновения кислорода;
• горелка;
• муфель (камера для запекания изделий);
• катетометр;
• устройство для встряхивания.

Для производства понадобятся окиси хрома и алюминия. Процесс изготовления:

1. Соли окисей насыпаются в воронку.
2. Аппарат нагревается в горелке.
3. Соль плавится.
4. На дне воронки образуются кристаллы рубина. Под давлением оно проседает вниз, подстраиваясь под размеры камня.

Итоговая стоимость кристалла будет выше затраченных ресурсов, поэтому такой бизнес можно считать рентабельным.

Автоклав

Для изготовления других драгоценных камней, например, изумруда, потребуется способ выращивания, подразумевающий помещение сырья в воду. Для этого необходимо приобрести специальный прибор автоклав, а также берилл, ванадий и хром. Преимущество аппарата в том, что он может выдерживать высокие давления и температуры. Процесс производства следующий:

1. Нагревание аппарата.
2. Помещение измельчённого берилла, воды и дополнительных элементов в горячий отсек автоклава.
3. При достижении 600°C растопленный берилл перемещается в холодный отсек, где и оседает на дне, образуя изумруд.

Примерные сроки изготовления — четыре недели. И хотя прибор и материалы довольно дорогостоящие, итоговая прибыль будет очень высокой.

С помощью автоклава можно выращивать не только изумруды, но и другие драгоценности.

Экспериментируя, не стоит забывать, что работа идёт с химическими реактивами, которые могут быть опасны. Не стоит использовать препараты без инструкций или помощи специалистов. И конечно, при работе с химическими элементами необходимо носить защиту. Результат того сто́ит — домашних кристаллов не уступают купленным по красоте.

Источник

Как синтезируют ювелирные камни

Современная история создания искусственных самоцветов началась в 1857 году, когда французский химик Марк Годэн, сплавив две соли — квасцы (сульфат калия и алюминия) и хромат калия, получил кристаллы рубина весом около 1 карата.

Методы синтеза драгоценных камней

В настоящее время применяются различные методы синтеза драгоценных камней и выращивания ювелирных кристаллов, основными из которых являются группы расплавных (методы Вернейля, Чохральского, зонной и гарнисажной плавки) и раствор-расплавных методов (методы флюса, гидротермального синтеза и синтеза ювелирных алмазов при высоких давлениях), а также некоторые другие.

Метод Вернейля. В 1896 году французский ученый Огюст Вернейль сконструировал специальную печь с водородно-кислородной горелкой для синтеза рубинов, и началась эра промышленного производства синтетических ювелирных камней.

Синтез драгоценных камней осуществляется из расплава, получаемого при плавлении шихты (в случае синтеза рубина шихта представляет собой смесь окислов алюминия и хрома). Печь сконструирована таким образом, что шихта осыпается вниз небольшими порциями в потоке кислорода, попадая в камеру горения, куда подается водород, и где расположена горелка. Здесь шихта плавится, а получившаяся капля попадает на керамическую подложку, на которой вначале образуется конус, переходящий потом в цилиндр — монокристалл. Полученный кристалл называется булей (см. фото 1), размер которой обычно составляет в длину 5-10 см при диаметре около 2 см (современные технологии позволяют получать були до 60-70 см в длину). Для получения були среднего размера требуется около 4 часов. Полученные кристаллы обладают сильным внутренним напряжением и часто раскалываются на несколько частей.

Фото 1. Разноцветные фианиты (сырье) и буля синтетического рубина (внизу) (коллекция ГЦ МГУ, фото авторов)

Методом Вернейля к настоящему времени удалось вырастить более ста различных видов кристаллов. Однако наибольшее промышленное значение он имеет, как правило, при выращивании рубина, сапфира и других окрашенных разновидностей корунда, включая и звездчатые камни, а также шпинели (См. фото 2).

Фото 2. Ограненные синтетические рубины и сапфиры (коллекция ГЦ МГУ, фото авторов).

Метод Чохральского. Данный метод позволяет получать кристаллы очень высокого качества. Исходное вещество (смесь окислов соответствующего состава) плавится в тигле из тугоплавкого металла (например, платины или иридия), который нагревается спиральным нагревателем, намотанным непосредственно на тигель. Кристаллизация начинается на затравке, касающейся поверхности расплава, которую постепенно вращают и поднимают (вытягивают) из расплава (со скоростью 5-30 мм/час). Полученные кристаллы представляют собой стержни диаметром 2,5-6 см и длиной 20-25 см. К кристаллам, выращиваемым этим методом относятся рубины, сапфиры, ИАГ, ГГГ и другие синтетические гранаты, а также александрит.

Метод Чохральского позволяет получать кристаллы, которые являются прекрасным ювелирным материалом, поскольку они значительно более однородные, чем кристаллы, выращенные методом Вернейля.

Метод гарнисажной плавки. Метод заключается в плавлении и кристаллизации вещества в его же собственной холодной «рубашке» и применяется для выращивания тугоплавких кристаллов (фианита, корундов, ИАГ и некоторых других). Для плавления вещества применяется высокочастотный нагрев. После нагрева расплав выдерживается несколько часов (для обеспечения отгонки примесей и установления однородности среды), затем медленно охлаждается, в результате чего кристаллизуются столбчатые кристаллы (См. фото 1).

Метод зонной плавки. Суть метода заключается в следующем: исходная шихта, представляющая собой смесь предварительно прокаленных окислов основных исходных компонентов с примесями, и затравка помещаются в молибденовую лодочку, которая затем медленно протягивается вдоль нагревателя. По мере движения лодочки в шихте возникает довольно узкая расплавленная зона, которая при дальнейшем перемещении лодочки затвердевает с образованием монокристалла. Ширина получаемого кристалла 8 см, высота — 2 см, длина — 18 см, время роста 4 дня. Среди внутренних дефектов у выращенных кристаллов наблюдается блочность и трещиноватость.

Данный метод синтеза драгоценных камней технически прост, позволяет выращивать монокристаллы в форме пластин и успешно применяется для получения крупных монокристаллов корунда различных окрасок, ИАГ и других синтетических гранатов.

Метод синтеза из раствора в расплаве и гидротермальный синтез. При выращивании синтетических ювелирных камней широкое применение получили методы кристаллизации из раствора в расплаве (метод флюса) и из гидротермальных растворов.

Выращивание кристаллов методом флюса в основном применяется для получения тугоплавких веществ, кристаллизация которых из расплава при быстром охлаждении невозможна. В качестве растворителей (флюса) служат расплавы легкоплавких окислов (свинца, молибдена, бора и др.) или солей (KF, PbF2, CaCl2и др.). Процесс синтеза проходит в платиновых, иридиевых или графитовых тиглях, помещенных в специальные печи. Кристаллизация происходит либо в результате постепенного охлаждения расплава, либо в условиях испарения расплава, либо методом температурного перепада. Данный метод позволяет получать кристаллы изумруда, корунда, александрита размером в несколько сантиметров (См. фото 3).

Фото 3. Изумруды, выращенные гидротермальным и раствор-расплавным методом: сырье и ограненные камни (коллекция ГЦ МГУ, фото авторов).

Для выращивания ювелирных кристаллов особенно перспективным является метод гидротермального синтеза. Рост кристаллов осуществляется в герметичных сосудах высокого давления (автоклавах), позволяющих проводить процесс синтеза при температурах 250-600˚С и давлениях в десятки и первые сотни мегапаскалей. В качестве растворителя в данном методе применяется вода, растворяющая способность которой резко возрастает при высоких температурах и давлениях, обеспечиваемых в автоклаве. Рост кристаллов осуществляется на затравках в результате температурного перепада.

Метод гидротермального синтеза широко применяется для выращивания кварца различных окрасок (См. фото 4) и изумрудов. Гидротермальные кристаллы кварца достигают веса несколько килограмм, а размер изумрудов до 10 см. В последнее время началось использование метода для синтеза рубинов.

Фото 4. Кристаллы кварца различных цветов, выращенные гидротермальным методом (коллекция ГЦ МГУ, фото авторов).

Метод синтеза ювелирных алмазов при высоких давлениях.

В феврале 1955 года появилось сообщение о первой успешной попытке синтеза алмаза, осуществленного в исследовательской лаборатории американской фирмы GeneralElectric. А в начале 1970 года в этой же лаборатории были получены кристаллы алмаза ювелирного качества различной окраски весом до 1 карата. В настоящее время синтетические алмазы производятся не только в США, а также в Швеции, ЮАР, Японии и в России.

Основным промышленным методом синтеза алмазов является раствор-расплавный металл-углеродный синтез при высоких давлениях (температура 1400-1600˚С, давление 5000-6000 МПа). В качестве исходной шихты обычно используют графит (хотя возможны и другие углеродсодержащие вещества) и металлы или сплавы железа, никеля, кобальта, платины и палладия. Для создания необходимых термобарических параметров используют мощные гидравлические прессы, снабженные камерами высокого давления.

В настоящее время достигнуты большие успехи в области синтеза алмаза, синтезируют и цветные, и бесцветные алмазы очень разных рызмеров (См. фото 5, 6).

Фото 5. Синтетический алмаз российского производства (коллекция ГЦ МГУ, фото Д. Ермолаева)

Фото 6. Ограненный синтетический алмаз российского производства (коллекция ГЦ МГУ, фото Д. Ермолаева)

Помимо описанных методов синтез получения монокристаллов ювелирных камней существуют методы выращивания поликристаллических агрегатов — бирюзы, малахита и также методы выращивания благородного опала. В большинстве случаев методика синтеза драгоценных камней этих и некоторых других ювелирных материалов является коммерческой тайной их производителя.

Таким образом, в настоящее время на рынке часто можно встретить ювелирные изделия, в которых в качестве вставок применяются синтетические камни. Поскольку технологии получения синтетических материалов постоянно совершенствуется, то можно ожидать, что в будущем их количество возрастет, а также улучшится их качество и сходство с природными камнями.

Источник