Синтетический кварц
Кварц представляет собой модификацию кристаллического кремнезема, устойчивую при температурах ниже 870°С. При 573°С структура кварца, устойчивого при обычных температурах (низкотемпературный, или а-кварц), несколько изменяется и переходит в структуру высокотемпературного, или Р-кварца. При 870°С кварц, значительно изменяясь в объеме, превращается в тридимит, который при 1470°С в свою очередь переходит в кристобалит. Таким образом, кварц может образоваться при сравнительно низких температурах, и его синтез не вызывает больших затруднений. Например, Отфейль получил кварц, воздействуя кремнефтористоводородной кислотой H
В промышленности кварц получают гидротермально в стальных автоклавах, облицованных изнутри серебром или платиной, как при синтезе корунда. Используется температура около 400°С и давление в несколько тысяч атмосфер.
В настоящее время можно вырастить крупные и безупречные кристаллы, но как драгоценные камни они не применяются; для потребностей ювелирной промышленности достаточно природных камней. Поэтому маловероятно, что синтетический кварц будет часто встречаться в ювелирных изделиях. Однако искусственный кварц применяют для других целей; в частности, пьезоэлектрические свойства кварца широко используются в радио- и часовой промышленности, но природные кристаллы для этих целей часто оказываются непригодными из-за скрытого двойникования, которое трудно обнаружить. Следовательно, чтобы удовлетворить потребности этих отраслей промышленности, необходимо выращивать такие кристаллы искусственно.
КАМЕНЬ КВАРЦ/ИСТОРИЯ КВАРЦА/ STONE QUARTZ / HISTORY OF QUARTZ
Были предприняты попытки придать окраску синтетическому кварцу; известна голубая его разновидность, окрашенная кобальтом; считают, что она была получена в СССР. С некоторых пор стало известно, что загрязнение железом от автоклава придает кварцу зеленый, желтый или коричневый оттенок. Это интересно с точки зрения изготовления искусственного аметиста, что недавно удалось осуществить двум советским физикам. Считают, что характерный фиолетовый цвет натурального аметиста обусловлен молекулярными цветовыми центрами, которые образуются в кварце, содержащем атомы железа, под действием облучения. Однако сомнительно, что рыночная стоимость даже такой разновидности кварца, как аметист, оправдает затраты на его искусственное изготовление.
ИсточникСинтетический кварц
Кварц SiO2 — самый распространённый и в то же время самый необычный минерал, который представлен неимоверным множеством самых разнообразных разновидностей, форм и расцветок. Среди различных видов кварца есть и известный аметист, аквамарин, агат, горный хрусталь, цитрин, кошачий глаз и многие другие камни.
Все представленные на фото кварцы — искусственно выращены.
КВАРЦ КАМЕНЬ СВОЙСТВА
Впервые в мировой практике, в СССР были применены методы синтеза для доращивания аметистовых щеток синтетическими кристаллами. Отличить их от натуральных друз было очень сложно — основа (подложка) такой друзы натуральная, а обломанные и неполноценные кристаллы доращивались с различными добавками. Получались красивые друзы.
Полностью синтетический кварц обычно выращивают гидротермальным способом. Преимуществом синтетического кварца для промышленности является однородность распределения примесей, более высокая химическая чистота. Большое значение имеет то, что результатом выращивания являются монокристаллы, которые по своим свойствам более пригодны для использования в качестве пьезооптического кварца, чем широко распространённые в природе сдвойникованные кристаллы.
Для ювелирной промышленности метод синтеза является также немаловажным, так как позволяет получать кварц любых цветов и нужной насыщенности, при необходимости даже с переходами одной окраски в другую. Искусственным кристаллам придают зелёную (очень редкий в природе) и голубую (природных аналогов нет) окраски, выращивают даже несуществующий в природе синий кварц.
Очень часто встречаются друзы так называемого синтетически выращенного «Алунита» (Чермигит — синтетические кристаллы ) насыщенно бордово-сиреневого цвета. Это кварц, выращенный синтетическим способом в лаборатории.
Также продаются друзы, называемые «Тибетский кварц» с зелёными включениями. Не существуют в природе кристаллов с такой структурой и цветом, это кварц, выращенный гидротермальным способом.
В 2014 году на международной выставке камней в Тусоне (США) были представлены великолепные образцы искусственно выращенных монокристаллов энгидросинтетического кварца, среди них и скипетры и дорощенные кристаллы, и друзы.
В настоящее время для получения достаточно большого диапазона синтетических камней используется гидротермальный метод синтеза. При гидротермальном методе синтеза кристаллы выращивают из водного раствора питающего материала в зарытом герметично сосуде высокого давления, представляющего собой стальной автоклав.
Синтетический кварц выращивают различных цветов, в том числе бесцветный, зеленый, синий и др., но наибольший интерес представляют такие разновидности кварца, как аметист, цитрин и аметрин. При определении происхождения кварца необходимо, в первую очередь, исследовать внутренние особенности. Наличие газово-жидких включений, называемых часто «тигровая шкура», минеральных включений (гематита, гетита и др.), контрастное зонально-секториальное распределение окраски, наличие абсолютно бесцветных зон, угловатая цветовая зональность доказывают природное происхождение кварца.
В синтетических кварцах могут присутствовать включения, напоминающие так называемые «хлебные крошки», специфические трехфазные включения, похожие на гвоздики со шляпками (заполненные жидкостью ростовые каналы, с одной стороны оканчивающиеся включением). Иногда в некоторых природных камнях могут наблюдаться включения, напоминающие «хлебные крошки», но при большом увеличении подобные включения в природных камнях более похожи на очень мелкие белесые хлопья ваты.
Синтетический аметист обычно никогда не проявляет сильно выраженной цветовой зональности, которая присутствует в некоторых природных аметистах (яркие цветные зоны граничат с бесцветными). Синтетический материал проявляет исключительно четкую цветовую зональность только тогда, когда в камне сохранилась затравочная пластина.
В синтетических аметистах наблюдается линейная цветовая зональность только в одном направлении, и при этом нет абсолютно бесцветных зон. Двойникование, развивающееся в синтетическом аметисте, приводит к появлению конусообразных ярких или темных секторов, расширяющихся от затравочной пластины к периферии кристалла. Наличие данных выделенных цветом секторов служит четким диагностическим признаком синтетического происхождения аметиста.
Диагностика друз усложнилась, когда производители синтетического кварца стали использовать затравочные пластины, в которых было проявлено бразильское двойникование, переходящее в синтетический кварц. Но это остается сегодня относительной редкостью.
А для точного определения натуральности кристалла необходим микроскоп (геммологический), спектральный и рентгеноструктурный анализ. Подделывание камней сейчас достигло необычайных высот. Продают искусственный хрусталь вместо горного кварца, облучают обычный кварц, чтобы выдать его за дымчатый
На мой взгляд, синтетика / искусственное производство — это хорошо, синтетически выращенные кварцы красивы и поражают своей окраской, но информацию о происхождении камней необходимо доносить до покупателей. Большинство людей хотят приобретать природные кристаллы и друзы и, к сожалению, не могут «на глаз» определить натуральность кристаллов. К сожалению, некоторые продавцы продают синтетику как натуральные кристаллы. А порой и некомпетентные продавцы продают синтетически выращенные друзы, даже не подозревая об их происхождении..
Пожалуйста, продавайте кристаллы и камни точно указывая об их происхождении: выращены ли они в лаборатории синтетическим путём или добыты в карьерах и на поверхности земли. А покупателям советую при покупке друзы проконсультироваться со специалистом или довериться своему внутреннему ощущению. Даже если вы приобретёте искусственно выращенные кристаллы, пусть они будут вас радовать своей красотой и теплом человеческих рук, которые их вырастили:))
ИсточникА 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
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.
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.
Слева синтетический рубин, выращенный методом Вернейля (кристалл + ограненная вставка), справа природный кристалл рубина и ограненный рубин. Источник фото: gia.edu
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
Синтетический алмаз, полученный методом HPHT (при высоких температурах и давлении). Источник фото: gia.edu
Синтетический алмаз, полученный методом HPHT (при высоких температурах и давлении). Источник фото: gia.edu
HPHT — под воздействием высоких температур и давлений происходит рост алмаза из расплава, в котором растворен углерод. Алмазы кристаллизуются прямо на затравочных кристаллах.
2. Синтетический корунд — изготавливается любыми способами и очень легок в получении. Цена на него должна начинаться с самых низких порогов (на практике, мы наблюдаем иную картину, и есть много знатоков, рьяно доказывающих дороговизну и уникальность синтетических корундов).
Обращаю Ваше внимание, что по ФЗ-41 1998 года ювелирные сети не обязаны указывать на бирке ювелирных украшений — является ли вставка натуральным корундом, или синтетическим. Только у нас так, во всем мире указание лабораторного происхождения ОБЯЗАТЕЛЬНО.
3. Рубин/сапфир — с 1960-ых годов выращивают методом флюса, а сейчас еще и гидротермальным способом. Кристаллы очень похожи на природные. Играя с составом и цветом при кристаллизации синтетического сапфира, имитировали александрит еще с начала 20-го века. Также возможна имитация звездчатого эффекта при добавлении включений в синтетический аналог.
4. Синтетический изумруд/бериллы. В конце 30-ых годов ученые синтезировали коммерчески выгодную версию изумруда методом флюса. Гидротермальным способом стали растить после 60-ых.Россия входит в число крупнейших производителей синтетических бериллов и синтетических корундов на сегодняшний день (официальные данные GIA).
Примеры синтетических кристаллов берилла и ограненных синтетических вставок. Источник фото: gia.edu Подписывайтесь на познавательный геммологический канал GEM STONES, наши статьи выходят каждый день после 18:00 по мск.
Примеры синтетических кристаллов берилла и ограненных синтетических вставок. Источник фото: gia.edu Подписывайтесь на познавательный геммологический канал GEM STONES, наши статьи выходят каждый день после 18:00 по мск.
5. Кварц — поскольку в природе (в составе горных пород кварц породообразующий минерал) встречается часто, синтезировать в промышленных масштабах смысла нет, но синтетический кварц используют в технологических направлениях.
Слева синтетические кристаллы бесцветного кварца и фиолетового кварца. Справа друзы природных кварца и аметиста. Источник фото: gia.edu
Слева синтетические кристаллы бесцветного кварца и фиолетового кварца. Справа друзы природных кварца и аметиста. Источник фото: gia.edu
6. Шпинель — синтезировали случайно. Хотели получить сапфир, но получили шпинель. И пошло — поехало, ею стали заменять природные рубины, сапфиры и даже изумруды.
7. Опал — в 70-ых годах компания Gilson разработала секретную технологию выращивания синтетического опала. Внешне черный и белый опалы очень схожи с натуральными, есть даже дополнительный плюс — синтетический аналог более стабилен и не растрескивается.
8. Александрит — синтетический александрит производят крайне редко. Причина — сложно имитировать хороший «александритовый эффект» (переход цвета от зеленого при дневном освещении в малиново-сиреневый при искуственном). Наиболее часто как подделки под натуральный александрит используют синтетическую шпинель и синтетический сапфир.
Выводы:
3. Стоимость синтетических аналогов не должна превышать в крайнем случае 50% от стоимости природного камня таких же характеристик.
4. Российские ювелирные сети, интернет-магазины и прочие продавцы не обязаны указывать происхождение (лабораторное или природное) вставок в ювелирные изделия.
5. Каждый вправе решать для себя и выбирать между природными камнями и синтетическими аналогами, тем более, что сейчас у нас и цена на них почти одинаковая (увы!).
Но геммологи придерживаются позиции, что информация о покупаемом камне должна быть достоверной и исчерпывающей, на что также существуют мировые стандарты.
Понравилась статья? Поставьте палец вверх и подпишитесь на канал GEM STONES, чтобы видеть больше статей в своей ленте.
НАВИГАТОР СТАТЕЙ ПО МИНЕРАЛАМ В КАНАЛЕ GEM STONES ЗДЕСЬ
Источник