Синтетический сапфир драгоценный камень или нет

Синтетический Сапфир — что это за камень

Каталог от А до Я с описанием и фото

Автор Татьяна Тимохина На чтение 4 мин Просмотров 1.5к. Опубликовано 24.05.2020

Ювелирная индустрия обладает высоким спросом на качественные по структуре минералы для изготовления украшений. Наука позволяет решить этот вопрос путем искусственного выращивания кристаллов. Искусственный сапфир пользуется успехом в ювелирном деле за счет идентичных свойств с натуральными экземплярами и более совершенной структурой. Подробнее о методах изготовления и отличиях от природных камней далее в статье.

Что такое гидротермальный сапфир

Что такое гидротермальный сапфир? Это синтетический аналог минерала естественного происхождения. Его получают в специализированных лабораториях путем синтеза нескольких химических соединений под воздействием естественных катализаторов – давления и температуры. Если на образование природного камня уходят годы, то синтетический сапфир получают менее чем за месяц.

Синтетический сапфир – Из чего это сделано? (Как это сделано?)

Химические соединения, которые образуют минерал – это диоксид кремния, хром и основная составляющая оксид алюминия. После эти элементы помещают в герметичный аппарат, где на них будет оказываться длительное воздействия высокими температурами (свыше 1000 ℃) и давлением.

Важно! Гидротермальный сапфир (сокращение гт) не является подделкой. Он обладает теми же физическими и химическими свойствами, что и натуральный аналог. Разница в способе получения.

История изобретения

Впервые над возможностью создать искусственные драгоценные камни задумался французский ученый Огюст Виктор Луи Вернейль. Его путь изобретения начался в 1886 году и длился долгие 16 лет. Лишь спустя это время он объявил об открытии и дал исчерпывающую информацию о результатах длительного эксперимента.

Он рассказал о том, что с помощью воздействия высоких температур и метода капельного осаждения можно получить синтезированные минералы, в частности синие корунды. В последствие этот способ стал называться «метод Вернейля». После другие ученые совершенствовали этот метод и на его основе создавали свои. Но впервые открытый способ до сих пор успешно используется в химической промышленности.

Способ изготовления

Сейчас используется несколько вариантов для изготовления наносапфиров. Один из них уже описан выше, это метод Вернейля. Он положил начало развития остальных способов. Какие еще существуют методики:

• Метод Чорхальского основан на вытягивании нанокристаллов из расплава. Он образован оксидом алюминия – основной составляющей. Эта технология более совершенна и позволяет получить синтетические сапфиры в короткие сроки.
• Зонная плавка имеет два варианта реализации. Вертикальная и горизонтальная направленность перемещения нагревательного элемента. В результате образуется монолит выращенного минерала.
• Получение звездчатых камней осуществляется на основе добавления в стандартную «рецептуру» рутила. Его добавление происходит постепенно путем наслаивания. В результате образуется экземпляр с оптическим эффектом астеризма.

Интересный факт! Технологию изготовления синтетических камней с эффектом астеризма запатентовала американская компания «Линде» в 1949 году.

Разновидности и цвета камня

Гидротермальные сапфиры могут иметь разные цвета, как и натуральные камни. Для этого в процессе синтеза добавляются химические элементы, придающие минералу определенный цвет. Например, цвета синего и фиолетового спектра достигаются путем использования железа и титана. Нежные розовые и яркие красные экземпляры получают с помощью ванадия или хрома. Солнечные желтые оттенки получаются, если добавить бериллий.

После того, как минерал приобрел необходимый цвет, в лабораторных условиях есть возможность улучшить его внешние характеристики при дополнительном воздействии внешних факторов, таких как:

• Ультрафиолетовое излучение. Под УФ – лучами цвет становится насыщеннее, благороднее.
• Гипертермическое воздействие. Высокие температуры (свыше 1500 ℃) могут качественно изменить цвет. Например, розовый кристалл станет голубым.
• Диффузионный способ подразумевает включение в состав готового минерала химических элементов (например, бериллия) под высоким давлением. Таким образом получают оптические эффекты.

Свойства и применение

Химические свойства сапфира нано практически не отличаются от оригинальных. Основной структурный элемент корунда – оксид алюминия. Физические характеристики также неизменны: твердость 9 из 10 баллов по шкале Мооса, плотность почти 4 гр/см 3 . Взаимодействует с кислотами и растворяется в них. Имеет стеклянный блеск и температуру плавления свыше 2000 ℃. Это означает, что гидротермальный сапфир ничем не хуже натурального. Но цена на него куда демократичнее.

Основная сфера применения – ювелирная индустрия. Однако и другие области промышленности нуждаются в искусственном минерале: авиапромышленность, строительство, изготовление увеличительных приборов, фотоаппаратов, коллекционных часов и т.д.

Преимущества и недостатки

Выращенный сапфир характеризуется:

• Чистой структурой без посторонних включений и трещин.
• Устойчивостью к ультрафиолетовому излучению.
• Крупные камни, как правило, имеют искусственное происхождение.
• Насыщенность и равномерность цвета.
• Стоимостью, которая значительно ниже, чем у натуральных камней.

Есть некоторые недостатки, которые характеризуют нано сапфир:

• Возможны микропузырьки воздуха в структуре.
• У некоторых камней наблюдается выраженная «линия роста» кристалла.

Как отличить настоящий от искусственного

• Природный кристалл холодный, искусственный температуры помещения. Но оба они медленно нагреваются.
• По внешнему виду натуральные камни менее совершенны: на них есть трещины, посторонние включения, неравномерный цвет. Синтетические имеют безупречный внешний вид.

Остальные способы различия основаны на лабораторных методах и не применимы в условия ювелирного магазина.

Источник: stonewiki.ru

Как отличить синтетический сапфир от настоящего

Синтетический сапфир – один из самых популярных искусственных драгоценных камней. Наиболее востребованы изделия синего цвета василькового оттенка, которые восхищают и притягивают взгляд. Являющийся по своим физико-химическим и оптическим свойствам аналогом природного камня, в чем-то он его даже превосходит.

Характеристика искусственного сапфира

В природе драгоценный сапфир – минерал класса оксидов, разновидность корунда синего и темно-синего цвета. Это твердый, завораживающий и редкий камень, что обуславливает его высокую цену. Стоимость на лабораторные аналоги ниже, и потому так популярна его имитация, отличить которую от настоящего может только специалист. Современные технологии позволяют принести в его цвет любую насыщенность.

Синтетический сапфир не сильно отличается от природного. Не нужно путать с ним диффузионный камень, который принципиально отличается от искусственного – диффузионный не выращен с ноля, а только обрабатывается похожим способом.

Популярность в мире

Стоимость искусственных сапфиров напрямую зависит от качества и размера, а синтез позволяет добиться любых параметров кристалла, а оборудование для его выращивания все время улучшается и дешевеет. По своим свойствам рукотворный корунд максимально приближен к оригиналу из недр планеты. У продукта синтеза, как и у обычного минерала, не бывает ни сколов, ни трещин, ни прочих повреждений. Это привлекает ювелиров и потребителей таких изделий, предпочитающих вставлять в свои золотые серьги именно эти долговечные камни.

Изготовление

Искусственный – это синоним подделки, но в случае с синтезированным в лаборатории камнем это совсем не так. Некоторые и вовсе считают его полным аналогом, так как процесс изготовления почти повторяет природный, протекающий в магматических условиях недр сотни тысяч лет. Нужно понимать, что процесс выращивания схож с природными процессами образования почти во всем, кроме скорости. Для производства используют оксид алюминия и разные примеси в необходимом для достижения цели соотношении.

Наиболее популярной примесью является титан, дающий фиолетовый оттенок, но часто используются также хром, марганец, железо и ванадий. При популярном гидротермальном способе изготовления, затравочные пластинки с раствором обрабатывают под давлением при температуре от 300 до 5000°С.

Существуют и другие методы для выращивания синтетических сапфиров, но первым и классическим является метод Варнейля, который придумал подвергать окись железа воздействию газовой горелки с водородом и кислородом. С горелкой это сделать это реально даже в домашних условиях.

Лучшие способы отличить

Украшения из сапфира

Натуральные и синтетические сапфиры можно отличить друг от друга, если быть предельно внимательными. Искусственный сапфир – не подделка. Называть это так возможно было бы, если бы он только внешне напоминал сапфир, как хорошо сделанная стекляшка. Но тут – почти полное соответствие химическим и физическим свойствам природного аналога.

Он выглядит как настоящий и близок к нему по свойствам, но некоторые нюансы все же есть. Выращенные имеют неправильную микраструктуру роста.

Сапфиры натурального и искусственного происхождения отличаются друг от друга по твердости. Натуральный камень занимает второе место по этому показателю. Сапфир, добытый из земли, способен нанести царапину на любой другой камень кроме рубина и карбида вольфрама. Искусственные кристаллы не такие твердые.

Визуальные признаки

Отличить натуральный сапфир от синтетического возможно по внешним признакам.

• Самое видимое отличие – искусственный минерал более безупречен и чист по цвету.
• В нем не бывает дефектов и различных включений типа перьеобразных кристалликов, жидкостных образований или черных пустот.
• Под лупой видны пузырьки правильной сферической формы, которые в натуральном камне имеют неправильную форму.

Механические способы отличия

Понять, что это будет синтетический сапфир, поможет специальное оборудование.

• Измерение рефрактометром: показатели преломления света у настоящих минералов – 1,762 — 1,778.
• Объект помещается в иммерсионную жидкость монобромнафталин, емкость ставится на фоне белого листа. Если цветные полоски на листе будут не прямыми, а искривленными – это выращенный минерал.
• Под коротковолновым ультрафиолетом настоящий образец не изменит цвет, а произведенный образец – засветиться либо беловатым, либо грязно-зеленым – если есть примесь титана, а иногда и красным цветом.

Источник: kamniexpert.ru

Что такое синтетический сапфир и чем он отличается от натурального

В России драгоценными природными камнями признаются несколько минералов, включая сапфир. Он благородно смотрится в ювелирных изделиях, но высокая цена на синие прозрачные кристаллы ограничивает возможность их приобретения. Альтернативой служит искусственный сапфир, который по эстетическим характеристикам не уступает природному камню.

Характеристика

Физические и химические свойства искусственных и натуральных минералов одинаковы. Кристаллы представляют собой оксид алюминия, окрашенный хромом, титаном, железом. У них высокая твердость — около 9 баллов: больше, чем у топаза, но меньше, чем у алмаза — самого твердого минерала. Цвет — чаще синий, реже встречаются разновидности с зеленоватым, фиолетовым, розовым, золотистым оттенками.

Оптические характеристики камней также схожи со свойствами натуральных самоцветов, но есть различия в геометрии зон роста кристаллов и булек. Синтетический гидротермальный сапфир, полученный лабораторным путем, не содержит трещин и сколов, что позволяет делать чистую гранку. Минерал не боится температурного воздействия, ультрафиолетовых лучей, так как окраска получается более устойчивой.

Популярность искусственных сапфиров обусловлена тем, что это фактически не подделка, а камень, полностью идентичный природному.

Как выращивают кристаллы

Основных способов, с помощью которых выращивают синтетический сапфир, несколько. Продолжительное время производители действовали по методу Вернейля, который состоял из нескольких этапов:

1. Порошковый глинозем с добавками оксидов титана и железа помещался внутрь специальной горелки, герметично закрывающейся, с керамическим муфелем.
2. Шел нагрев при высоких температурах и давлении, сопровождающийся плавлением порошка, а затем оседанием на штифте.
3. Начинался рост були (нароста) конусовидно-удлиненной формы.

Чтобы вырастить искусственный сапфир более высокого качества, порошок глинозема должен быть тонкозернистым, сухим, способным легко «струиться». Если зерна крупноватые, то увеличивается вязкость отдельных участков, что ведет к искажению формы були, ухудшению ее внутреннего строения. Так научились производить даже экземпляры с эффектом астеризма.

Второй метод выращивания сапфиров искусственным путем — гидротермальный. Его суть в следующем.

1. Вместо порошка, берется затравка из натурального бесцветного корунда. Она очень мала, но именно на ней растет кристалл.
2. Далее готовится насыщенный раствор, содержащий ионы алюминия, а также элементов-хромофоров («красителей»). В него опускается затравка.
3. Исходные материалы помещают в особый автоклав, который способен поддерживать режим высоких температур (300—600 ℃) и давления (до 1,5 Кбар).
4. В результате создаются условия, аналогичные природным. Из раствора на затравке начинается рост синтетического («культурного») кристалла.

Материал, получившийся на выходе, — высокого качества: прозрачный, равномерно окрашенный, но включающий мельчайшие пузырьки. Они характерны для этой технологии, хотя на чистоту камня практически не влияют.

Третий метод — способ Чохральского, который основан на «вытягивании» вещества из расплава, помещенного в огнеупорный тигель. Затравка, опущенная в расплав, постепенно подымается, а вокруг нее идет осаждение сапфира.

При температуре более 1750 ℃ применяется диффузионная обработка выращенного сырья железом и титаном для получения синего цвета. Другие оттенки кристаллу, например, желтый, придает бериллий.

Как отличить натуральный сапфир от искусственного

В российских ювелирных магазинах «паспорт» украшения с синтетическим камнем содержит информацию о том, что в качестве вставки используется искусственно выращенный сапфир. Иногда их называют линде-сапфиры, то есть не природные кристаллы, но идентичные натуральным. На ярлычке стоит буква «с» — синтетический или «гт» — гидротермальный камень.

Обман невозможен еще из-за того, что реализация драгоценных минералов подлежит специальному лицензированию. А это обязывает продавцов предлагать только проверенный товар, закупленный у надежных производителей. В крупных магазинах работают штатные геммологи, которые с помощью специального оборудования могут подтвердить или опровергнуть природное происхождение сапфировой вставки.

Приобретение драгоценных самоцветов и украшений с ними в сомнительных торговых точках или с рук не гарантирует, что сапфир окажется настоящим.

По внешнему облику отличить его от искусственного трудно. Есть несколько способов определения природы камня.

Визуальные признаки

Используя только зрение и лупу, трудно осуществить точную диагностику кристалла. Хотя некоторые признаки позволят заподозрить неприродное происхождение:

• цвет — у синтетики равномерный оттенок, у подделки-имитации — слоистый;
• трещинки — присутствуют у природного камня;
• круглые мелкие пузырьки правильной формы — признак гидротермального роста нано-сапфира в условиях автоклава.

Если обнаружены все эти особенности, значит, следует обратиться к геммологам для более точной «диагностики» камня. Ювелиры обращают внимание на то, что натуральные сапфиры не бывают идеальными, а искусственные отличаются отсутствием дефектов и равномерной окраской.

Другие способы отличия

Выращенный сапфир имеет ряд нюансов, по которым его распознают. Для этого понадобится специальный микроскоп, рефрактометр. Последний прибор легко определяет подделку, когда за сапфир выдают совершенно другой минерал. Определение имитации, сделанной в домашних условиях, также не составит труда. Если же это синтетический минерал, то показатели преломления будут практически идентичными.

С помощью оптических приборов специалист может увидеть зоны роста кристалла: изогнутые, дугообразные у искусственного корунда, в отличие от натурального, у которого они прямые. Еще один метод исследования — применение УФ-лампы. У природного минерала ультрафиолетовое излучение дает красную или оранжевую флюоресценцию, а у искусственного — она отсутствует.

Синтетический сапфир — аналог природного камня, выращенный в лабораторном анклаве. По своим свойствам — физическим, химическим, эстетическим — натуральные и искусственные самоцветы полностью идентичны. Отличаются только по одному оптическому свойству — дуговым зонам роста. Однако линде-сапфир характеризуется большей чистотой, насыщенностью цвета, чем выгодно отличается от своего натурального собрата.

Источник: moikamni.info

Что такое выращенные в лаборатории сапфиры?

Итак, можете ли вы отличить природные сапфиры от выращенных в лаборатории?

Люди издавна высоко ценили сапфиры. Их красота и твердость делают их идеальным выбором для ювелирных изделий. Однако спрос на сапфиры давно превысил их естественное предложение.

На самом деле корунд ювелирного качества, к которому относятся сапфиры и рубины, встречается реже, чем алмаз. Неудивительно, что сапфиры и рубины были одними из первых драгоценных камней, синтезированных более 100 лет назад. Производители и сегодня используют некоторые из технологических методов, применявшихся тогда для синтеза сапфиров.

Как делают выращенные в лаборатории сапфиры?

Под землей или в лаборатории, кристаллические драгоценные камни образуются или «растут», когда нужные комбинации минералов взаимодействуют в определенных химических и физических условиях.

Конечно, основными преимуществами синтеза драгоценных камней в лаборатории (с точки зрения производителя) являются экономия времени и финансов. В лаборатории производители могут контролировать и даже ускорять химические и физические процессы, а также комбинировать минералы, которые редко встречаются в природе. По сути, лаборатории могут создавать на заказ драгоценные камни, которые трудно или дорого добывать.

Синтетические звездчатые рубины и сапфиры

Существует два типа методов создания сапфиров: процессы плавления, при которых оксид алюминия расплавляется в капли сапфира, и процессы растворения, при которых кристаллы сапфира выращиваются в растворе.

Процессы плавления

Самый недорогой и самый старый процесс плавления известен как плавление в пламени. В этом методе пламя расплавляет порошок оксида алюминия (основной минерал в корунде). Капли образуют длинную каплю, называемую «буль». Добавление других минералов к оксиду алюминия позволяет получить цветные разновидности сапфира. Кроме того, добавление хрома в оксид алюминия позволяет получить синтетический рубин.

Процесс Вернейля – это процесс пламенного синтеза, который позволяет создавать сапфиры гораздо большего размера, чем те, которые обычно встречаются в природе.

Процесс плавления создает длинные, вытянутые в форме капли куски синтетического корунда. Из этого образца, состоящего из смеси оксида алюминия и хрома, можно было бы получить синтетический рубин. Этот образец, выставленный в Музее естественной истории в Лондоне, Великобритания, был удален из процесса пламенного синтеза до его завершения (фото: Aramgutang):

Другой процесс плавления, метод Чохральского, использует радиоволны для расплавления оксида алюминия. Производители вставляют в смесь стержень с затравочным кристаллом, медленно вращают его и достают, создавая столбик сапфира. Этот способ синтеза сапфиров является дорогостоящим.

Процессы растворения

Гидротермальный синтез – это процесс растворения, который близко имитирует естественное образование, подвергая минералы интенсивному нагреву и давлению в своего рода «скороварке». Сапфиры формируются вокруг затравочного кристалла по мере того, как минеральный раствор поднимается в верхнюю часть аппарата.

Являются ли выращенные в лаборатории сапфиры действительно сапфирами?

С химической и физической точек зрения, природные и выращенные в лаборатории сапфиры состоят из одних и тех же материалов, имеют одинаковую атомную структуру и кристаллическую структуру. Геммологические лаборатории определяют как выращенные в лаборатории, так и природные сапфиры как разновидности корунда.

Однако как потребитель вы, возможно, захотите провести различие между выращенным в лаборатории и природным. Оба камня могут быть красивыми, но лучше точно знать, за что вы платите. Если вы встретите сапфир, выставленный на продажу как синтетический, вы сможете сделать осознанный выбор – покупать или нет. С другой стороны, если сапфир предлагается к продаже как природный, вы должны понимать, что существует возможность искажения информации или ошибки в его идентификации.

Природный цейлонский сапфир весом 2,38 карата в кольце из 18-каратного желтого золота (фото: gemteck1):

Сапфир грушевидной огранки, созданный в лаборатории:

Как геммологи могут отличить выращенные в лаборатории сапфиры от природных?

Отличить выращенные в лаборатории сапфиры от природных довольно сложно, но каждый метод искусственного создания оставляет характерные признаки, которые может определить эксперт-геммолог.

Процессы плавления могут создавать сапфиры с изогнутыми линиями роста и изогнутыми цветовыми полосами, которые не встречаются в природе. Метод Чохральского также может привести к образованию драгоценных камней с включениями в виде газовых пузырьков и «дымчатых вуалей». Гидротермальный синтез может оставлять характерные включения в виде «шляпок гвоздей».

Искусственный сапфир (фото: maicos):

Источник: uvelirnoedelo.ru