Ювелирные вставки, созданные в лабораториях: основные этапы и методы их создания

Природа умеет творить настоящие чудеса. Достаточно просто всмотреться в манящую глубину драгоценных камней, создаваемых тысячелетиями, как сразу появляется и трепет перед ее мощью, и восхищение. Но самым сильным желанием человека стало соперничество, вот на ювелирном рынке и стали появляться роскошные ювелирные вставки, синтезированные в стенах лабораторий. Их очень быстро стали покупать оптом, поскольку ювелирные корпорации, стараясь расширить зоны своего влияния, стараются максимально удешевить свою продукцию. А поскольку цены на драгоценные металлы с каждым годом все растут (люди превращают ювелирные изделия в выгодные долгосрочные инвестиции), то синтетические ювелирные ставки сегодня находятся на пике популярности. 

Купить ювелирные вставки искусственного происхождения оптом можно не везде. Необходимо предварительно проверять деловую репутацию компании, которая предлагает купить ювелирные вставки, ориентируясь на средне рыночную цену. Слишком дешевые ювелирные вставки (как натуральные, так и синтезированные) не могут оцениваться в копейки, поэтому если такой факт присутствует, то следует призадуматься. 

Основным сырьем для синтетических ювелирных вставок служат кристаллы, чья твердость превышает показатели кварца. То же самое условие ставится и для цифрового значения преломления. И все самоцветы, что попадают под описанную категорию, могут служить ограночным материалом для создания эксклюзивных синтетических кристаллов. 

Первые ювелирные вставки синтетического происхождения появились в конце 19 столетия благодаря работам французского ученого, применившего новую технологию выращивания рубинов. Первый кроваво-красный кристалл весил чуть меньше 20 карат, но уже после первых опытов у ученых стали получаться все более красивые и качественные ювелирные вставки. 

Основные методики выращивания синтетических ювелирных вставок

1. Синтез драгоценных камней из расплавов.

Начинается выращивание кристаллов с расплава исходного материала, после чего происходит кристаллизация. При этом во время прохождения последней все условия (такие как температура и давление) очень четко контролируются. Если что-то упустить, то качество ювелирной вставки окажется не самым лучшим, поэтому продавать такие кристаллы придется исключительно оптом по заниженным ценам. А вот если все делается в соответствии с технологией выращивания драгоценных камней, то на выходе лаборатория получает уникальные по красоте и свойствам самоцветы, купить которые за копейки не получится. 

Метод выращивания драгоценных кристаллов из расплавов может осуществляться несколькими способами, у каждого из которых будут свои технологические особенности. И для каждой методики будет использоваться отличная от других аппаратура. 

Что касается рубинов, то здесь практически всегда применяют метод Вернейля. Он заключается в том, что порошок окиси алюминия через кислородный слой подается в огонь. Все происходит в вертикальной горелке с использованием вибратора, который встряхивает порошок в потоке кислорода, обеспечивая нужную структуру кристаллу. Также горелка не дает возможности кислороду испаряться. В пламени (холодной его части) имеется керамический штифт, куда попадают жидкие капли вещества после плавления порошка. Изолятором служит керамический муфель, защищающий будущую ювелирную вставку в процессе ее роста. Чтобы предотвратить перегрев горелки, используется водяное охлаждение. 

На первой стадии порошок на штифте образует конус, который плавно перемещается в горячую зону, после чего вершина фигуры оплавляется, образуя несколько кристаллов. Но лишь один из них будет ориентирован на нужную скорость роста, поэтому именно он и остается в результате «естественного отбора». Регулируя дальнейшую температуру огня, а также скорость, с которой подается порошок, добиваются наилучшего роста кристалла. Температура со временем увеличивается, и порошок начинают добавлять быстрее. 

Чтобы синтетическая ювелирная вставка получилась хорошего качества, необходимо выдерживать одно важное условие: первичный порошок должен иметь максимальную сыпучесть. Если она окажется недостаточной, то в процессе «рождения» структура монокристалла будет разрушена, поскольку множество мелких кристаллов не смогут создать нужную конфигурацию. Если же порошок окажется слишком мелким, то глинозем будет просто испаряться в пламени. 

Сам Вернейль получил свой первый рубин, используя небольшие примеси хрома. 2,5% этого вещества обеспечивают насыщенный красный оттенок ювелирной вставки. По методу Вернейля научились выращивать также сапфиры, когда хром частично заменялся оксидом железа. Более того, используя вышеописанную методику можно добиться того, что в ювелирной вставке будет присутствовать эффект астеризма. 

Вторым способом выращивания кристаллов из расплавов является метод «вытягивания из расплава» или способ Чохральского. Здесь спектр полученный ювелирных вставок более широкий: можно вырастить гранаты, александриты, сапфиры и рубины. Чтобы не углубляться в тонкости самого процесса, достаточно просто сказать, что реальный процесс «вытягивания» очень сложен. Достаточно хотя бы чуть-чуть нарушить термоизоляцию вокруг кристалла, и с ювелирной вставкой можно попрощаться. 

Еще один способ – способ зонного роста, который используется преимущественно для облагораживания натуральных драгоценных камней, купить которые оптом совсем несложно, поскольку их внешняя красота отлично сочетается с умеренной стоимостью. 

Метод высокочастотного плавления. Его используют для получения высококлассных фианитов, и еще он называется «метод гарниссажа». Методику разработал в 1972 году Александров, а свое название фианиты получили от сокращенного названия научного учреждения – ФИАН. По своему химическому составу фианит очень сильно отличается от настоящих бриллиантов, но при этом внешнее сходство просто поражает. Физические параметры синтетической ювелирной вставки максимально приближены к характеристикам природных алмазов, что позволяет камню стать самым популярным в ювелирной индустрии, идеально сочетая прекрасное качество с умеренной ценой. 

Процесс выращивания синтетических бриллиантов (фианитов) достаточно сложен. Необходимо температуру довести до 3 000 градусов Цельсия, а такой режим ни одна газопламенная печь не выдержит. Тигель обязательно должен оставаться при этом химически нейтральным, иначе об идеальных параметрах ювелирной вставки просто придется забыть. Более того, весь процесс усложняется еще и тем, что оксид циркония (основное сырье) имеет свойства полиморфизма, в результате чего кристаллическое строение может получиться крайне неоднородным. 

Фианиты можно создавать абсолютно любого цвета, поэтому купить ювелирные вставки можно под любой тип украшений. Для выращивания используют различные примеси, добиваясь нужной колористики. 

2. Получение синтетических камней из растворов. 

Гидротермальный метод. Самый перспективный из всей имеющейся линейки способов. Его особенностями является перекристаллизация исходного материала. Он просто растворяется, после чего растворенные компоненты переносятся в зону с меньшей температурой, где и происходит непосредственный рост кристаллов. Этот метод появился благодаря геологическим данным, которые были получены после исследования месторождений кварца. Миллионы лет к земной поверхности сквозь трещины проникали глубинные воды, нагретые до очень высоких температур. Сюда еще следует добавить большое давление, и получается идеальная среда для растворения горных пород и минералов. Одновременно происходило обогащение щелочами, после чего попадая в менее нагретую область, в пустотах постепенно стали образовываться кварцы. Все это ученым удалось реализовать в лаборатории, после чего ювелирные вставки искусственного происхождения стали поражать своими идеальными параметрами. Купить оптом такие партии кристаллов было намного проще, а красота созданных потом драгоценностей оставалась на очень высоком уровне. 

Первая попытка состояла в создании синтетического кварца, и она увенчалась успехом. Были использованы автоклавы – специальные сосуды, в которых создавалась необходимая среда (давление 0,2 МПа и температура до 500 градусов Цельсия). Исходное сырье помещается в нижнюю область сосуда, где температура значительно выше, а затем сюда же подается водный раствор (под давлением и очень высокой температуры). Он растворяет обломки, а затем попадает в верхнюю часть автоклава, где имеются специальные кварцевые пластины. Их называют затравками, и после перенасыщения вокруг них начинает вырисовываться кристалл. Затем все происходит с самого начала. Круговорот продолжается до тех пор, пока ювелирная вставка не достигнет нужных размеров. Обычно это занимает около 75 суток. 

Кому-то этот метод может показаться простым, но его используют для выращивания крайне ограниченного числа ювелирных вставок. Гидротермальным методом получают кварцы, бериллы, изумруды и корунды. 

Второй способ выращивания ювелирных вставок из растворов является кристаллизация (способ флюса). Здесь берется не водный раствор, а различные легкие оксиды и соли. Все происходит в графитовых тиглях (реже в иридиевых), помещенных в электропечи. 


Корунды, получаемые методом флюса, имеют превосходные характеристики, и их постоянно стараются купить оптом крупные и мелкие ювелирные компании, зная, что все украшения с синтетическими корундами расходятся на ура. Также этим методом выращивают изумруды, гранаты и александриты. 

Кристаллизация из растворов имеет несколько модификаций. И для выращивания синтетических изумрудов лучше всего подходит способ Жильсона, чья особенность состоит в непрерывной циркуляции флюса в горизонтальном направлении. 

3. Выращивание ювелирных вставок с помощью высоких температур и очень высокого давления. 

Идеально подходит для синтеза фианитов и бриллиантов. Искусственно создаются условия, которые можно считать аналогами природных (давление 106 МПа и температура около 2 000 градусов Цельсия). Для искусственных алмазов используют графит, в котором с помощью высокого давления и температуры атомы углерода просто прижимают друг к другу. Аппарат для синтеза алмазов носил название Белт, что означает пояс, поскольку то место, где непосредственно происходил синтез ювелирной вставки, представляло собой кольцо из высокопрочных металлов. Обязательно в процессе выращивания должен присутствовать катализатор, поскольку без этого переходного элемента реакция окажется неэффективной и очень долгой. 

Чтобы получить алмаз из газовой среды, необходимо ее перенасытить углеродом. Этот метод был изобретен в 1963 году в Америке. Ученый Эверсолом выяснил, что при пониженном давлении в области границы графит – воздушная среда возникает поверхностная энергия, что как раз и формирует зародыш будущего алмаза. Кристаллизация алмазов из воздуха имеет неоспоримые преимущества перед любыми другими способами:

- не нужно добиваться сверхвысоких температур, что значительно упрощает и удешевляет весь процесс,

- управлять химическим составом очень просто,

- тигель совсем не влияет на качество полученных ювелирных вставок. 

Но есть у этого метода и один недостаток: кристаллы растут достаточно медленно, поэтому вырастить можно ограниченное их число. Средняя скорость составляет около 0,1 мкм в час. 

Какими могут быть синтетические ювелирные вставки

Купить оптом можно любую партию искусственно созданных кристаллов, но при этом все они могут существенно отличаться друг от друга. Общая классификация синтетических кристаллов выглядит следующим образом:

1. Полные аналоги натуральных камней. Причем имеется в виду как химический состав, так и структурный. Такими синтетическими вставками считаются рубины, турмалины, топазы, александриты, кварцы и шпинели.

2. Аналоги неювелирных минералов. Это муассаниты, гринокиты и нефелины. 

3. Кристаллы, не имеющие аналогов в природе. Самый известный – фианит. 

Изысканная редкость муассанита

Муасанит – синтетическая ювелирная вставка, чей природный аналог настолько редко встречается, что о нем мало кто знает. И тем более последний совсем не используется в ювелирной промышленности. Первый муассанит был обнаружен в Аризоне более 100 лет назад. Его необычная твердость сразу же привлекла ученых, но о его использовании в качестве ювелирной вставки не могло быть и речи, ведь добыча и синтез драгоценных кристаллов подразумевают оптовые продажи, а те несколько минералов никак не могли бы удовлетворить запросы ювелирных модников всей планеты. Но уже позже, когда муассанит начал успешно выращиваться в лабораториях самых авторитетных компаний, его красота стала особенно явной. В 1998 году муассаниты были впервые выпущены на ювелирный рынок, и их называли синтетическими. По оптическим характеристикам муассаниты считаются лидерами, и даже бриллианты идут немного позади. Единственное, в чем муассаниты уступают настоящим бриллиантам, это идеальная бесцветность. Добиться полного отсутствия цвета ученым пока не удается, поэтому в ювелирных вставках искусственного происхождения хоть немного, но присутствует сероватый налет. Иногда он желтоватый, иногда зеленоватый, иногда его совсем незаметно, но он есть. Хотя истинные ценители ювелирных украшений предпочитают эти кристаллы как раз за их необычность и уникальность. 

Этот недостаток практически отсутствует у черных муассанитов, которые являются практически полным аналогом своих натуральных собратьев. 

Синтетические корунды: рождение прекрасного кристалла

Сегодня не существует более популярной ювелирной вставки, чем синтетический корунд. Его применяют во всех без исключения категориях украшений, поскольку этот кристалл отлично имитирует и сапфиры, и рубины, и изумруды, и топазы, и аквамарины. Особенно удавшиеся экземпляры даже можно принять за самые настоящие алмазы. Больше всего синтетических корундов производится в Швейцарии, Великобритании, Франции и США. Чуть меньше в Японии и Израиле. 

Первый синтетический корунд был создан во второй половине 19 столетия французским ученым Фреми, и уже через 15 лет его талантливый учений Вернейль смог вырастить первый кристалл с параметрами, которые нужны для ювелирной промышленности. Вес камня составлял около половины карата, но для того времени это был огромный прорыв. Ювелиры поняли, что теперь всегда могут купить корунды оптом, не дожидаясь, пока будут найдены и разработаны природные месторождения. 

Поскольку Вернейль создал и детально описал технологию искусственного выращивания корундов, ее назвали в его честь. Синтезировать можно как бесцветные ювелирные вставки, так и насыщенно красные, и невинно розовые, и болотно-зеленые. А также фиолетовые, желтые, оранжевые и синие корунды. Помимо стандартных параметров метод Вернейля позволяет получать кристаллы, обладающие астеризмом. 

Определить синтетические корунды, изготовленные по методу Вернейля непросто, но возможно. Если иметь достаточно опыта и необходимое оборудование, то можно рассмотреть газовые пузырьки, которые обязательно будут присутствовать в структуре камня. Они могут быть абсолютно разными по форме, но при этом самые мелкие из них всегда будут образовывать полосы, расположенные по линиям роста ювелирной вставки. Они будут заметны практически всегда. И неважно, под каким углом смотрят на корунд. Эти пузырьки никогда не будут прозрачными. У них имеется прозрачное ядро и четкая точка посередине.

Удивительный мир драгоценных камней: аметист

Аметист обладает хорошей твердостью. Его показатель по шкале Мооса составляет 7 баллов. Сам драгоценный камень относится к кварцевым породам, являясь двуокисью кремния. 

По цветовым оттенкам аметисты могут быть и почти бесцветными, и слегка фиолетовыми, и пурпурными и темно-фиолетовыми. Некоторые, самые редкие самоцветы отличаются небывалой чернотой. Ювелиры предпочитают работать с кристаллами, у которых наблюдается переход цветов от фиолетового к желтому. Эти аметисты получили название аметрины.

Аметист боится прямого солнечного света. Если долго выгуливать драгоценное украшение под палящим солнцем, то кристалл станет практически прозрачным, потеряв весь свой фиолетовый цвет. То же самое относится и к повышенным температурам. Как только температура вокруг камня превысит 300 градусов Цельсия, он станет полностью бесцветным, напоминая обычную стекляшку. Такие особенности аметистов обусловлены структурой его строения, где ионы железа уникальным образом сочетаются с дефектами кристаллической решетки. В ювелирном интернет магазине SVITA.SHOP. Вы можете купить аметисты оптом и в розницу по самым доступным ценам.

Аметист считается самым ценным и дорогим среди всех разновидностей кварцев. 

Свое название фиолетовый самоцвет получил много столетий назад, и походит оно из греческого языка, означая «неопьяненный». Древние греки считали, что носитель камня не сможет опьянеть даже от большого количества вина. А еще если выпить отравленный напиток из аметистового кубка, то человеку ничего не будет, поскольку камень полностью нейтрализует яд. 

Древнеримские маги тоже приписывали аметисту свойство предотвращать опьянение. Самые ранние воспоминания о самоцвете найдены историками в предании древних. Аметист украшал нагрудник иудейского первосвященника, который служил в храме Иерусалима. Он был одним из двенадцати прекрасных камней, ценность которых по тем временам была просто баснословной.