В течение нескольких последних лет был налажен синтез (методом вытягивания из расплава (по Чохральскому) и методом выращивания из раствора в расплаве) целой серии соединений, содержащих различные редкоземельные металлы. Эти соединения в основном предназначены для использования в лазерной и других областях техники, и производство их сравнительно дорого, однако“ поскольку полученные кристаллы обладают твердостью, прозрачностью и блеском, часть их применяется в качестве драгоценных камней. Поэтому геммолог должен быть знаком с их свойствами.

Из этой группы соединений наиболее широко известны два: иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ) и иттрий-железистый гранат (ИЖГ), причем первый является единственным из синтетических гранатов, который до сих пор широко используется в качестве имитацииСтекло, пластмасса или другие материалы, которые могут походить иа природные камни по цвету или внешнему виду, но отличаются от них составом и физическими свойствами. драгоценных камней и продается под звучным названием «даймонэр». В чистом виде ИАГ бесцветен и имеет следующие свойства: плотность 4,54, твердость 8, показатель преломления 1,834, дисперсия 0,028; таким образом, по своим свойствам он вполне подходит для имитации алмаза. По составу это алюминат иттрия (Y3AI5O12). Материал может быть окрашен в зеленый цвет хромом. В этом случае хорошо ограненные камни настолько похожи на первоклассный демантоид, что без всяких подозрений продаются и покупаются экспертами как демантоиды, пока кто-нибудь из них не исследует их спектр поглощения. В связи с тем, что ИАГ помимо хрома содержит неодим, в спектре присутствует много линий, сразу же свидетельствующих о том, что материал имеет искусственное происхождение. Марганец придает красную окраску, кобальт—синюю, титан — желтую.

Подробнее »

Когда французский ученый О. Вернейль сконструировал свою специальную печь (рис. 7.2) с водородно-кислородной горелкой, все ранние способы получения синтетического рубина были оставлены и началась эра промышленного производства синтетических драгоценных камней. С тех пор и до настоящего времени метод Вернейля успешно применяется для получения не только рубина л различных по цвету сапфиров, но также для производства шпинели, рутила и титаната стронция, что будет описано ниже.

Некоторые характерные признаки (изогнутые линии роста и газовые пузырьки), отличающие вернейлевские корунды от их природных аналогов, связаны со спецификой процесса их выращивания; поэтому мы считаем полезным привести его краткое описание.

Наиболее важное условие этого процесса — чистота шихты, а также кислорода и водорода, используемых в горелке. Окись алюминия, основную составляющую корунда, получают из алюмоам-миачных квасцов. Они представляют собой октаэдрические кристаллы двойного сульфата аммония и алюминия, содержащего кристаллизационную воду. Их подвергают перекристаллизации для повышения чистоты, а затем прокаливают в большом тигле при температуре 1100°С. Квасцы разлагаются с образованием аммиака, двуокиси серы и паров воды, которые улетучиваются. Остается осадок — чистая окись алюминия в виде неустойчивой гамма-модификации — очень мелкого порошка. Если хотят получить рубин, то в квасцы перед прокаливанием вводят до 8% окиси хрома, вследствие чего прокаленный продукт приобретает бледно-зеленый цветЭффект, производимый в нормальном человеческом глазе светом определенных длин волн (см. Спектр).. Для получения синего сапфира в квасцы добавляют окислы железа или титана. Цвет желтого сапфира создается окисью никеля, александритоподобного корунда — окисью ванадия и т. д. Готовую шихту в виде порошка загружают в бункер, расположенный в верхней части печи. Дно бункера представляет собой сито. Горелка находится в кольцевой камере. Шихта под действием периодического постукивания механическим молоточком по бункеру начинает падать вниз, проходя через пламя; здесь порошок плавится. Расплавленная капля, пройдя через круглую камеру плавления, попадает на керамическую подложку, где сначала образуется большое количество мелких кристалликов корунда, слагающих конус. Затем пламя в печи регулируют таким образом, чтобы в центре конуса начал расти небольшой стерженек, переходящий кверху в монокристалл. По мере подачи шихты он расширяется, образуя булю обычной формы — сужающийся книзу цилиндр диаметром около 18 мм.

Первыми синтетическими драгоценными камнями, появившимися на мировом рынке, были рубины, полученные французским химиком Фреми, который работал сначала один, а затем совместно с Фейлем и Вернейлем. В 1877 г. ему удалось вырастить небольшие фиолетово-красные ромбоэдрические кристаллы рубина, сплавляя смесь окиси алюминия, карбоната калия, фторида бария и небольшого количества двухромовокислого калия в глиняном тигле в течение восьми дней. Из полученных кристаллов были огранены небольшие камни. Наиболее совершенные кристаллы были использованы в ювелирных украшениях в необработанном виде, что предвосхитило современную моду.

В 1885 г. на рынке внезапно появились загадочные рубины весом 1—2 карата, которые сначала получили название женевских по предполагаемому месту их производства. Камни имели химические и физические свойства природных рубинов и поначалу были приняты за таковые. Позднее было высказано предположение, что они получены сплавлением небольших кусочков природного рубина с добавкой двухромовокислого калия для улучшения цвета. Эти рубины, а также подобные им камни, появившиеся в Лондоне и ряде других городов, стали называться «реконструированными». Более подробные сведения об этом можно найти в монографии Водички «Книга о драгоценных камнях» (1909 г., с. 219—220).

Подробнее »