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 »

На протяжении более ста лет ученые пытались любыми методами, порой достаточно остроумными, получить алмазы из других форм углерода, пока в феврале 1955 г. не появилось достоверное сообщение о первом успехе американских исследователей из фирмы «Дженерал электрик». Группа работников в лаборатории в Шенектеди в небольшой пирофиллитовой камере подвергла угле-родосодержащий материал давлениям порядка 100 ООО атм и температурам свыше 2760 °С. В таких жестких условиях очень быстро-образовались мелкие кристаллы алмаза. Было найдено, что переходу графита в алмаз способствует присутствие никеля и других металлических катализаторов, и в первых образцах алмазного порошка, полученного фирмой «Дженерал электрик», было обнаружено до 0,2% никеля, что делало частицы алмазного порошка магнитными.

Годы, затраченные на исследования в области физики высоких давлений и разработку методов получения таких давлений, а также успехи, достигнутые в этом направлении, в особенности П. У. Бриджменом (США), проложили дорогу для синтеза алмазов. Как это часто случается, однажды продемонстрированная реальность почти нереального подвига (подъем на Эверест, перелет через Атлантику и т. п.) влечет за собой быстрое повторение первого успеха многими другими, вследствие чего рискованное предприятие начинает казаться уже почти обычным делом. Поэтому, пожалуй, не удивительно, что после первого успеха фирмы «Дженерал электрик» аналогичные результаты были достигнуты многими другими исследователями. При этом, хотя общие принципы методов были аналогичными, детали процессов сильно различа--лись. В настоящее время синтетические алмазы производятся не только фирмой «Дженерал электрик» и некоторыми другими .крупными исследовательскими центрами США, но также крупным электрическим концерном ASEA в Швеции, фирмой «Филипс» в Эйндховене, Лабораторией по исследованию алмазов концерна «Де Бирс» в Иоганнесбурге, фирмой «Сибаура электрик» в Токио, Академией наук СССР и Национальной физической лабораторией в Лондоне. Микроскопические кристаллы синтетического алмаза показаны на рис. 7.22.

Подробнее »

Кварц из-за его пьезоэлектрических свойств широко используется в виде тщательно ориентированных пластинок в электронной промышленности для стабилизации длин волн передающих устройств или для обеспечения точной работы электронных часов.

Кварц — один из самых распространенных кристаллических минералов в природе, однако чистые, без двойников, кристаллы, пригодные для пьезоэлектрических устройств, встречаются сравнительно редко. Поэтому во многих странах кристаллы кварца вынуждены выращивать искусственно в контролируемых гидротермальных условиях. Метод заключается в том, что толстостенный стальной автоклав заполняют щелочным водным раствором, насыщенным окисью кремния. В нижнюю часть контейнера загружают куски кварца, а в верхней устанавливают решетку, к которой подвешены пластинки несдвойникованного кварца, служащие затравками для роста кристаллов. Затравки тщательно ориентируют таким образом, чтобы обеспечить оптимальный рост в требуемых направлениях. Основание автоклава с помощью электронагревателя доводится до температуры 400 °С, температура его верхней части на 40 °С ниже. Насыщенный раствор медленно поднимается со дна, становится пересыщенным в более холодной части, и избыточный материал кристаллизуется на затравках.

Подробнее »