В 1947 г. появилась серия звездчатых сапфиров и рубинов, були для них были получены из шихты, в которую кроме обычных хромофоров добавлялось немного титана с последующим отжигом при температурах от 1100 до 1500 °с в течение 2—72 часов. В этих условиях окись титана кристаллизуется в виде коротких и тонких кристаллов рутила, ориентированных под углом 120° в соответствии со структурой кристаллической решетки корунда. В кабошонах, ось которых совпадает с оптической осью кристалла корунда, в отраженном свете видна яркая шестилучевая звезда. Таким образом, вернейлевский метод удивительным образом вторгается в область, где, как полагали, природа всегда останется непревзойденной.

Синтетические звездчатые камни почти всегда можно определить с первого взгляда. Звезда обычно очень яркая, как бы нарисованная на поверхности камня. ЦветЭффект, производимый в нормальном человеческом глазе светом определенных длин волн (см. Спектр). синтетических камней также ярче, чем природных звездчатых корундов, у которых хороший цвет редко сочетается с четко очерченной звездой. Кроме того, для синтетических камней характерна аккуратная нижняя поверхность кабошона. В них отсутствует зональность, почти всегда наблюдающаяся в природных звездчатых корундах. Как правило, имеется большое количество пузырей и отчетливо видны изогнутые линии роста. Камни варьируют от полупросвечивающих образцов до почти непрозрачных. В последних нужно искать пузыри непосредственно вблизи поверхности, освещая камень сверху.

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.

Любознательный исследователь, возможно, захочет сделать фотографию некоторых интересных особенностей камня или включений. При наличии у экспериментатора хорошего микроскопа и достаточного терпения, необходимого для установки наилучшего освещения, получить хорошую фотографию не представляет особого труда.

Простейшая методика, не требующая применения фотоаппарата, заключается в следующем. Из тубуса вынимают окуляр, вместо него сверху накладывают матовое стекло и в затемненной комнате фокусируют микроскоп таким образом, чтобы интересующие нас особенности камня стали четко видны на поверхности матового стекла (разумеется, именно матовая поверхность стекла должна находиться в контакте с тубусом). Затем освещение микроскопа отключают и в полной темноте матовое стекло заменяют кусочком низкочувствительной фотопленки (эмульсией вниз). Его можно накрыть небольшой квадратной коробкой или другим непрозрачным предметом. После этого вновь включают освещение на время от 0,5 до 30 с или около того в зависимости от характера освещенности объекта съемки. На проявленной пленке должно появиться резкое изображение, которое, конечно, затем может быть увеличено. Шедевры микрофотографии этим методом получить не удается, однако он дешев и прост.

Подробнее »