Как вырастить кристаллы сапфира

Выращивание сапфиров

В настоящее время существует возможность получать драгоценные камни, которые в естественных условиях образуются не одну тысячу лет, меньше чем за полмесяца. Это действительно впечатляет! Синтетические камни находят своё применение в научных и промышленных целях. Детали из сапфиров отличаются высокой прочностью и прозрачностью. Из них в основном делают инструменты, линзы и стекла.

Благодаря искусственному синтезированию сапфиров, в лабораторных условиях можно менять условия роста кристаллов, придавая камням нужные характеристики. Например, можно синтезировать полностью прозрачный кристалл, который также называют лейкосапфиром.

История получения искусственных сапфиров начинается с 1904 года, когда французский химик О. Верней придал огласке метод получения кристаллов с помощью вертикальной горелки, глинозёма и прямого потока воздуха.

Значительный вклад в дальнейшее развитие методов получения искусственных самоцветов внесли советские учёные Института кристаллографии. Получение синтетическиих камней с эффектом астеризма стало возможным лишь к середине XX века.

1. Способы
2. Метод Вернейля
3. Метод Чорхальского
4. Метод зонной плавки
5. Технология получения звездчатых сапфиров

Способы

Сапфиры в большинстве получают тремя способами: методами Вернейля, Чохральского либо методом зонной плавки. Рассмотрим подробнее каждый из перечисленных методов.

Метод Вернейля

Как вы могли, наверное, заметить в названии метода фамилия «Вернейль» звучит очень похоже на «Верней». Огюст Верней – тот самый химик, который впервые обнародовал способ получения искусственных сапфиров. Именно в честь французского учёного и назван данный метод. Фамилия в методе немного изменена, но название закрепилось исторически, и с этим ничего не поделать.

Аппарат Вернейля или Аппарат Вернейля включает в себя вертикальную кислородную горелку, дозатор порошкообразного оксида алюминия и основание (чаще всего керамическое). Порошок глинозёма под воздействием специального вибратора перемешивается в струе кислорода. Под воздействием температуры он плавится, и капли расплавленного оксида алюминия собираются в основании печи (на штифте).

Со временем порошок твердеет, но он еще мягок и хрупок. Массу из расплавившегося порошка перемещают в горелку, его верхушка со временем расплавляется. В итоге получается некоторое количество кристаллов сапфира, один из которых будет ориентирован в сторону максимального роста.

Этот кристалл будет ингибировать прирост остальных и послужит началом для роста конечного кристалла (кристалла Були). По мере наращивания кристаллической массы ускоряют высыпание глинозёма и скорость выхода струи кислорода (чем больше кислорода, тем больше температура). Верхушка растущего кристалла будет округлой, так как капли расплавленного глинозёма будут стекать с неё, падая сверху. Основание печи можно опускать по мере увеличения самоцвета.

Метод Чорхальского

Метод также называют методом вытягивания из расплава. Технология получения кристалла сапфира данным методом основана на том, что расплавленный оксид алюминия помещают в большую термоустойчивую ёмкость из тугоплавких металлов. Например, молибдена или родия. Затем расплав нагревают с помощью высокочастотного индуктора больше температуры плавления, и опускают в него затравочный кристалл. Для равномерного роста кристалла затравку медленно поднимают вверх и вращают. Кристалл наращивается вниз вокруг затравки и вытягивается в монолитный цилиндр.

Метод зонной плавки

В настоящее время метод зонной плавки становится всё популярнее. Этому методу посвящено множество научных статей. Существует две разновидности метода: горизонтально направленный и вертикально направленный. Метод определяет наличие нагревателя, который перемещается вдоль субстрата (горизонтально или вертикально), благодаря чему нагревается зона, где и будет происходить прирост кристалла.

Несущественным, но всё же недостатком метода является то, что в силу резкого изменения температур при извлечении кристалла, он часто трескается на две части. Однако этот факт нисколько не мешает ювелирным мастерам.

Технология получения звездчатых сапфиров

В 1949 году американская компания «Линде» под руководством компании «Union Carbide» запатентовала метод получения сапфиров с эффектом астеризма. Суть метода заключается в добавлении в порошок оксида алюминия небольшого количества рутила (от 0,1% до 0,3%). Сложность метода заключается в том, что рутил без специальной технологии распределяется в структуре кристалла неравномерно. Без равномерного распределения рутила звезда на сапфире не будет занимать всей поверхности камня, что существенно снизит его ценность.

Чтобы добиться равномерного распределения микрокристаллов рутила в периферии минерала, был предложен метод перемешивания путём периодического изменения температуры. Этого можно добиться, если неравномерно подавать кислород. Таким образом можно наслаивать слои рутила в растущем кристалле. Практика показала, что наиболее ценные экземпляры получаются, если слои чередуются с периодичностью в 1 мм.

Технология выращивания звездчатых кристаллов является ярким примером того, как можно изменять конечный облик синтезированного кристалла через контроль условий его получения.

Как получают искусственные сапфиры?

С развитием технологий человечество научилось ускоренными методами производить многое из того, на что природе нужны тысячелетия. Не стали исключением и драгоценные камни. Так как многие из природных минералов имеют не только ювелирную ценность, но и применяются в различных областях науки и производства, возможность получить кристалл с точно заданными характеристиками оказалась очень привлекательной. Не миновала сия судьба и корунды, известные большей части человечества как сапфиры. Как получают искусственный сапфир и можно ли отличить его от настоящего камня?

История

История искусственных корундов началась в 1904 году, когда Огюст Верней обнародовал метод получения искусственных минералов при помощи вертикальной горелки, потока воздуха и порошка глинозема. Что интересно, ученый совершил открытие намного раньше, но не стал сразу его обнародовать.

В дальнейшем учеными разных стран были запатентованы другие способы производства искусственных кристаллов. Большой вклад в развитие этих технологий внесли ученые из СССР. В институте кристаллографии Академии Наук СССР им. А.В. Шубникова был разработан способ выращивания корундов с заданными размером и направлением кристаллизации.

В середине ХХ века американской компанией «Линде» был запатентован способ выращивания искусственных сапфиров, обладающих эффектом астеризма.

Различные способы получения

Сегодня существует три самых распространённых метода выращивания кристаллов. Стоит сразу отметить, что они используются для получения не только корундов, но и других минералов, использующихся в ювелирном деле и промышленности.

Метод Вернейля

По принятым сейчас стандартам фамилия этого ученого читается как Вернее, но наименование метода уже прижилось. Суть метода в том, что под воздействием кислорода глиноземная смесь проходит через пламя, плавится и собирается на специальном штифте. После этого штифт снова помещают в пламя, и успевший застыть материал снова плавится, при этом образуются несколько кристаллов. Тот из них, который ориентирован в сторону самого быстрого роста, и становится затравкой для нового камня.

Кристаллы, выращенные таким образом, называются Були. Возможно, это связано с тем, что первые полученные образцы имели округлую форму.

Метод Чохральского

Основан на сильном нагревании вещества, из которого планируется вырастить кристалл в огнеупорном контейнере. После преодоления точки плавления, внутрь помещается затравка будущего кристалла, вокруг которой он начинает образовываться. Во время роста кристалла затравку постепенно поднимают вверх, одновременно вращая вокруг своей оси. В итоге получается узкий и довольно длинный кристалл.

Метод зоной плавки

Еще один способ, ставший в последнее время довольно популярным, это метод зоной плавки. Части контейнера с материалом для будущего камня последовательно нагревают. Благодаря этому растет кристалл.

Научились люди и изготавливать самые ценные сапфиры, звездчатые. Технология была разработана подразделением фирмы «Юнаон Карбайд Корпорейшн» и подразумевает добавление рутила в глинозёмную смесь. Контролировать размер и расположение рутиловых иголок можно, регулируя скорость потока кислорода, проходящего по сосуду с расплавом. Создание кристалла в этом случае осуществляется методом Вернейля.

Как отличить?

Несмотря на то, что современные искусственные сапфиры мало чем уступают природным, некоторые покупатели желают быть уверенными, что приобретают именно натуральный камень.

Существует несколько признаков, по которым можно определить происхождение корунда:

• Цена. Несмотря на то, что искусственные минералы имеют сравнительно высокую стоимость, она всё же намного ниже, чем стоимость природных корундов. Поэтому, если какое-то изделие стоит намного меньше, чем обычно стоят украшения с сапфирами, это искусственный камень. Главный недостаток метода в том, что он работает только в честных ювелирных магазинах
• Сертификат. У каждого камня, использованного в ювелирных целях, есть сертификат, в котором перечислены все манипуляции, которые с ним проводились. Если сапфир искусственный, то это тоже будет указано. Нежелание или неспособность продавца предоставить сертификат – признак того, что покупателю предлагают не природный камень. Причем речь может идти не только о искусственном сапфире, который драгоценным камнем все-таки является, а о более грубых подделках.
• Внешние данные. Как бы парадоксально это не звучало, но искусственные кристаллы намного красивее естественных. Современные технологии позволяют проконтролировать каждый момент роста камня и вырастить кристалл с точно заданными характеристиками. В них не бывает посторонних включений, которые встречаются абсолютно во всех природных сапфирах. Единственное, что может быть заметно в искусственном камне – пузырьки газа.
• Если говорить о кристаллах, обладающих эффектом астеризма, то у естественных звезда на поверхности будет перемещаться , у искусственных – нет. Подробнее о звездчатом сапфире →
• Поместить кристалл в емкость, наполненную водой, и поставить на белый лист. Направить освещение сбоку. Прямые полосы – натуральный , искривленные – искусственный.
• В ультрафиолетовых лучах натуральные кристаллы демонстрируют белые блики. У искусственно выращенных этот эффект отсутствует.

Справедливости ради стоит отметить, что искусственный сапфир, все-таки является сапфиром и по своему химическому составу, и по характеристикам. Большую проблему составляют попытки некоторых недобросовестных дельцов выдать за корунды другие, более дешевые ювелирные камни, стекляшки или своеобразные композитные кристаллы, называемые «дуплет» или «триплет». Это склеенные между собой куски природного сапфира (сверху) и стекла или более дешёвых кристаллов (снизу). Обнаружить подделку можно под лупой.

Искусственные корунды – полезный материал, использующийся не только в ювелирных украшениях, но и во многих производственных отраслях. Промышленными методами можно создать идеально чистые бесцветные сапфиры, с которыми хоть раз сталкивался каждый современных человек. Например, из них производят усиленные стекла для различных гаджетов или наручных часов. А цветные искусственные кристаллы весьма достойно смотрятся в различных ювелирных изделиях, при этом они доступны большинству покупателей. О сапфире →

Производство и особенности искусственного сапфира

Синтетические камни у многих ассоциируются с подделкой. В некоторых случаях так и есть. Но необходимо знать разницу между синтетикой и имитацией. В качестве имитации могут выступать любые минералы как натурального, так и искусственного происхождения, которые только напоминают камень. Какие технологии используются, чтобы его создать, и где применяется искусственный сапфир?

К синтетическим минералам предъявляются другие требования. Они должны по всем характеристикам не отличаться от оригинала. Поэтому чаще всего при изготовлении выращенного камня пытаются повторить процессы, которые происходят в природе.

Как выращивают сапфиры?

В данном случае речь пойдет не только о сапфире. Как известно, рубин от него отличается только цветом, обусловленным включением иного металла. Оба камня относятся к категории корундов и представляют собой оксид алюминия в структуре кристалла. Структура эта такова, что по твердости они уступают лишь немногим минералам, в частности, алмазу и некоторым синтетическим, например, муассаниту.

Выращивание искусственных сапфиров

В природе сапфиры образовались миллионы лет назад. Под воздействием высоких температур вкрапления оксида алюминия превратились в корунды.

Сам процесс представляет собой не выращивание кристалла, как многие думают, а, скорее, варение. Основой выступает порошок оксида алюминия, к которому добавляются примеси. Оксид алюминия также используется и для изготовления алюминия. Но если его нагреть до определенной температуры, то получим кристаллическую структуру, или корунд. Синтетические сапфиры получают при температуре 2200 градусов.

Время выращивания такого кристалла зависит от его размеров. В целом это занимает несколько недель. Скорость кристаллизации составляет четыре миллиметра в час. Чаще всего выращивается крупный камень, который впоследствии разрезается на кусочки и ограняется.

Основным способом, с помощью которого получают сапфиры, является метод Вернейля. Он является основным на протяжении вот уже многих десятилетий. Последовательность операций при этом такая:

• Сначала минерал нагревают. Для этого используют вертикальную горелку.
• При нагревании порошок расплавляется и оседает на подготовленный штифт.
• За этим всем наблюдает специалист, выращивающий сапфир, поскольку муфель, где производится нарост кристалла, оснащен специальным окном.
• Постепенно нарост увеличивается и образует конус малой плотности, который перемещается в горячую зону.
• При этом образуется несколько кристаллов, один из которых служит основой для образования конечного продукта.

Для того чтобы вырастить сапфир высокого качества, необходимо точное дозирование исходного материала и его определенная подача. Сыпучесть порошка напрямую влияет на качество полученного в итоге камня.

Если применяется грубый порошок, то велика вероятность неравномерного его застывания с образованием включений неправильной консистенции.

Для производства сапфиров также применяются:

• Гидротермальный способ. При этом используются затравочные пластины при температуре 300–500 градусов и соответствующем давлении.
• Использование газотранспортных коммуникаций. Процесс заключается в том, что продукция производится под воздействием различных температур.

В последнее время технологии производства камней совершенствуются, добавляются к этому и нанотехнологии. Делается это в попытках вырастить более прозрачный камень с высоким качеством и насыщенным цветом. Кроме того, метод Вернейля сейчас стараются применять все реже из-за высокого процента некачественной продукции.

Применение минералов

Поскольку искусственные сапфиры обладают свойствами, которые присущи натуральным (этот камень очень ценен не только благодаря твердости, но и другим характеристикам), они находят свое применение в промышленности. На сапфирах изготавливают часы и применяют камни при производстве полупроводниковых приборов. Ну и, конечно, они обладают высокими декоративными качествами, поэтому их основное применение все-таки ювелирное производство.

Как отличить?

Достоверно вам об этом сможет сказать только соответствующая документация и сертификаты. Визуально очень сложно будет понять, какой из камней имеет натуральное происхождение, однако все-таки имеются некоторые моменты:

• Чаще всего синтетический камень не содержит включений. Хотя бывали случаи, когда они добавлялись для того, чтобы выдать камень за натуральный.
• Под УФ лампой такой камень будет выглядеть зеленоватым. Хотя сейчас, по слухам, обошли и это явление.

Если же за сапфир пытаются выдать искусственный камень или и вовсе какие-нибудь стразы, то отличить их большого труда не составит. Достаточно его поцарапать. Не так много минералов в мире способно поцарапать корунд. Один из них — бриллиант. Стекло и стразы можно повредить ножом.

Синтетический сапфир не является подделкой, если его не пытаются выдать за натуральный. В ином случае это обычный сапфир, который имеет право на жизнь, и декоративными свойствами никак не отличается от натурального минерала. Конечно, другими будут его свойства как в магии, так и в целительстве, но это касается тех, кто в таких параметрах заинтересован.

Кстати, ненатуральное происхождение камня вовсе не означает, что он не будет обладать какими-либо свойствами. Просто, как и любой другой синтетический, он будет чистым, и его можно будет настроить по своим усмотрениям.

как вырастить сапфир в домашних условиях

Автор идеи: Михаил Бабин
E-mail: babinm@ya.ru
Сайт: http://rubin-bmm.narod.ru

Я уже публиковал на этом сайте три своих идеи (Витраж из цветного стекла, Изготовление мозаичных панно и столиков, Выращивание мозаичных панно в инкубаторе). Новая идея, которую я назвал «Выращивание кристаллов рубина в домашних условиях» родилась аналогично идее 1404 в процессе психологического консультирования с использованием применяемых мною техник развития творческого мышления. Именно благодаря этим методикам и родилась в соавторстве с другим моим теперь уже деловым партнером эта новая идея. Я не буду подробно рассказывать с какими проблемами обратился ко мне молодой человек по имени Александр (теперь это не имеет никакого значения), но результатом нашей совместной работы стало рождение этой идеи домашнего бизнеса.

В начале мне попалась на глаза информация, что, оказывается, практически все драгоценные камни, которые продаются в составе ювелирных украшений в наших типовых ювелирных магазинах, имеют искусственное происхождение! Это совсем не значит, что нас обманывают.

Синтетические драгоценные камни по своему химическому составу и физическим свойствам практически полностью неотличимы от натуральных камней. Вся проблема. оказывается в том, что среди натуральных драгоценных камней далеко не все имеют достаточную чистоту и другие ювелирные качества, чтобы удостоится чести быть представленными в ювелирных салонах, а в условиях лабораторного или заводского производства технологический процесс можно отладить настолько, что все выращенные в лаборатории кристаллы будут иметь практически одинаковые ювелирные характеристики.

Да и в производстве они значительно дешевле, чем их «коллеги» того же качества, добытые в глубоких и опасных для жизни рабочих шахтах. К тому же месторождения определенных минералов не разбросаны в изобилии равномерно по всему земному шару, а сосредоточены, как правило, в немногих местах.

Дальше мысль потекла по аналогии с витражами и мозаикой. Если в Интернете я наткнулся на предложения по этим услугам от крупных солидных фирм, с солидными производственными площадями и денежным оборотом, то, задался я тогда вопросом — почему нельзя делать небольшие витражи (вставки в межкомнатные двери, настенные светильники и т.п.) буквально у себя на письменном столе?

Изучил технологию, поломал голову, как ее можно упростить для домашнего применения, провел определенное количество опытов — и получил результат!

Аналогично мы с Александром начали творчески перерабатывать идею выращивания кристаллов драгоценных камней в домашних условиях. Изучили (на ознакомительном уровне) разные способы, и остановились на способе французского ученого Огюста Вернейля, создавшего более 100 лет тому назад оригинальную методику и аппаратуру, позволявшую за 2-3 часа выращивать кристаллы рубина массой 20-30 каратов. Это было выдающимся достижением науки и техники не только потому, что дало возможность искусственно производить такой ценный материал в необходимых количествах, но еще и потому, что открыло перспективы синтеза и выращивания кристаллов других драгоценных камней.

Успеху О. Вернейля предшествовала почти полувековая история исследований по синтезу рубина.

Простота и надежность метода Вернейля привела к быстрой организации промышленного производства указанных кристаллов вначале во Франции, а позднее практически во всех высокоразвитых странах мира.

На первом рисунке показан сам принцип действия метода Вернейля (не правда ли — выглядит все довольно просто!), а на втором рисунке — аппарат Вернейля.

Аппарат Вернейля для выращивания кристаллов рубина в домашних условиях

Выглядит довольно сложно, даже поначалу наводит некоторый страх — мол, мне такой ни за что не сделать! Но это — ложные опасения. Ведь следует еще раз вспомнить, что изобретатель создал свою технологию более 100 лет назад!

Естественно, что у него не было в распоряжении тех электрических и механических «фокусов», которые доступны любому домашнему мастеру в настоящее время!

Вот над этой проблемой — как упростить аппарат Вернейля за счет применения современных электрических узлов и механизмов широкой доступности и создать «кухонный» вариант аппарата — мы и начали работать.

И нам это удалось!

На сайте rubin-bmm.narod.ru опубликована более развернутая информация по нашему «кухонному» варианту аппарата Вернейля.

По методу Вернейля можно выращивать кристаллы не только рубина, но и голубого, белого (прозрачного) и желтого топазов (а также и другие оттенки по желанию).

Подробное описание «кухонного» варианта я опубликовываю (с согласия Александра) как основной генератор идеи и совершенно не опасаюсь конкуренции со стороны тех энтузиастов, которые решат последовать этой идее. Резон очень прост: в настоящее время искусственные драгоценные кристаллы выращиваются во многих странах мира, но стоит зайти в ювелирный магазин, то сразу станет очевидно, что цены по-прежнему «кусаются». И до насыщения рынка, по-видимому, еще очень-очень далеко. А если даже после прочтения этой информации найдутся несколько тысяч энтузиастов, то со своим «домашним» производством мы все особой «погоды» на данном сегменте рынка сделать не можем. Поэтому и результаты наших изысканий можно публиковать, ничего не опасаясь. Наоборот, если возникнет в сети что-то вроде «Ассоциации домашних кристаллорастильцев» :-), то для всех будет еще интереснее и полезнее, поскольку, как известно, две головы — хорошо, а две тысячи — можно уверенно предположить — намного лучше. И какие-то из этих голов могут оказаться намного светлее, и их идеи помогут всем интересующимся еще больше упростить и усовершенствовать аппарат, и превратить его из «кухонного», например, в «тумбочный» :-).

Теперь пару слов об экономической эффективности проекта. Чтобы вырастить кристалл рубина массой 20-30 карат (4-6 граммов!), потребуется 3 часа и примерно 3 кВт-часа электроэнергии. Посчитайте — сколько это стоит в вашем регионе. Думаю. что получится цифра менее 10 руб. Стоимость 6 граммов порошка окиси алюминия и 0,2 грамма окиси хрома вообще больше 50 копеек стоить не может.

Так что если вы, уважаемый читатель, предложите даже необработанный кристалл рубина заинтересованному ювелиру, то не нужно иметь голову Сороса, чтобы понять, что прибыль от сделки будет весьма солидной. Ну, а если кто-то из рукодельных мужчин рубинами и топазами осчастливит собственную жену или подругу, то психологические дивиденды от таких «инвестиций» вообще не поддаются никакому подсчету ! :-).

Еще пару слов о юридической законности такого производства. Конечно, предстоит еще основательно консультироваться у юристов, но в просмотренном мной законе РФ «О ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛАХ И ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЯХ» (последнее изменение от 18.07.2005 N 90-ФЗ) сказано очень конкретно, что объектом регулирования этого закона являются «драгоценные камни — природные алмазы, изумруды, рубины, сапфиры и александриты, а также природный жемчуг в сыром (естественном) и обработанном виде. К драгоценным камням приравниваются уникальные янтарные образования в порядке, устанавливаемом Правительством Российской Федерации. Настоящий перечень драгоценных камней может быть изменен только федеральным законом.». Специально выделил слово – «природные». А про синтетические не сказано ничего.

Так что выращивайте кристаллы рубина у себя дома спокойно.

Выращивание кристаллов рубина в домашних условиях

По своим физическим свойствам и по химическому составу драгоценные камни, полученные синтетическим путем, практически не отличаются от натуральных. Далеко не все изделия, продающиеся в ювелирных магазинах, содержат натуральные камни. И это вполне нормально. Рассмотрим, как открыть свой бизнес на выращивании кристаллов рубина в домашних условиях.

Основная проблема заключается в том, что большая часть натуральных камней не обладает всеми необходимыми характеристиками, чтобы красоваться в ювелирном украшении. Камни, полученные в заводских или лабораторных условиях, имеют практически одинаковые характеристики. Кроме того, синтетическое производство драгоценности обходится дешевле, нежели добыча натурального в глубоких и опасных для жизни шахтах.

Выращивание с использованием ограниченных солей

Для данного метода подойдут алюмокалиевые квасцы. Дома лучше всего выращивать кристаллы из медного купороса. Они плохо растут из обычной соли. А вот медный купорос и купить легко, и з него растут очень красивые синие искусственные драгоценные камни.

1. Подготавливаем емкость. В ней будем делать насыщенный раствор соли. Насыпаем несколько столовых ложек соли, заливаем ее водой и размешиваем. Досыпаем соль, пока она не перестанет растворяться. Используйте горячую воду, чтобы не ошибиться с пропорциями. Есть кривые растворимости для разных солей. Они показывают, сколько граммов может раствориться в 100 мл воды при определенной температуре.

Кривые растворимости

2. Фильтруем раствор. Этот шаг очень важный, особенно если вы покупаете медный купорос в магазине для сада и огорода. Если раствор будет грязным, кристалл вырастет с дефектами. Оставляем раствор на сутки, чтобы из него выпали лишние кристаллы. Они оседают на дне стакана и служат нам затравкой (главным элементов, на котором будут наращиваться новые).

3. Привязываем кристалл к леске. Леску обматываем на карандаш и вешаем это приспособление на стакан с насыщенным раствором. С течением времени вода испаряется, насыщенность раствора увеличивается. Излишек вещества, которое не может раствориться, оседает на наше изделие.

4. Раз в две недели добавляем в стакан насыщенный раствор. Зачем это делать? Со временем вода испаряется и на каком-то моменте роста ее будет недостаточно и рост прекратится.

Важно! Добавляемый раствор должен быть такой же температуры, как и раствор, где растет кристалл. Если она будет высшей, можем все испортить.

5. Через три месяца вынимаем кристалл и высушиваем его салфеткой.

6. Покрываем изделие 1-2 слоями бесцветного лака для ногтей. Это необходимо, чтобы он не высыхал и не терял свой блеск. После высыхания изделие можно брать руками.

Вот какие замечательные рубины можно вырастить в домашних условиях!

Как отличить натуральный сапфир от искусственного?

Сапфир ‒ великолепный драгоценный камень, который высоко ценится как ювелирами, так и покупателями за красивый оттенок, сияние и твердость – минерал уступает лишь алмазу. Все эти качества, а также ограниченность природных залежей, напрямую влияют на стоимость. Учитывая, что использование камня не ограничивается ювелирным делом, чтобы сократить издержки и не истощить природные месторождения, их научились получать искусственным путем. По своим свойствам такой минерал не уступает натуральному, но есть разница в цене, и нечестные продавцы могут выдать одно за другое. Разберемся, как распознать натуральный камень от искусственного аналога.

Золотое колье с подвесками SOKOLOV 2070008_s с бриллиантами, сапфиром

Натуральный сапфир

Природный сапфир ‒ камень с историей. Много сотен лет он пролежал в земле или на ее поверхности, прежде чем пройти обработку, огранку и занять свое место в ювелирной композиции. Сапфиры добывают в Индии ‒ кашмирские, Шри-Ланке ‒ цейлонские, Таиланде ‒ сиамские, в США и Австралии тоже есть месторождения, но по качеству камни уступают камням первой тройки. Природные минералы не всегда бывают чистыми – нередки газовые включения, вкрапления в виде игл, микротрещин. Такие «дефекты» местные мастера пытаются устранить, облагораживая камень: заполняют трещины смолой или пластмассой, нагревают, чтобы устранить жидкостные включения и изменить оттенок.

Золотое кольцо SOKOLOV 2010310_s с сапфиром, бриллиантами

Кстати, цвет натурального сапфира не всегда равномерен. Встречаются серо-синие, желто-голубые, сине-зеленые экземпляры. Это не значит, что камень не годится для ювелирных работ ‒ наоборот, при правильной огранке он может конкурировать с одноцветными минералами. К уникальным свойствам сапфира отнесем и твердость ‒ 9 единиц по Шкале Мооса. Вот почему минерал не так просто поцарапать, он выдерживает долговременную носку и не теряет товарного вида.

Женский золотой браслет-цепь SOKOLOV 2050012_s с сапфирами, бриллиантами

Синтезированный сапфир

Синтезированный аналог вызывает восхищение: это камень без «изъянов», равномерного насыщенного цвета и яркого блеска. Искусственные сапфиры выращивают в лабораториях, процесс формирования кристаллов аналогичен природному, но ускорен в несколько раз и строго контролируется геммологами. Работа с цветом доведена до совершенства: добавляя разные химические вещества, получают нужные оттенки, экспериментируют с прозрачностью и насыщенностью окраски. Цена такого камня обычно ниже природного ‒ процесс поставлен на поток и менее затратен, чем добыча из месторождений.

Золотые серьги SOKOLOV 2020212_s с сапфирами, бриллиантами

Отличить натуральный сапфир от синтезированного, а то и вовсе подделки довольно сложно, но возможно.

1. Покупайте ювелирные украшения с сапфирами в надежных магазинах с безупречной репутацией – только там вам смогут предоставить необходимую документацию, в том числе и сертификат подлинности. Кроме того, важно внимательно изучить ювелирные бирки, которые, в соответствии с российским законодательством, должны быть у всех драгоценных изделий, – они заполняются по Отраслевым стандартам и включают информацию о вставках и их характеристики. Если камень синтетического происхождения, это будет отображено.

2. Внимательно осмотрите камень при ярком освещении с помощью лупы. Натуральный сапфир без видимых вкраплений и примесей – редкость, стоимость таких экземпляров невероятно высока. В женских украшениях среднего ценового диапазона наличие включений – верный признак натуральности. Синтезированные аналоги, как правило, однородны как по оттенку, так и прозрачности ‒ возможно лишь наличие пузырьков газа.

3. Если вы покупаете изделие с сапфиром, обработанным за пределами России, то на ювелирной бирке среди характеристик вы сможете встретить следующие обозначения: VVS (с мелкими, едва видимыми включениями), VS (с мелкими, незначительными включениями), SI (с мелкими видимыми включениями), I (с хорошо заметными включениями). Характеристика прозрачности FI применима только к синтезированным камням, она указывает на абсолютную прозрачность минерала. Натуральные сапфиры с такой характеристикой в природе не встречаются.

4. Цена изделия также расскажет о натуральности камня, но только при условии, что вы собираетесь сделать покупку в проверенном ювелирном магазине. Натуральный камень будет всегда дороже синтезированного. Это относится ко всем изделиям, будь то кольца, серьги или женские браслеты.

5. В синтетические сапфиры нередко добавляют примеси титана, поэтому при свете ультрафиолетовой лампы камни приобретает зеленоватый оттенок, у природного же такого эффекта нет, можно лишь заметить белые блики.

6. Благодаря своей твердости натуральный камень сложно повредить. Обратите внимание на поверхность – она должна быть идеально гладкой без мельчайших царапин, а края – ровными и без следов воздействия.

7. В кустарных украшениях встречаются составные камни: верхняя часть ‒ натуральный сапфир, нижняя ‒ стекло или более дешевый минерал. Линию стыка можно обнаружить с помощью лупы

8. Звездчатые сапфиры имеют в своем составе кристаллы рутила, именно благодаря ему на поверхности возникает особый визуальный эффект – при вращении можно увидеть скользящую звезду с четырьмя, шестью или двенадцатью лучами. У природного камня такая звезда перемещается по всей поверхности, у синтетического ‒ наблюдается только в центральной части.

Оценивать камни ‒ задача специалистов. Помните об этом, если планируете потратить немаленькую сумму на покупку сапфира или изделия с этим минералом.

Как вырастить кристаллы сапфира

Технология производства синтетических сапфиров, рубинов и корундов

Монокристаллы пластинчатого сапфира (бесцветного корунда) выращивают расплавными методами, что позволяет получить кристаллы весом до нескольких килограмм. Монокристаллы синтетического сапфира выращиваются из окиси алюминия вытягиванием формообразователями заданного профиля по методу Степанова. Как бесцветный конструкционный материал, пластинчатый сапфир используется в полупроводниках и электронной промышленности, тонкопленочной гибридной и интегральной микроэлектронике, светотехнике, производстве химической aппаратуры и других промышленных отраслях.

Пластины оптически прозрачного и бесцветного корунда (сапфира) сильно варьируются по цене в зависимости от наличия невидимых глазом микро-дефектов. Средний размер пластин составляет 170х170 мм и высота 30 мм. Полное формирование качественного сырья производится примерно за неделю. Пластина с невидимыми глазом микроскопическими дефектами (визуально абсолютно идеальная) вполне подходит для использования в ювелирном деле в качестве сырья, но может быть не пригодна для нужд тонкой промышленной оптики, поэтому и цена на сырье будет сильно варьироваться. То, что идеально подходит для ювелирного дела и реально по цене, может оказаться недостаточным для промышленных нужд.

В начале роста кристаллы сапфира бесцветные, но затем, по мере накопления примесей, они становятся слегка розоватыми. А если розоватый корунд положить на некоторое время под ультрафиолетовую (УФ) лампу, то розоватость постепенно превращается в чудесную винную коричневатость. По цвету сапфир как винный топаз получается, только тверже.

Пластины монокристалла сапфира по технологии выращивания напоминают процесс замораживания обыкновенной воды и ее модификаций. Если это тип “газированная вода”, будет много видимых глазом пузырей. Если это тип “вода из-под крана или открытого источника”, будет много скрытых и невидимых глазу пузырей, которые делеют сапфир непрогодным при работе под микроскопом. Тип “вода с инородными примесями” даст примеси в сапфире. Идеальный вариант – тип “вода дистиллированная без газа и примесей, в вакууме” – используется для изготовления увеличительных и уменьшительных стекол для прожигания микросхем и процессоров современных компьютеров (фирма “Intel” в США, доклады на семинарах и симпозиумах 2006-2007 гг. и позднее). Весьма актуально.

Монокристаллы синтетического корунда представляют собой модификацию окиси алюминия, в которой небольшая часть ионов алюминия может быть изоморфно замещена ионами группы железа или ионами меди. Выращивание синтетических монокристаллов широкой гаммы цветов (рубинов, сапфиров, топазов, аметистов и др.) осуществляется методом Вернейля. Синтетические корунды применяются в ювелирной, часовой промышленности и в приборостроении. Отходы корундов используются для производства высококачественных абразивных и огнеупорных изделий. Аппарат Вернейля позволяет также выращивать синтетические шпинели и т.п.

Рубин и сапфир – минералы, которые хотя и различаются по внешнему виду, обладают идентичной кристаллической структурой и свойствами, за исключением присутствия незначительных концентраций элементов-примесей, придающих им характерные цвета. Рубин и сапфир состоят в основном из окиси алюминия Al2O3, кристаллическую форму которой минералоги называют корундом. Кристаллы, выращенные по методу Вернейля, известны как Були, по видимому в связи с тем, что первоначально они имели округлую форму. Этот термин, введенный Годеном и применявшийся Вернейлем, стал обычным у специалистов по выращиванию кристаллов несмотря на то, что сейчас кристаллы имеют цилиндрическую форму.

Вернейль в течение 2 часов выращивал Були весом 2,5-3 г (12-15 карат). Були были округлой формы, и некоторые из них имели диаметр 5-6 мм. Сегодня выращивают цилиндрические були диаметром 20 мм и длиной цилиндра 50-70 мм и так называемые полубули (половина цилиндра, разрезанного вдоль, с основанием 10 х 20 мм). Объем такой полубули 10 х 20 х 60-70 мм составляет 10-11 куб. см и масса соответственно 40-45 грамм. В каратах пока это сырье не измеряется (но можно легко пересчитать – масса 200-250 карат).

Монокристаллические прозрачные були и стержни искусственного корунда (синтетические рубины и сапфиры) получают плавлением и рекристаллизацией глинозема (оксида аллюминия) в кислородно-водородном пламени. Були могут быть дополнительно окрашены: примесями ионов Cr (хрома, до 2%) – в красный, V (ванадия) – в серовато-зеленый при дневном свете и фиолетовый при искусственном освещении, Mn (марганца) – в желтовато-розовый, Ni (никеля) – в желтый, Ti (титана) – в розово-фиолетовый цвета. При огранке синтетических корундов под разными названиями (сапфир, рубин, топаз, александрит, аметист) они применяются в ювелирном деле; красные корунды – рубины – в качестве опорных камней для механических часов и других точных приборов, а стержни – в оптических генераторах (лазерах). Плотность синтетических корундов составляет 4 г/куб.см, твердость составляет 9 для окрашенных корундов и 9.25 у муассонита (твердость алмаза составляет 10 по шкале Мооса). Кристаллическая структура корунда сложена атомами Al (алюминия), окруженными 6 атомами O (кислорода), которые образуют плотнейшую гексагональную упаковку. Корунд также характеризуют высокая химическая стойкость и высокой температурой плавления (2020-2050 град. С, относится к огнеупорам).

В Институте кристаллографии АН СССР им. А. В. Шубникова были разработаны методы синтеза корундов, при помощи которых получают кристаллы корундов самой различной формы. Этот способ позволяет выращивать кристаллы лейкосапфира в виде пластин больших размеров с определенной заданной кристаллографической ориентацией. Молибденовый контейнер, заполненный исходным материалом, помещается в вакуумную печь, где его нагревают до температуры более 2000 o С. Оксид алюминия расплавляется. Контейнер с расплавом медленно перемещается в зоны с более низкой температурой, и при снижении температуры до определенного значения расплав кристаллизуется. Для направленной кристаллизации в расплав вводится затравочный кристалл. Весь процесс автоматизирован.

В промышленных масштабах искусственные корундовые материалы получают в результате плавления боксита в электропечах с восстановителем (железными опилками). Они также употребляются как абразивы; методами порошковой металлургии из них изготовляют резцы для механической обработки металлов при высокой температуре. Они не годятся для ювелирной промышленности (для гранения как вставки).

Оказывается, что сейчас подделывают не только натуральные природные камни. Поскольку после распада СССР цены на синтетическое корундовое сырье стали довольно высоки, цены на синтетические корунды, сапфиры и рубины тоже оказываются не копеечными. На фото справа типичный образец подделки синтетических монокристаллов корунда (синтетических рубинов и сапфиров). Довольно яркие цвета и характерная голтовка (форма, напоминающая окатанную гальку). Вроде бы и похоже на корунд, и дорого может продаваться, но вырощено не Вернелевским способом.

Если у кого-то еще сохранились синтетические рубины советской огранки (камни производства СССР) в ювелирных изделиях – не спешите от них избавляться. У Вас образец прекрасной машинной огранки камня и редкий образец ценного синтетического корунда. Теперь их просто так уже в ювелирном магазине не купишь. Сегодня цены на ограненные синтетические корунды, рубины и сапфиры для ювелирных изделий во много раз превышают цены на традиционные бесцветные и окрашенные фианиты (синтетические кубические цирконы), хотя они и заметно дешевле цен на природное сырье и натуральные драгоценные камни группы корундов.

Гигантские ограненные камни и сапфиры Олега Мельничука, Харьков Персональная веб-страница http://jewellery.org.ua/sapphire Здесь показаны фото вырощенных в Харькове идеальных синтетических сапфиров, ограненные бриллиантовой огранкой или огранкой иной совершенной формы драгоценные камни весом более 20 грамм, так называемые бриллиантовые «100-каратники». К сожалению, мастер в настоящее время прекратил делать такие камни, и заказы на них не принимаются.

Технологические особенности производства корундов

Метод Огюста Вернейля. Год рождения промышленного синтетического рубина – 1905. Технология Вернейля заключалась в применении вертикальной горелки с подачей порошка глинозема в пламя через поток кислорода. Порошок встряхивается в потоке газа под действием вибратора электрическим приводом. Использование газонепроницаемого резинового сальника позволяет передавать толчки вибратора к сосуду, содержащему порошок глинозема, без утечки кислорода. В холодной части пламени помещен керамический штифт, на котором собираются капли жидкого глинозема, образующиеся при плавлении порошка, просыпающегося через горячую зону пламени.

Пламя окружается керамическим щитом, играющим роль изолятора и защищающим растущую Булю от сквозняков. Этот муфель снабжен смотровым окном, которое в оригинальном аппарате Вернейля заделывалось слюдой. Чрезмерный нагрев верхней части аппарата за счет потока тепла из горячей зоны предотвращается применением водяного охлаждения.

В начальной стадии роста Були порошок, попадая на штифт, затвердевает и образует конус из материала относительно невысокой плотности. В дальнейшем конус перемещают в горячую зону пламени, где его вершина начинает плавиться. В этот момент образуется несколько кристаллов, но один из них ориентирован в направлении наибольшей скорости роста. Он подавляет рост остальных кристаллов и служит затравкой для развивающейся Були. На ранней стадии роста чрезвычайно важно мастерство оператора, поскольку во время селекции кристаллов может понадобиться регулировка температуры пламени или скорости подачи порошка.

После того, как в центральной части начнется преобладающий рост одного кристалла, чтобы увеличить диаметр Були, повышают скорость подачи питающего порошка и постепенно увеличивают температуру пламени регулировкой скорости потока кислорода. Верхняя поверхность Були становится округлой, и на нее подают свежие порции глинозема в виде падающих капель расплава. Далее подставку со штивтом опускают со скоростью, соответствующей скорости роста Були. Наиболее важным условием для выращивания кристаллов высокого качества является равномерная подача порошка, поэтому большие усилия тратятся на приготовление питающего материала с тем, чтобы он обладал хорошей сыпучестью.

Если порошок слишком грубый, внедрение крупных холодных частичек может вызвать затвердевание тонкого расплавленного слоя. Тогда зарождается много мелких кристаллов и Буля утрачивает структуру монокристалла. Применение слишком мелкого порошка связано с опасностью испарения глинозема в пламени. Оптимальные размеры частиц лежат в субмикронном интервале (меньше тысячных долей миллиметра – 20 мкм). Частицы должны иметь правильную форму, так как только в этом случае они одинаково реагируют на воздействие вибратора (и равномерно сыпятся). Вернейль получал глинозем из аммониевых квасцов, содержащих около 2,5% примеси хромовых квасцов (получались классические були красного цвета). Порошок такого состава нагревался до разложения квасцов и образования окислов, которые измельчались и просеивались через проволочное сито для селекции частиц необходимого размера.

Метод Чохральского (метод вытягивания из расплава) заключается в следующем: расплав вещества, из которого предполагается кристаллизовать камни, помещают в огнеупорный тигель из тугоплавкого металла – платины, родия, иридия, молибдена или вольфрама – и нагревают в высокочастотном индукторе выше точки плавления. В расплав на вытяжном валу опускают затравку из материала будущего кристалла, и на ней наращивается синтетический материал до нужной толщины. Вал с затравкой постепенно поднимают вверх со скоростью 1-50 мм/ч с одновременным вращением с частотой 30-150 об -1 . Вращают вал, чтобы выровнять температуру расплава и обеспечить равномерное распределение примесей. Диаметр кристаллов до 50 мм, длина до 1 м. Методом Чохральского выращивают искуственный гранат, а также корунд, шпинель, хризоберилл, ниобат лития и др.

Появилось большое число научных работ по выращиванию корунда и шпинели методом плавления в пламени (метод зонной плавки). В процессе выращивания кристаллов этим методом с помощью нагревательного механизма расплавляется небольшая область – зона, а затем нагреватель перемещается вдоль образца, в связи с чем происходит последовательный рост монокристалла. Существуют два варианта этого метода: в методе горизонтальной направленной кристаллизации используется длинная узкая лодочка (полученные кристаллы имеют форму пластин размером 220х100Х20 мм и более в зависимости от величины лодочки), в вертикальном варианте – плавающая зона – применяется спеченный стержень (буля), закрепляемый в верхней и нижней частях.

Главное внимание в них уделяется соотношению между дефектами в кристаллах и условиями, при которых выращивается Буля. Основное несовершенство этого метода выращивания кристаллов заключается в наличие ступенчатого градиента температур между горячей областью пламени, где располагается расплавленная вершина Були, и более холодной нижней частью. Резкое изменение температуры вдоль оси Були создает сильные напряжения в кристалле и при извлечении из печи Були часто растрескиваются (вдоль цилиндра) с образованием двух полуцилиндрических фрагментов (полубулей). Для нужд ювелирной промышленности под огранку такие полубули вполне подходят.

Технологические особенности производства звездчатых сапфиров (астериксы)

В 1947 г. отделение “Линде” компании “Юнион карбайд корпорейшн” в Ист-Чикаго с помощью метода Вернейля начало производить звездные сапфиры и рубины. В 1949 г. этот метод был запатентован. Звездные камни получили название за свой необычный вид, если рассматривать кристалл вдоль его главной оси. Шесть блестящих полос радиально расходятся от центра кристалла так, что создается впечатляющая картина, соответствующая символическому изображению звезды или звездочки. Получаются очень яркие звездные камни, отсутствующие в природе.

Такое явление в корунде вызывается присутствием тонких иголочек рутила – титаната алюминия (Al2TiO5), которые вытянуты в полоски, располагающиеся в соответствии с симметрией кристаллической структуры под углом в 60 o относительно друг друга. Это достигается добавлением в порошок глинозема небольших количеств рутила. В процессе формирования були рутил растворяется в расплавленном слое глинозема, но при охлаждении после кристаллизации були выделяется в форме иголочек, но в основном уже в виде Al2TiO5, образующегося в результате взаимодействия рутила и глинозема. В соответствии с патентом “Линде” наилучшие результаты достигаются при добавлении в порошок от 0,1% до 0,3% рутила и при последующем отжиге були при 1100-1500 o С в течение нескольких часов для выделения иголочек Al2TiO5. Звездные камни обычно изготавливаются в виде достаточно выпуклых кабошонов, в этом случае они наиболее эффектны.

Основная сложность при изготовлении звездных камней – добиться равномерного распределения иголочек Al2TiO5 с тем, чтобы звезда занимала всю ширину камня. Специалисты из фирмы “Линде” обнаружили, что наилучшие результаты достигаются изменением скорости потока кислорода, которое приводит к периодическим вариациям температуры. Удобнее всего это делать с помощью клапана, частично перекрывающего подачу кислорода. Было обнаружено, что эта процедура приводит к периодическому изменению распределения иголочек. Если при низкой скорости потока кислорода иголочки распределяются по всей ширине були, то высокая скорость потока способствует кристаллизации их только в периферической части.

Наиболее эффектно звездный рисунок проявляется, когда толщина чередующихся слоев составляет 1 мм. Эта процедура демонстрирует одно из главных преимуществ искусственных драгоценных камней перед природными: специалист, выращивающий кристаллы, контролирует условия изготовления материала и может изменять их для достижения наилучшего результата. Любители природных кристаллов допускают возможность определенной обработки камней с целью улучшения их облика, например нагревание циркона, но они не имеют возможности контролировать условия, при которых первоначально росли кристаллы. Только в редких случаях природный звездный камень может в чисто зрительном восприятии конкурировать со своим рукотворным двойником.

Фирма “Линде” изготавливает звездные камни и другим способом, когда предварительно отшлифованный кабошон из камня, синтезированного без добавок рутила, погружается в расплав рутила, для того чтобы образовался очень тонкий слой иголочек. Лишь после этого производится окончательная полировка. Такие камни отличаются от обычных звездных камней большей прозрачностью, но не продаются в широких масштабах.

Кроме рубина и сапфира звездные камни фирмы “Линде” представлены разновидностями пурпурного, зеленого, розового, желтого и коричневого цветов, а также дымчато-синего и дымчато-красного. Поскольку сейчас уже истек срок действия первоначального патента, появился ряд других поставщиков, например в Германии. Сообщалось о бесцветном звездном сапфире. Такая конкуренция вызвала падение цен на синтетические звездные корунды. Фирма “Линде” прекратила их производство и продала свое оборудование, хотя все еще имеются в продаже камни компании “Элвин” из Нью-Джерси. По-видимому, в настоящее время основным поставщиком звездных камней, которые еще очень популярны в США, становится фирма “Джева”.

Аппарат Вернейля — выращивание кристаллов рубина в домашних условиях

Рубин – один из самых дорогих драгоценных камней, который не только добывают в индии и Шри-Ланке, но и активно выращивают в лабораторных условиях. Синтетический вариант ничем не отличается от натурального и очень любим ювелирами, так как обладает безупречной чистотой и окрасом.

Натуральный минерал часто непригоден для использования в украшениях, так как обладает невысокой прозрачностью, в нем встречаются многочисленные включения.

Любители выращивают драгоценные кристаллы рубина самостоятельно при помощи простых методов в домашних условиях. Такое хобби не противоречит законодательству, а при наличии постоянных источников сбыта может стать выгодной бизнес-моделью.

Выращивание кристаллов рубина в домашних условиях с помощью аппарата Вернейля

Если вы начнете изучать рынок драгоценных металлов, то рано или поздно придете к очень интересному заключению, что во всех наших магазинах по продаже ювелирных изделий множество драгоценностей искусственного происхождения. И это, самое интересное, совсем не обман!

Натуральные камни совсем не отличаются по своих химическим и физическим характеристикам от искусственно-произведенных драгоценных камней. И если мы пойдем дальше, то отметим, что большинство природных драгоценностей имеют достаточно идеальную частоту и характеристики, чтобы иметь честь быть проданными в магазинах ювелирных изделий.

К тому же преимущество синтетических изделий над природными проявляется в том, что качество первых можно с помощью производства в лабораториях производства улучшить настолько, что качество этих изделий будут настолько близки к оригинальным, а процесс нетрудоемким, что отношение прибыли к затратам будет настолько высоким, что несомненно выращивание драгоценных камней в домашних условиях заинтересует вас.

Выращивание искусственных рубинов в домашних условиях производят несколькими методами: можно использовать поваренную соль, медный купорос или алюминиевые квасцы, либо воспользоваться аппаратом Вернейля. Сахар непригоден из-за низкой стойкости и сильной подверженности к деформации, но из него можно сделать интересные сладкие сувениры.

Лучше всего начинать с малых объемов. Постепенно, по мере накапливания опыта, кристаллы будут получаться все более прозрачными и высококачественными.

Перед тем, как приступить к работе, важно позаботиться о производственном процессе и технике безопасности:

1. Все вещества, используемые для изготовления рубинов, следует хранить в затененном прохладном месте без доступа света или влаги. Дети не должны иметь доступа к этим веществам, так как они могут обладать высокой токсичностью.
2. Посуда для изготовления рубинов должна использоваться только для этих целей и не применяться при сервировке пищи.
3. Во время работы с компонентами будущих кристаллов следует использовать перчатки и защищать лицо и глаза при помощи маски и очков.

Все эти меры предосторожности помогут сделать работу безопасной и предотвратят возникновение несчастных случаев.

Ниже описан алгоритм, как вырастить кристалл рубина самостоятельно из поваренной соли. Этот компонент найдется в каждом доме, он безопасен для окружающих, а синтетический камень получается особенно прочным.

Нужно делать следующее:

1. Подготовить емкость с горячей водой. Для начала достаточно пол-литра кипятка, в котором растворяют несколько столовых ложек соли, после чего раствор тщательно перемешивают. Соль добавляют до тех пор, пока она не перестанет растворяться. На этом же этапе необходимо внести пищевой краситель
2. Отфильтровать полученный раствор. Делается это при помощи нескольких слоев марли. В процессе очистки из жидкости удаляются все примеси и мелкие кусочки мусора. Это поможет сделать кристалл прозрачным, уберет мутность. После того, как раствор профильтровали, его наливают в емкость и оставляют на сутки для формирования кристалла. Он станет заготовкой будущего рубина.
3. Формирование искусственного камня. После того, как на дне образовался соляной камень, к нему необходимо привязать леску. Затем ее наматывают на деревянную палочку или карандаш таким образом, чтобы он была слегка натянута, и располагают над емкостью с соляным раствором. Кристалл должен находиться в растворе в подвешенном состоянии, чтобы обеспечить свободное формирование рубина.
4. Добавление воды по мере испарения. Чтобы обеспечить бесперебойный рост кристалла, в емкости всегда должно быть определенное количество жидкости. Ее необходимо осторожно подливать не реже 1 раза в 14 дней.

Аппарат Вернейля для работ на дому

Вырастить красный кристалл достаточно быстро и просто при помощи аппарата Вернейля. Главный плюс этого устройства – быстрый рост кристалла. Образец весом до 30 карат можно получить за 3 часа. Кроме этого, при помощи аппарата легко вырастить искусственные сапфиры и топазы.

Если раньше этот прибор использовали исключительно в промышленных условиях, то в настоящее время его можно собрать дома самостоятельно.

Аппарат Вернейля состоит из таких компонентов, как растущий кристалл, кристаллодержатель, горелка для расплавления порошка, катетометр, механизм встряхивания, механизм опускания кристалла для более равномерного нарастания, муфель и бункер, куда изначально подается смесь из солей.

Для получения рубина этим способом потребуется использование смесь из соли двуокиси алюминия и оксида хрома.

Процесс получения кристалла выглядит следующим образом:

• порошок помещается в бункер;
• огонь подается к нижней части бункера;
• пролетая через огонь, частицы расплавляются и попадают в тонкую пленку расплава;
• так как кристалл по мере образования медленно опускается, то это позволяет поддерживать постоянную скорость роста искусственного камня.

Экономические расчеты

Производство рубинов в домашних условиях очень экономично. При выращивании кристаллов из соли нужно посчитать стоимость всех компонентов. Немного дороже может стоить использование аппарата Вернейля, так как потребуется прибавить расходы на изготовление самого агрегата и траты на электроэнергию. В обоих случаях синтетические рубины стоят гораздо дороже, поэтому их производство является рентабельным.

Отдельно стоит упомянуть такой момент, как законодательство в сфере оборота драгоценных камней. В России осуществляется строгий контроль за производством и продажей природных минералов, а искусственно созданные образцы при этом не упоминаются. Если удастся найти рынки сбыта и поставить изготовление рубинов на поток, лучше всего зарегистрировать предпринимательскую деятельность в установленном порядке, чтобы избежать проблем с налоговой.

Теперь осталось утрясти ваше изделие с законодательством РФ «О драгоценных металлах и драгоценных камнях». А там написано, что объектом этого закона являются «драгоценные камни», и к ним относятся природные янтарные образования. И самое интересное, что синтетических камней среди них нет! Так что работайте спокойно и прибыльно!

Создание и особенности искусственных сапфиров

Невероятно красивым драгоценным сапфиром восхищались еще в древние времена. Камень является разновидностью корунда, зачастую имеет васильковый цвет. Существуют и другие цвета кристалла, но они считаются полудрагоценными. Природный камень очень дорогой и редкий, поэтому ювелиры нашли способ вырастить искусственный сапфир. Его используют для изготовления украшений, а также на производстве.

Как выращивают сапфир?

Впервые выращивать сапфиры начали в XIX столетии.

Искусственно выращенные сапфиры делают в лабораториях за месяц. Существует несколько способов их создания:

• Варка. Для этого берут оксид алюминия — это белый порошок, добавляют примеси, нагревают до нужной температуры. Здесь очень важно соблюдать пропорции порошка, так как более вязкий материал обеспечивает качество продукта.
• Самым востребованным способом изготовления сапфира является гидротермальный. Он заключается в обработке затравочных пластинок под давлением. Для этого используется температура 300-5000°С. Этот метод сложный, но он дает возможность улучшить цвет, прозрачность, прочность наносапфира. Кроме того, гидротермальный способ требует больших материальных затрат, поэтому стоимость искусственно выращенных сапфиров будет не намного ниже, чем натуральных. Кристаллы применяют для производства ювелирных украшений, часов и полупроводников.

Изначально сапфиры получаются бесцветные. Для того чтобы добавить цвет камню, его пропитывают красителями. Поскольку такую пропитку легко смыть, применяют диффузионную обработку под высокой температурой. Для того чтобы сделать цвет более насыщенным, добавляют примеси железа и титана. Для получения желтого цвета применяют обработку с бериллием. Диффузионная обработка позволяет поменять цвет ранее окрашенному камня.

Искусственные сапфиры схожи с природными камнями физическим, химическим, оптическим составом. Структура кристаллов тоже не отличается. Коме того, выращенные камни не имеют дефектов, включений. Их цвет более глубокий, насыщенный, ровный.

Часто стекляшки при продаже выдают за синтетический сапфир, хотя ничего общего между ними нет. Камень с синтетическими вставками дешевый, его цвет можно смыть простым ацетоном, микротрещины заполняют синтетическими наполнителями, смолами. Сертификатов на такие подделки нет. Визуально на сапфиры похожи фианиты и ситаллы. Искусственно выращенные камни — это ведь не окрашенное стекло, а чудо, произведенное рукотворно; они идентичны натуральным, поэтому будьте осторожны при покупке.

Как отличить?

Искусственно выращенный сапфир очень сложно отличить от натурального камня.

Но все же есть несколько способов, которые помогут это сделать:

• Цвет природного сапфира тусклый, имеет дефекты, подделка же идеальна, цвет отличается блеском, прозрачностью, чистотой.
• В нанокристаллах видны пупырышки, которые можно рассмотреть с помощью лупы.
• Природный сапфир тверже.
• У рукотворных образцов нет микротрещин.
• У натуральных камней наблюдаются включения, они могут быть в виде перьев, жидкостные. Особенно заметны включения у кристаллов, добытых в Цейлоне и Таиланде. Подделка таких включений не имеет.
• Проверить подлинность можно с помощью прибора рефрактометра, который измеряет преломление света.
• Для проверки подлинности также применяется иммерсионная жидкость. Емкость с жидкостью и сапфиром ставят на белый лист и исследуют полосы, зональность, включения камня.

С чем носить сапфир?

Искусственный кристалл в украшениях прекрасен: его блеск, сияние, яркость подчеркнёт красоту, привлекательность его обладательницы, дополнит ее образ, создаст магию и таинственность вокруг нее. Сапфиры шикарно смотрятся в серебре зимой и в золотой оправе летом. Серьги-гвоздики подойдут к любому наряду, серьги с крупными камнями надевайте для торжества, на вечеринки. Они будут хорошо смотреться в комплекте с кольцом, браслетом, колье с таким же камнем.

Кольцо с сапфиром носите на указательном пальце — оно не только украсит руку, но и защитит от сглаза, несчастья, придаст силу и энергию, мудрость.

Девушкам подойдут небольшие украшения, которые подчеркнут их утонченность, красоту, изящность. Женщинам рекомендуется надевать изделия с крупными камнями, что придаст им шарм, привлекательность, магнетизм, роскошь.

Поскольку по составу и структуре камни мало отличаются, хранить сапфир, выращенный искусственно, нужно также бережно в отдельной коробочке. Берегите от солнечных лучей, химии, ударов. Своевременно очищайте. Снимайте во время уборки, мытья посуды, занятий спортом, похода в сауну, бассейн.

Искусственно выращенные сапфиры так же прекрасны, как и природные. Они обладают теми же свойствами и характеристиками, но более доступны по цене. Вы можете сделать прекрасный подарок родственниками или друзьям в виде украшения с наносапфиром, порадовать себя. Камень заворожит вас игрой цвета, блеском, красотой, подарит хорошее настроение, уверенность в своих силах, защитит от беды и негатива.