Само по себе название «драгоценные камни» намекает на их значительную стоимость. Ювелирные украшения с ними всегда считались символом достатка. Но крупные камни, а также самоцветы необычных расцветок – довольно редкое явление, поэтому люди всегда пытались разгадать секрет минералов и научиться их выращивать самостоятельно. Попытки химиков со временем увенчались успехом.
Для чего производят синтетические камни
Поделочные камни в большинстве своем – это созданные в лаборатории аналоги природных минералов. Иногда они чуть-чуть отличаются по химическому составу за счет вводимых примесей, которые специально добавляют, чтобы получить минерал с теми или иными свойствами. Кроме них, бывают экземпляры, аналогов которых в природе нет вообще. Яркий пример – фианит, создан как заменитель бриллиантов. Это камень, придуманный и сделанный человеком.
Зачем, вообще, создавать синтетические камни?
Причин тому может быть несколько:
- Фальсификация натуральных драгоценных камней. Подделка ювелирных изделий ради наживы.
- Защита от воров. В некоторые, особо дорогие украшения владельцы специально вставляют искусственно выращенные камни, чтобы не бояться их надевать на приемы и мероприятия.
- Замена природным камням, месторождения которых истощаются. Это касается наиболее редких минералов. К тому же добыча полезных ископаемых – это всегда сильный удар по окружающей среде, а получение камней в лаборатории почве не вредит. Это менее опасный вид работ.
- Создание уникальных камней. Это касается как минералов крупных размеров, что в природе – редкое явление, так и получения экземпляров таких цветов и оттенков, которые не встречаются во всем мире. При желании можно создавать поделочные ювелирные камни по заказу, например, чтобы их оттенок подходил под цвет глаз клиента. Синтетический сапфир можно вырастить весом в 250-300 кг. Именно искусственные минералы имеют идеальную чистоту и лишены дефектов, трещин.
- Снижение цены на ювелирные украшения. Все синтетические аналоги доступнее натуральных самоцветов. Так, искусственный изумруд в 10 раз дешевле природного, а по цвету даже красивее.
- Применение в технике. Многие драгоценные камни используются в промышленности: для создания приборов, часовых механизмов, медицинского оборудования и т.д. Для таких сфер синтетические алмазы или рубины – просто находка.
В последнее время модным направлением стало выращивание камней из праха умерших домашних животных. Таким способом их владельцы пытаются увековечить память о своем любимце. Кольцо с искусственным бриллиантом – это намного красивее, нежели держать урну с прахом в шкафу.
История появления синтезированных ювелирных камней
Первые попытки заменять природные самоцветы кусочками стекла предпринимали еще 3 тысячи лет назад в Древнем Египте. Но именно создание аналогов в лаборатории человек смог осуществить не ранее 19 века. Над получением искусственного рубина трудился химик Вернейль из Франции в 1892 году. Старания увенчались успехом: он смог вырастить рубин весом в 10 карат. Позже стали получать другие искусственные драгоценные камни. В 1910 г. по технологии Вернейля синтезировали сапфир. В 1935 году на территории Германии Эспиг и его коллеги вырастили в лаборатории изумруд.
Массово зеленые драгоценные камни стали выращивать с 1940 года.
Первым аналогом бриллианта, с точки зрения его внешнего вида, а не химического состава, стали стразы. Иозиф Штрасс в 1758 году экспериментировал, сплавляя стекло. Он смог получить минерал, который поддавался огранке. За счет различных добавок стали создавать стразы любых оттенков, чтобы заменять ими сапфиры и рубины. Позже эту технологию поддержал Даниэль Сваровски, получивший всемирную известность, благодаря своим камешкам. Кристаллы Сваровски выращивают из хрусталя высокого качества. В нем содержится около 30% окиси свинца, примесь (пыль) искусственных и природных минералов. Они имеют 12 граней, которые позволяют камням сверкать.
Повторяющие природную структуру алмазы стали выращивать в 1953 году за счет стараний фирмы General Electric. Алмаз отличается от других минералов невероятной твердостью, поэтому пользуется большим спросом при изготовлении режущих приборов и абразивных поверхностей.
Методы получения искусственных камней
Чтобы искусственные камни в ювелирных изделиях были максимально похожими на природные, необходимо соответствующее сырье и условия, чаще всего это высокое давление одновременно с температурой в тысячу и более градусов. Именно в таких условиях появляются самоцветы в недрах Земли. Ученые просто повторяют их в лабораторных условиях, рост камня происходит намного быстрее. Чтобы кристалл начинал формироваться, вводят затравку – небольшой минерал.
В основном применяют 4 способа получения искусственных драгоценных камней:
- Выращивание минерала в газовой среде. В парах метана и ацетилена можно из графита получать аналоги алмазов.
- Получение за счет высокого давления и температуры около 2 тысяч градусов. Основной метод получения синтетических алмазов, а также фианитов.
- Выращивание камней из растворов или гидротермальный способ. Расти кристалл заставляет разница температур в зонах раствора. Таким методом получают корунды и изумруды.
- Получение минералов из стехиометрических расплавов. Подготовленную смесь превращают в расплав, а затем за счет создания специфических условий начинается процесс кристаллизации.
Разработанный еще Вернейлем способ осаждения капель в пламени из кислорода и водорода применяют и до сих пор для создания синтезированных сапфиров. Второй метод по имени его автора Чохральского состоит в вытягивании минерала из расплава солей при использовании кристалла в роли затравки.
Еще один драгоценный камень – это жемчуг. Но в лаборатории его не получают. Для создания искусственного жемчуга все равно необходимы моллюски. Просто в их раковину специально внедряют центр будущей жемчужины – миниатюрный шарик, который начинает обрастать слоями перламутра. Процесс длится до 7 лет. Такой способ опробовали еще в 19 веке, с тех пор технология не изменилась.
Чтобы вырастить искусственный изумруд, как затравка необходим маленький кристалл натурального камня и довольно дорогой платиновый тигль. Для этих минералов применяют флюсовый способ выращивания. Малейшие перепады напряжения портят изделие.
Известные центры по производству
Ежегодно в мире производят более сотни тон искусственных сапфиров. Центры производства синтетических камней: Япония, Китай, США, а также Россия. Именно в РФ распложено одно из самых больших предприятий по выращиванию искусственных сапфиров в мире.
Одно из наиболее крупных предприятий, специализирующихся на изготовлении аналогов изумруда, – Таирус. Оно создано силами России и Таиланда. Специалистам этого центра удалось вырастить такие изумруды, качество которых ничуть не ниже признанных во всем мире колумбийских драгоценных камней. Также изумруды выращивают в Японии, Белоруссии. Из европейских стран на зеленых камнях специализируются Швейцария, Германия и Франция.
Больше всего искусственного жемчуга выращивают в Китае и Японии.
Натуральные минералы всегда будут востребованы и никогда не упадут в цене. Особенно если учесть, что запасы постоянно уменьшаются. Во многих случаях их способны заменить искусственные аналоги. Синтетический камень можно вырастить любого цвета, большого размера и с заданными техническими характеристиками.