Выращивание кристаллов рубина и других искусственных камней в домашних условиях
Искусственные камни давно завоевали популярность в ювелирных изделиях. Ведь для ювелира ценность камня определяется не только его дефицитом в природе. Важную роль играет целый ряд других характеристик:
- цвет;
- светопреломление;
- прочность;
- вес в каратах;
- размер и форма граней и др.
Самый дорогой искусственный драгоценный камень Фианит (синонимы: даймонсквай, джевалит, кубик циркония, шелби). Его цена невелика – менее 10$ за 1 карат (это 0,2 грамма). Но стоит отметить, что с увеличением каратов цена растет экспоненциально. Например, алмаз в 10 карат стоит в 100 раз дороже алмаза 1 карат.
Искусственные кристаллы ювелирных камней можно вырастить в домашних условиях. Большинство подобных экспериментов не нуждаются в специальной подготовке, вам не понадобится обустраивать химическую лабораторию и даже приобретать специальные реактивы.
Для приобретения опыта выращивания кристаллов начинайте с малого. Мы поделимся техникой выращивания красивых кристаллов из всего, что вы можете найти фактически на собственной кухне. Вам вообще не понадобится дополнительный инвентарь, ведь все необходимое точно стоит на полках. Так же рассмотрим технологию выращивания искусственных рубинов в домашних условиях!
Как вырастить кристаллы рубинов синтетически?
Выращивание кристаллов рубина может даже стать вариантом домашнего бизнеса. Ведь красивые синтетические камни уже сегодня пользуются большим спросом среди покупателей, поэтому в случае успешной реализации проекта могут принести вам неплохую прибыль. Синтетически выращенные камни используются ювелирами, а также имеют широкое применение в технике.
Кристаллы рубина можно выращивать по стандартной методике, подобрав правильные соли. Но это будет не столь эффективно, как в случае с солью или сахаром, при этом намного дольше по длительности является процесс роста.
Да и качество будет сомнительное. Ведь натуральный рубин по шкале твердости Моосу уступает только Алмазу занимая почетное 9-е место.
Естественно, если речь идет о бизнесе, в большинстве случаев используют другой способ, разработанный более 100 лет назад во Франции.
Вам потребуется специальный аппарат, имеющий название по имени изобретателя данного способа, т. е. аппарат Вернейля. С его помощью можно выращивать кристаллы рубина, размером до 20-30 карат всего за несколько часов.
Хотя технология остается примерно такой же. Соль двуокиси алюминия с примесью оксида хрома помещают в накопитель кислородно-водородной горелки. Расплавляем смесь, наблюдая, как фактически “на глазах” вырастает рубин.
В зависимости от состава выбранной вами соли вы можете регулировать цвет кристаллов, получая искусственные изумруды, топазы и абсолютно прозрачные камни.
Работа с аппаратом потребует от вас внимания и некоторого опыта, но зато в дальнейшем вы получите возможность выращивать кристаллы, которые завораживают своей красотой, прозрачностью и игрой цвета. В дальнейшем такие шедевры хорошо подаются огранке и шлифовке, соответственно, могут применяться по назначению.
Стоит отметить, что искусственно выращенные кристаллы не являются драгоценными камнями, поэтому, даже если вы решите заняться предпринимательской деятельностью по их выращиванию, это не потребует от вас дополнительного лицензирования.
Конструкция аппарата несложна, ее легко можно сделать самостоятельно. Но на просторах Интернета уже достаточно умельцев, предлагающих чертежи оригинальной установки, а также ее усовершенствованные варианты.
Набор для выращивания кристаллов рубина в домашних условиях
Сам принцип технологии производства рубинов достаточно прост и схематически изображен ниже на рисунке:
|
Понимая принцип действия, любое устройство уже не кажется таким сложным. Один из образцов чертежей аппарата Вернейля:
По данной технологии можно так же выращивать и другие дорогие искусственные камни, такие как «Голубой Топаз» и т.п.
Выращивание кристаллов из соли в домашних условиях
Самый простой и доступный эксперимент, который вы можете провести – создать красивые солевые кристаллы. Для этого вам понадобится несколько предметов:
- Обычная каменная соль.
- Вода. Важно, чтобы сама вода содержала как можно меньше собственных солей, а лучше дистиллированная.
- Емкость, в которой будет проводиться опыт (сгодится любая банка, стакан, кастрюля).
Наливаем в емкость теплую воду (ее температура составляет около 50°С). Добавляем в воду кухонную соль и размешиваем. После растворения добавляем снова.
Повторяем процедуру до тех пор, пока соль не перестанет растворяться, оседая на дно сосуда. Это говорит о том, что солевой раствор стал насыщенным, что нам и было нужно.
Важно, чтобы во время приготовления раствора его температура оставалась постоянной, не остывала, так мы сможем создать более насыщенный раствор.
Насыщенный раствор переливаем в чистую банку, отделяя от осадка. Выбираем отдельный кристалл соли, а потом помещаем его в емкость (можно подвесить на нитке). Эксперимент выполнен. Через несколько дней вы сможете увидеть, как увеличился в размерах ваш кристалл.
Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях
Технология получения сахарных кристалликов аналогична предыдущему способу. Можно опустить ватный жгут в раствор, тогда сахарные кристаллы будут нарастать на нем. Если процесс роста кристаллов стал медленнее, значит уменьшилась концентрация сахара в растворе. Добавьте в него снова сахарного песка, тогда процесс возобновится.
На заметку: если добавить в раствор пищевого красителя, то и кристаллы станут разноцветными.
Можно выращивать сахарные кристаллики на палочках. Для этого вам потребуется:
- уже готовый сахарный сироп, приготовленный аналогично солевому насыщенному раствору;
- деревянные палочки;
- немного сахарного песка;
- пищевые красители (если хотите разноцветных леденцов).
Все происходит очень просто. Деревянную палочку обмакиваете в сиропе и обваливаете в сахарном песке. Чем больше крупинок прилипнет, тем красивее получится результат. Дайте палочкам, как следует высохнуть, а затем переходите попросту ко второй фазе.
Насыщенный горячий сахарный сироп выливаем в стакан, туда же помещаем заготовленную палочку. Если вы готовите разноцветные кристаллы, то в горячий готовый сироп добавьте пищевой краситель.
Следите, чтобы палочка не касалась стенок и дна, иначе результат будет некрасивым. Можно зафиксировать палочку с помощью листа бумаги, надев его сверху. Бумага послужит еще и крышкой для емкости, которая не позволит никаким посторонним частицам попасть в ваш раствор.
Примерно через неделю вы получите прекрасные сахарные леденцы на палочках. Ими можно украсить любое чаепитие, приведя в полный восторг не только детей, но и взрослых!
Выращивание кристаллов из медного купороса в домашних условиях
Кристаллы из медного купороса получаются интересной формы, при этом имеют насыщенный синий цвет.
Стоит помнить, что медный купорос является химически активным соединением, поэтому кристаллы из него не следует пробовать на вкус, а при работе с материалом нужно проявлять осторожность.
По этой же причине в данном случае подойдет только дистиллированная вода. Важно, чтобы она была химически нейтральной. Будьте внимательны и осторожны при обращении с медным купоросом.
При этом выращивание кристаллов из купороса происходит фактически по той же схеме, что и предыдущие случаи.
Помещая основной кристалл для выращивания в раствор, нужно проследить, чтобы он не соприкасался со стенками посуды. И не забывайте следить за насыщенностью раствора.
Если вы поместили свой кристалл на дне посудины, то стоит смотреть, чтобы он не касался других кристалликов. В этом случае произойдет их срастание, а вместо одного красивого крупного образца у вас получится масса невнятной формы.
Полезный совет! Вы можете самостоятельно регулировать размер граней своего кристалла. Если вы хотите, чтобы некоторые из них росли медленнее, их можно смазать вазелином или жиром. А для сохранности небесно-синего красавца можно обработать грани прозрачным лаком.
Интересные факты о драгоценных камнях!
Существует 3 весовые категории бриллиантов:
- Мелкий. Масса 0,29 карата
- Средний. Масса от 0,3 до 0,99 карата
- Крупный. Бриллианты весом более 1 карата.
К популярным аукционам допускают камни массой от 6 карат. Камням с массой более 25 карат присваивают собственные имена. Например: «Винстон» бриллиант (62,05 карат) или «Де Бирс» (234,5 карат) и др.
Источник: https://businessideas.com.ua/business-ideas/vyrashchivanie-kristallov-rubina
Выращивание кристаллов рубина в домашних условиях по методу Вернейля
Автор идеи: Михаил Бабин E-mail: [email protected]
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.
Источник: https://homebusiness.ru/vyrashhivanie-kristallov-rubina-v-domashnih-usloviyah-po-metodu-vernejlya/
Как вырастить Рубин дома?
Выращивание кристаллов рубина в домашних условиях доступно для всех желающих. Для работ не потребуется оборудованная лаборатория, получение теоретических и практических знаний в области минералогии, покупка специальных химических реактивов. Все необходимое найдётся на кухне.
Домашнее экспериментирование
Начинать выращивание рубинов советуют с небольших объёмов. Сначала приобретается опыт, понимается весь процесс, а затем уже начинается непосредственная систематическая работа.
Синтетическое создание собственных рук не будет уступать в красоте и привлекательности природным минералам.
Камни пользуются спросом у ювелиров, поэтому удачный опыт может принести дополнительный доход, если найти рынок сбыта.
Способов выращивания несколько. Советуют попробовать все варианты, затем остановиться на понравившемся.
Искусственные драгоценные породы, созданные человеком, по химическому содержанию и физическим свойствам не отличаются от натуральных.
Преимущество домашних технологий в том, что они позволяют создать идеально чистые породы. В природе такое случается крайне редко. Ювелирные качества лабораторных образцов довольно хорошие.
Другой плюс минерала – стоимость. Камни дешевле, чем их оригиналы, зарождающиеся в глубоких шахтах.
Органические соли
Вырастить кристалл рубина легко из различных солей:
- медного купороса;
- алюмокалиевые квасцы;
- обычная соль.
Самый длительный процесс на основе соли, самые красивые образцы получают из купороса. Производство кристаллов рубина строится по следующим этапам:
- Подготовка ёмкости. Она должна держать соль и насыщенный водно-солевой раствор. Берут горячую воду. Процесс постепенный. Две столовые ложки разводят водой, тщательно перемешивают. Затем добавляется соль и перемешивается. осыпать нужно до тех пор, пока соль не перестанет растворяться. Для соблюдения пропорций берут подсказку: таблицу растворимости разных солей в 100 мл воды, их взаимосвязь с температурой жидкости.
- Фильтрация раствора. Раствор должен быть чистым. Грязевые примеси испортят структуру камня. В нём будут видны дефекты. Раствор остаётся на 24 часа. За этот период на дне ёмкости образуются кристаллы. Они станут основой рубина.
- Рост искусственного минерала. К образовавшемуся на дне стакана камню привязывается леска. Она наматывается на карандаш или деревянную палочку. Приспособление устанавливается на ёмкости. Кристалл находится в растворе, в подвешенном состоянии. Вода имеет свойство испаряться, насыщенный солевой раствор выделяет излишки, которые закрепляются на получаемом образце.
- Добавление раствора соли. Воды всегда нужно определённое количество, если её станет мало, кристалл перестанет расти. При нормальной комнатной температуре добавление воды проходит один раз в 2 недели.
Для получения рубинов в домашних условиях придётся ждать примерно 3 месяца. Затем камень освобождают от солевого раствора, просушивают мягкой салфеткой. Образец покрывают бесцветным лаком для ногтей в несколько слоёв.
Аппарат для работ на дому
Для создания рубинов в домашних условиях потребуется аппарат, названный по имени его создателя, – Вернейля. Методика изобретателя позволяет за 3 часа вырастить рубин весом в 30 карат.
Технология позволила создавать драгоценный материал в нужном количестве. Промышленные мощности стали активно внедрять разработку Вернейля. Время внесло свои коррективы, и сегодня такой аппарат легко собирается дома.
Составные части прибора:
- катетометр;
- механизм встряхивания;
- бункер;
- горелка;
- муфель;
- растущий кристалл;
- кристаллодержатель;
- механизм опускания кристалла.
Аппарат используют для выращивания не только рубинов. Часто в приборе создают голубой топаз, изумруды и камни с просвечивающей прозрачной структурой.
Процесс домашнего производства:
- Через воронку в бункер засыпают порошок. Состав порошка — Al2O3, добавочный компонент — Cr2O3.
- С помощью горелки подаётся пламя к нижней части бункера.
- Порошок начинает плавиться.
- Слои расплавленного порошка – это растущий кристалл рубина.
Через механизм опускания искусственный минерал передвигается вниз. В аппарате можно получить различные оттенки. Скорость образования кристалла выше, чем в ёмкости. Потребуется всего 3 часа, и рубином можно будет любоваться. Для одного образца нужны следующие объёмы компонентов:
Необработанные кристаллические образования необычайны по форме. Они оригинально схожи с природными, но в то же время всегда уникальны.
Работа с аппаратом на первый взгляд сложна и кропотлива. На самом деле, прибор, придуманный французским изобретателем более 100 лет назад, не создаст особых проблем. Его собирают из частей, которые есть в хозяйстве у практичных людей. Сделать аппарат и приобрести порошок — основные этапы подготовки.
Рекомендуем почитать: Ювелирное украшение жизни – Горный хрусталь
Экономические расчёты
Домашние технологии всегда дешевле. Можно рассчитать стоимость всех компонентов, затрат, и определить примерную стоимость получаемых образцов. Что берут в расчёт рубина:
- стоимость частей прибора;
- затраты на электроэнергию;
- цена на приобретение порошков для основы кристалла.
Даже примерные расчёты покажут выгоду. Стоимость всех составляющих не составит и 500 рублей. За такие деньги сложно купить ювелирное изделие из рубина красивого вида и отличного качества. Процесс не должен пугать домашних экспериментаторов и законностью.
Регулируются государством природные минералы, синтетические под действие документов не попадают. Если принято решение открыть небольшое производство, его следует зарегистрировать в установленном порядке.
Душа будет на месте, работа принесёт только удовлетворение.
Драгоценный камень, созданный самостоятельно, станет гордостью. Умелец постепенно научится менять оттенки рубинов. Следующим шагом будет творческая работа над полученными образцами, преобразование их предметы дизайна интерьера и оригинальные украшения.
Источник: https://vkamen.ru/interesno/vyrashhivanie-kristallov-rubina
Изготовление искусственного камня в домашних условиях
Озадаченные поиском оригинальных бизнес-идей, предприимчивые граждане задумываются о выращивании кристаллов рубина в домашних условиях, как о перспективном в финансовом плане занятии. Рассмотрим несколько вариантов производства искусственных драгоценных камней кустарным способом.
Оригинальная бизнес-идея подразумевает отсутствие конкуренции на рынке. Наличие такого фактора прямо влияет на рентабельность производства, суля предпринимателю солидные барыши.
Изготовление искусственных камней, которые можно использовать в ювелирных изделиях – идея не нова, но, благодаря трудоемкости технологического процесса, не пользуется популярностью в среде начинающих бизнесменов.
А зря – ведь при минимальном капиталовложении, наличию рынка сбыта и, конечно же, целеустремленности вкупе с терпением, можно получить стабильно-растущий доход, если инвестировать в производство.
Изготовление искусственного рубина
Чтобы вырастить кристаллы рубина в домашних условиях, необходимо воспользоваться методом О.
Вернейля – французского ученого и естествоиспытателя, который более века назад совершил настоящую революцию в сфере синтеза искусственных камней, изобретя уникальный аппарат.
Вот здесь будущего предпринимателя ждет небольшое затруднение – оборудование достаточно сложное. Однако современные умельцы, пользуясь технологиями XXI века, существенно упростили агрегат. Классический аппарат состоит из следующих элементов конструкции:
- устройство для опускания кристалла;
- держатель будущего ювелирного изделия;
- муфель;
- горелка;
- бункер с отверстием для поступления кислорода;
- устройство, предназначенное для встряхивания;
- катетометр.
Внимание! Разобраться в устройстве без технических знаний, хотя бы базовых – достаточно непросто. Лучше немного потратиться и нанять для решения этой проблемы специалиста со стороны.
Что касается исходного сырья – тут все просто. Чтобы получить кристалл рубина от 20 до 30 карат, что в переводе на понятную всем метрическую систему составит вес искусственного камня от 4 до 6 грамм, потребуется:
- Порошок окиси алюминия в количестве 6 г.
- Окись хрома – 0,2 г.
Процесс выращивания затянется не более чем на 3 часа. Рентабельность предприятия рассчитать не составляет труда – аппарат работает на электричестве, «съедая» электроэнергию в количестве 1 КВт в час (то есть, потребуется 3 КВт).
Исходный материал продается в любом специализированном магазине по копеечным, в прямом смысле этого слова, ценам. На выходе получаем ювелирное изделие, которое даже без огранки будет пользоваться повышенным спросом.
Дело в том, что не все природные камни, в отличие от их искусственных собратьев, обладают той чистотой, которая преследуется ювелирами!
Факт! Прибегнув к методу Вернейля, можно вырастить так же топаз любого оттенка – голубого, белого, желтого или прозрачного.
Изготовление искусственного изумруда
Чтобы сделать искусственный изумруд в домашних условиях, следует воспользоваться гидротермальным способом выращивания этого камня.
Этот метод потребует купить соответствующее оборудование – автоклав, который в состоянии выдержать большие температуры и давление.
Здесь, как и в случае с агрегатом для выращивания рубинов, необходимо обратиться к специалистам – в любом случае, автоклав высокого давления необходимо покупать правильно спроектированный и изготовленный в промышленных условиях.
Сам процесс роста кристаллов изумруда происходит следующим образом:
- Автоклав постепенно нагревается.
- В горячем отсеке растворяется дробленый берилл, который используется в качестве затравки. Процесс происходит в водной среде с добавлением ванадия и хрома, предающих природную окраску будущему камню.
- Как только температура достигает 600 C, а давление 1,5 Кбар, растворившийся в горячем отсеке дробленый берилл переносится в холодную зону автоклава, где оседает слой за слоем на затравках, образуя искусственный изумруд.
Источник: https://gdemani.ru/svoj-biznes/izgotovlenie-iskusstvennogo-kamnya-domashnih-usloviyah.htm
Искусственный рубин: синтетический и натуральный, как отличить настоящий от подделки в домашних условиях
Рубин это один из самых известных и красивых драгоценных камней, который высоко ценится людьми уже многие тысячи лет.
Его ярко-красный цвет связывается с цветом огня или крови и символизирует жизненную силу и энергию.
Натуральные рубины редко бывают крупными и прозрачными, поэтому особо выдающиеся камни становятся национальными сокровищами в разных странах, украшают вещи королевских фамилий и аристократов.
Описание натуральных и синтетических рубинов
Натуральный рубин это очень твердый минерал, разновидность корунда. Химический состав у него очень простой – это оксид алюминия Al2O3 с микроскопической примесью хрома, которая и обеспечивает красный цвет.
Бесцветный корунд не имеет ювелирной ценности, но, благодаря своей твердости, используется в технике как абразивный материал. Другими ювелирными разновидностями корунда являются сапфир, синий цвет которого обеспечивается примесью титана и железа и бледно-зеленый искусственный амарилл.
По цвету рубины варьируют от розовых до огненно-красных и коричневых, а самым дорогим оттенком считается «голубиная кровь»: ярко-красный с примесью фиолетового. Изделия из этого камня имеют характерный стеклянный блеск.
Кроме красивого цвета для рубина характерно интересное оптическое явление – проявление шестиконечной звезды на гладкой изогнутой поверхности камня (астеризм). Это происходит из-за наложений преломления света внутри кристалла. Звездчатые рубины не гранят, а оставляют в виде кабошонов.
В настоящее время большинство «природных» рубинов в продаже являются композитными, так как прошли через процедуру заполнения стеклом, масса которого в итоге может доходить до 50 процентов от массы камня. Натуральный рубин является самым дорогим драгоценным камнем после алмаза. Рекордный по цене камень весом в 25 карат был куплен в 1995 году шейхом Брунея за 12 миллионов долларов.
Синтетическими рубинами называются камни, идентичные натуральному минералу по своему химическому составу, но полученные искусственно. Первые мелкие кристаллы рубина были получены Марком Гуденом из расплава корунда еще в 1837 году. Позже ученые научились сплавлять обломки натуральных камней в так называемые «сиамские рубины».
Таким методом французы получали ювелирные камни массой до 10 карат. Однако первый действительно искусственный рубин из окиси алюминия был получен только в конце 19 века Огюстом Вернелем. Его метод позволял быстро выращивать крупные кристаллы в промышленном масштабе и положил начало широкому производству синтетических рубинов по всему миру.
к оглавлению ↑
Основные современные методы выращивания рубинов
В настоящее время для синтеза кристаллов драгоценных камней применяется ряд промышленных методов, например:
- Метод Вернеля. Порошок оксида алюминия смешивается с хромом и маленькими порциями расплавляется в специальной горелке. На керамической подложке формируется цилиндрический монокристалл – буля диаметром около 2 см и 20-30 см в длину.
- Метод Чохральского. В этом методе монокристалл получается при постепенном вытягивании затравочного кристалла вверх от поверхности большого объема исходного расплава. Данным методом получаются драгоценные камни очень высокого качества.
- Метод зонной плавки. Это разновидность метода направленной кристаллизации, при нем исходные вещества протягиваются вдоль нагревающего элемента в молибденовой лодочке. Формирование кристалла в виде пластины происходит по частям при постепенном остывании расплава.
- Метод гарнисажной плавки. Вещество плавится и кристаллизуется в окружении его же собственных холодных зон. Для нагрева применяется высокочастотное излучение. В результате после охлаждения получаются красивые столбчатые кристаллы.
- Гидротермальный синтез. Распространенный метод для получения ювелирных кристаллов. В нем кристаллизация гидротермального рубина происходит в растворе более легкоплавких веществ (расплава свинца, бора и др.). Получаются прекрасные кристаллы размером несколько сантиметров.
Синтетические рубины применяются в промышленности для производства твердотельных рубиновых лазеров.
к оглавлению ↑
Поддельные рубины: как отличить синтетический камень от природного?
Самый надежный способ отличить синтетический у вас камень или натуральный это проконсультироваться с профессиональным ювелиром. Поскольку химический состав искусственного рубина идентичен натуральному минералу, в домашних условиях достоверно проверить происхождение камня не всегда возможно.
Есть несколько полезных советов, как определить подлинность рубина самостоятельно. Прежде всего, необходимо внимательно осмотреть камень в сильную лупу или под микроскопом.
Десятикратного увеличения с хорошим освещением будет достаточно. Синтетические рубины обычно безупречны, а натуральные имеют мелкие дефекты поверхности или трещинки.
Пузырьки и инклюзы внутри камня также указывают на его искусственное происхождение.
Из-за высокой цены и популярности, под видом рубинов нередко продаются другие минералы, стоящие гораздо дешевле. Среди них чаще всего встречаются:
- гранаты (карельские рубины). Темно-красные или малиновые камни, которые имеют довольно тусклую окраску. Они более мягкие, чем рубины;
- турмалин. Минерал красно-розового цвета, по твердости также уступает рубину;
- красное стекло;
- композитные рубины. Это низкокачественные природные рубины, трещины в которых заполнены цветным стеклом.
Существует несколько правил, как отличить рубин от подделки, особенно если она сделана не очень качественно. Прежде всего, обратите внимание на огранку: подлинный камень должен иметь точные и отточенные грани, а его имитации могут быть округлыми и сглаженными. Другой метод проверки это определение твердости.
Рубин это очень твердый камень и он оставляет бесцветные царапины на стеклянной или керамической поверхности, а монетка не оставляет на нем следа. Если ваш камень оставляет красную полосу на стекле, это говорит о том, что окрашен искусственно. От стекла рубин отличается по плотности (он в полтора раза тяжелее) и твердости (легко царапает стекло).
К сожалению, без специального оборудования отличить качественную подделку от натурального рубина может не получиться. До 19 века таких методов вообще не существовало, поэтому во многих исторических реликвиях, коронах и украшениях вместо рубинов вставлены другие самоцветы красного цвета.
к оглавлению ↑
Магические и целебные свойства рубинов
У разных народов рубины традиционно наделяются магическими свойствами. Буддисты считали, что этот камень пробуждает способности человека к искусству.
Индийские маги считали, что с помощью этого камня можно получить власть над другими людьми. Часто рубины считаются символом страсти, любви и энергии, иногда с ним связываются благородные помыслы его владельца.
Этот драгоценный камень придает силы и защищает от черной магии.
Средневековые медики использовали рубины для лечения эпилепсии, паралича и даже депрессии. Крупные камни настаивались в воде, и этот настой употреблялся для лечения кишечника и импотенции. Современная народная медицина считает, что ношение рубинов нормализует работу кровеносной системы и благоприятно влияет на сердце.
Однако чтобы камень действовал, он должен быть натуральным, так как искусственные рубины лишены магических и лечебных свойств.
К настоящему времени существует много способов выращивать крупные и прозрачные кристаллы, которые используются как в ювелирной сфере, так и в технической – например, для производства рубиновых лазеров. Однако природный рубин стоит гораздо выше искусственного и остается предпочтительнее для изготовления элитных украшений или магических талисманов.
Источник: http://gems-and-jewels.ru/sinteticheskij-rubin.html
Методы производства и преимущества гидротермального рубина
Гидротермальный рубин — искусственным образом созданный камень, характеристики которого ничем не отличаются от тех, что присущи настоящему минералу.
Природные рубины встречаются в небольшом количестве, стоимость их столь высока, что приобрести украшение с камнем могут не все граждане со средним достатком.
Создание синтетических минералов сделало рубины доступнее, упростило работу ювелиров и увеличило спрос на настоящие камни.
История и методы производства
Первый гидротермальный рубин был создан в 1837 году. Новый минерал имел кристаллическую форму, полученную из расплава настоящего камня. Создателем его считается Марк Гуден. Изобретение не стало популярным: идея о приобретении рубинов каждым, кто того пожелает, казалась обществу аристократов едва ли не кощунственной.
Тем не менее работы в этом направлении продолжились, и спустя полстолетия были созданы реконструированные рубины, более известные, как сиамские. При их создании использовались осколки настоящих рубинов, потому искусственными камнями таким минералы можно назвать лишь с натяжкой.
Пожалуй, ни одна нация не любит украшения так, как французы. Не удивительно, что именно ювелиры Франции являются первыми, кто решился отказаться от использования настоящих камней при создании искусственных. В 1892 году Огюст Вернейль синтезировал кристаллы рубина из окиси алюминия. Разработанная Вернейлем технология названа в честь своего создателя и используется в наши дни.
Метод Вернейля основывался на выращивании кристаллов. В течение дву-трех часов удавалось получить камни весом до 30 карат. Работы по созданию рубинов в условиях лаборатории были завершены и получили одобрение ученых лишь в 1902 году. Успех метода позволил создать предприятия, задача которых заключалась в создании большого количества рубинов для нужд ювелирного производства.
Синтез рубина позволил не просто расширить возможности создателей ювелирных шедевров, но и задуматься над созданием других искусственных минералов. Разработанный способ не стал единственным. В середине следующего века были разработаны и другие методы получения кристаллов:
- Метод Чохральского. Используется для выращивания монокристаллов с помощью вытягивания их от свободной поверхности. Процесс кристаллизации запускается путем введения затравочного кристалла с заранее определенной структурой и кристаллографической ориентацией. Чаще всего метод используется для выращивания кремния и германия. В модернизированном виде может быть использован для получения других минералов.
- Зонная плавка. Используется для очистки твердых веществ. Заключается в разнице между растворимостью примесей, находящихся в жидкой и твердой фазах. Является разновидностью направленной кристаллизации.
- Кристаллизация из растворов в расплавке. Минералы выращиваются из растворов, при этом необходима более низкая температура, чем при попытке вырастить камень из расплава. Метод позволяет вырастить камни, температура плавления которых достаточно высока. А также — получить более чистые и яркие кристаллы.
- Кристаллизация из газовой фазы. Используется для выращивания крупных кристаллов. Результат зависит от выбранного метода.
- Гидротермальный метод. Для получения кристаллов используют глинозем, кремнезем и хром. Подготовленные компоненты помещаются в тигель, а затем в автоклав, где под воздействием температур они созревают в течение суток. В зависимости от стадии выращивания, температура меняется, что отражается на структуре кристалла, его размере и весе. Поддерживая разницу температур, удается получить крупные кристаллы совершенной формы.
Благодаря использованию нанотехнологий появились новые методы, позволяющие вырастить рубин, величиной до двух сантиметров всего за несколько минут.
Брошь с искусственными рубинами
Особенности и преимущества
Гидротермальные рубины обладают рядом особенностей, несвойственных натуральных камням. Так, цвет выращенного минерала в несколько раз более яркий, чем натурального. Кроме того, гидротермальный камень со временем не тускнеет. Подвергаясь воздействию ультрафиолета, камень сохраняет изначальный цвет и блеск, что позволяет носить украшение из минералов продолжительный период.
В отличие от натуральных, искусственные рубины лишены изъянов, ничто не нарушает их структурную целостность, что позволяет ювелирам создавать непревзойденной красоты шедевры. Искусственно созданные минералы твердые, способны выдержать тяжелые удары. Они лишены всех недостатков, присущих натуральным рубинам.
Цвет искусственных камней может быть разным. Изначально все, полученные при помощи введения в кристалл рубина микроскопических долей хрома рубины, бесцветны. В процессе производства к кристаллообразной смеси добавляют примеси.
Наибольшей ценностью обладают камни, сочетающие в себе красный и фиолетовый оттенки. Такой цвет получил наименование «Голубиная кровь». Не менее ценными являются рубины, в которых удалось достичь эффекта астеризма. При изготовлении такого камня температуру видоизменяли таким образом, чтобы внутри полученного кристалла оказалась помещенная звезда.
Некоторые рубины столь совершенны, что в точности имитируют знаменитый «Кошачий глаз».
Химический состав натуральных и гидротермальных минералов полностью совпадает. Найти существенные отличия способен только специалист с большим опытом работы. Искусственные камни нельзя рассматривать как подделку.
Стоимость их на рынке в несколько раз ниже, перед покупкой украшения продавец всегда предупреждает о качестве использованных для его создания камней.
Таким образом, если при покупке украшения с гидротермальными рубинами покупателю известно об истинной природе камней, речи о подделке не идет.
Совсем другое дело, когда такие камни пытаются выдать за настоящие. В этом случае продажа украшения может рассматриваться как попытка обмана. Любопытный случай произошел в середине прошлого столетия на аукционе Сотбис. Один из покупателей заинтересовался колье из рубинов, автором которого являлся ювелир из Италии.
Украшение продавалось как подлинное, но после его покупки было выяснено, что ни один камень в нем не является настоящим. Случай этот не был единственным.
Ни один из ювелиров, проверявших колье перед выставлением на аукцион, не смог определить подлинность камней, столь качественно они были изготовлены. Между тем задачи обмануть покупателя у продавца не было.
Украшение было создано в 1917 году, и об искусственных камнях тогда едва ли кто задумывался.
Производства по созданию искусственных камней имеются в Швейцарии, Франции, Германии, США, Великобритании и России. Предприятия по производству камней созданы также в Японии, Израиле и Индии. Ежегодно в мире создается несколько сотен миллионов каратов гидротермальных минералов.
Как отличить натуральный камень от искусственного?
Принятие различных законов, защищающих права покупателей, в том числе и тех, кто пытается приобрести драгоценности, не уменьшает количества потерявших свои деньги после покупки подделки. На сегодняшний день существует несколько методов, позволяющих провести четкую грань между натуральными и искусственными камнями:
- под воздействием ультрафиолета искусственный камень не видоизменяется, натуральный поглотит лучи;
- искусственные рубины несколько легче натуральных, но для сравнения нужно иметь несколько камней, по поводу качества одного из которых имеется 100 % уверенность;
- натуральные камни могут иметь трещинки и пузырьки, искусственные — идеальны.
К несчастью, описанные методы являются единственно доступными для проверки. Химические и физические свойства натуральных и искусственных камней совпадают, разница имеется лишь в природе их происхождения. В связи с этим перед покупкой украшения следует требовать подтверждающие качество сертификаты, а в случае сомнения — и проверки с помощью оборудования.
Рекомендуем похожие статьи
Источник: https://okaratah.com/dragocennye/rubin/gidrotermalnyy-rubin.html
Искусственное выращивание рубинов (стр. 2 из 5)
Кристаллы, выращенные по методу Вернейля, известны как були (бульки), по-видимому, в связи с тем, что первоначально они имели примерно округлую форму.
(Термин «буля» широко использовался при описании популярной во Франции игры, в которой тяжелые шары диаметром около 10 см стараются подкатить как можно ближе к Цели).
Этот термин, введенный Годеном и применявшийся Вернейлем, теперь стал обычным в лексиконе специалистов по выращиванию кристаллов и геммологов, несмотря на то, что кристаллы, которые выращивают сейчас, имеют цилиндрическую форму.
В 1900 г. ассистент Вернейля Марк Паккье демонстрирует рубины на Всемирной выставке в Париже. Отчет о камнях написал геммолог И. Фридлендер, который пришел к выводу, что рубины получены новым методом, а не по технологии женевских. Рубины на Парижской выставке пользовались большим спросом, хотя детали процесса не раскрывались до 1902 г.
Начиная свой первый письменный отчет, который был опубликован спустя два года, Вернейль отмечает, что Годен применял слишком высокие температуры и поэтому у него получались непрозрачные кристаллы. Новая идея Вернейля заключалась в применении вертикальной горелки с подачей порошка глинозема в пламя через поток кислорода.
Порошок встряхивается в потоке газа под действием вибратора с 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 муфелем, 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 штифтом 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).
Частицы должны иметь правильную форму, так как только в этом случае они одинаково реагируют на воздействие вибратора. Вернейль получал глинозем из аммониевых квасцов, содержащих около 2,5% примеси хромовых квасцов. (Эта концентрация хрома обеспечивала получение камней красного цвета.
) Порошок такого состава нагревался до разложения квасцов и образования окислов, которые измельчались и просеивались через проволочное сито для селекции частиц необходимого размера.
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. Более детальное описание процесса с чертежами аппарата содержится в публикации 1904 г.
Этот аппарат вместе с первыми выращенными таким способом кристаллами теперь выставлен в Школе инженерного искусства и ремесел в Париже. Вернейль занимался также проблемой вибратора, который стряхивает порошок в поток кислорода, и позднее заменил его молоточком, работающим от мотора.
Это простое и разумное приспособление используется и в большинстве современных аппаратов, применяемых для выпуска коммерческой продукции.
Из описаний, опубликованных Вернейлем, ясно, что он был в основном доволен качеством полученных им рубинов, которые обладали «восхитительной» флуоресценцией, той же твердостью, что и природные рубины, и были пригодны для высококлассной полировки.
Однако ему не было известно, что искусственные рубины отличаются от природных камней вариациями интенсивности окраски и присутствием газовых пузырьков, возникающих тогда, когда содержание кислорода в пламени не поддерживается на необходимом довольно низком уровне.
После публикации 1904 г. Вернейль направляет свои усилия на получение сапфира. Тогда не было известно, какой элемент обусловливает синий цвет этого камня, однако ему пригодились сведения о том, что природным камням этот цвет придает совместное присутствие окислов железа и титана.
В это время Вернейль работал консультантом фирмы «Л. Хеллер и сын» в Нью-Йорке и Париже. В его сапфирах содержались добавки 1,5% окиси железа и 0,5% окиси титана вместо окиси хрома, используемой в рубинах. Синяя окраска кристаллов обусловлена довольно сложным механизмом.
Обычно цвет драгоценных камней связан с поглощением света характерной длины волны определенным элементом, особенно так называемыми переходными элементами, такими, как железо, кобальт, никель и хром.
Если из спектра белого света удалить определенную полосу цветов, то свет, попадающий в глаз, будет окрашен в так называемый дополнительный цвет. Например, рубины потому красного цвета, что хром в кристаллической решетке корунда поглощает зеленый свет.
Чтобы сапфир приобрел синий цвет, необходимо поглощение желто-оранжевого света. Такое поглощение имеет место, когда происходит электронный «скачок» внутри кристалла от атомов железа к атомам титана. Поэтому для окраски кристалла в синий цвет требуется совместное присутствие железа и титана.
В 1911 г.
были опубликованы патенты на выращивание сапфира, в последнем из которых содержались сведения об очистке от пузырьковых пятнышек, о кривых линиях роста и о растрескивании кристаллов — типичного явления для синтетических сапфиров.
В 1913 г. годовой объем производства искусственного сапфира достиг 6 млн. карат (1200 кг), а рубина—10 млн. карат (2000 кг). Вернейль, благодаря которому это стало возможным, умер 13 апреля того же года в возрасте 57 лет.
Метод Вернейля, называемый иначе методом плавления в пламени, относится к методам кристаллизации с ограниченной зоной расплава (рис. 3). Он заключается в том, что вещество в виде порошка (размер частиц 2—100 мкм) сыплется из бункера через газовую горелку и попадает на верхний оплавленный торец монокристаллической затравки, медленно опускающейся с помощью специального механизма.
Пролетая через кислородно-водородное пламя, частицы шихты оплавляются и попадают в тонкую (толщиной ~ 0,1 мм) пленку расплава. Так как затравка медленно опускается, то пленка расплава кристаллизуется с нужной скоростью, постоянно пополняясь сверху. При согласованном расходе шихты, водорода и кислорода и скорости опускания затравки толщина пленки поддерживается практически постоянной.
На рис 4 приведена фотография установки КАУ-1 для кристаллизации по методу Вернейля. Эта установка позволяет выращивать кристаллы в форме стержней диаметром до 20 мм и длиной до 500 мм (рис.5). С целью уменьшения остаточных напряжений в кристаллах разработаны различные конструкции газовых горелок, создающие дополнительный обогрев кристалла при его росте.
В этом случае диаметр кристалла может достигать 40 мм.
Распространение метода Вернейля связано с успешным его применением для выращивания монокристаллов рубина, лейкосапфира, алюмомагниевой шпинели MgAl2 O4 и рутила ТiO2 .
Метод Вернейля обладает рядом преимуществ, среди которых следует выделить:
– отсутствие контейнера, в результате чего снимаются проблемы физико-химического взаимодействия расплава с материалом контейнера, а также проблема возникновения остаточных напряжений из-за упругого воздействия стенок контейнера;
– возможность проведения процесса кристаллизации в области 2000° С на воздухе, причем окислительно-восстановительный потенциал атмосферы кристаллизации регулируется за счет изменения относительного содержания кислорода и водорода в пламени;
– техническую простоту и доступность наблюдения за ростом кристаллов.
Метод Вернейля, однако, имеет определенные недостатки, к которым следует отнести:
– трудность подбора оптимального соотношения между скоростью опускания затравки, подачей шихты и расходом рабочих газов;
– возможность попадания в расплав примесей из рабочих газов, поскольку расход их значителен (02 0,7 м3 /ч, Н2 1,5—2 м3 /ч), а также из воздуха и керамики печи;
– развитие высоких температурных градиентов в зоне кристаллизации (30—50 град/мм), способствующих возникновению в кристаллах больших внутренних напряжений (до 10—15 кГ/мм2 ).
Метод Вернейля технически просто позволяет видоизменять форму растущего кристалла. Например, несоосность горелки и механизма перемещения позволяет выращивать кристаллы в форме труб (рис. 6, а). Этот способ позволяет также получать керамические трубы, используемые для изготовления муфелей печи аппарата Вернейля.
Источник: http://MirZnanii.com/a/326107-2/iskusstvennoe-vyrashchivanie-rubinov-2
Загрузка...
