Кристаллизация может происходить различными способами:.
1.
Из расплавленного вещества при охлаждении. В этом случае высокие температуры неизбежно приведут к тому, что большая часть материала драгоценных камней расплавится, и классическим приемом должен быть способ Вернейля — плавление в пламени. Для того чтобы использовать материал в качестве драгоценного камня, необходимо наличие отдельных кристаллов, а не поликристаллических агрегатов и применение методов, обеспечивающих получение именно кристаллов. Ростом отдельных кристаллов можно управлять при помощи изменения температуры вдоль длинного узкого тигля; кроме того, эти кристаллы можно «вытянуть из расплава», как в методе Чохральского.
2.
При выделении вещества из насыщенного раствора. В природе растворителем может быть не только вода, холодная или горячая, содержащая газ или кислоту, но и расплавленная порода; при этом температура или давление (или и то, и другое) могут быть исключительно высокими. Гидротермальный синтез осуществляется в автоклаве, обычно при умеренных температурах и давлениях от средних до высоких. Методы плавления с добавлением флюса предусматривают использование тугоплавких растворителей.
3.
При сублимации паров вещества, т. е. путем непосредственного перехода в твердое состояние, минуя жидкую фазу.
4.
Осаждением вещества из раствора, его содержащего, когда оно свободно выпадает в осадок при химической реакции.
Для синтеза драгоценных камней методы 3 и 4 в настоящее время применяются редко.
При прочих равных условиях, чем проще состав вещества, тем легче получить это вещество; вместо образования одного вещества сложного состава может существовать тенденция к выпадению двух или более различных веществ, если только условия выдержаны не очень точно. Приведем пример: если три молекулы — окись бериллия (ВеО), глинозем (А1
0
) и кремнезем (Si0
) — соединить в различных пропорциях, они дадут разные минералы; в одной экспериментальной работе показано, что при определенных условиях сначала образуется кварц в форме тридимита, а затем, по мере постепенного повышения температуры, берилл и наконец фенакит. Кроме того, эта проблема осложняется тем, что некоторые вещества, например кремнезем, будут кристаллизоваться в различных формах в зависимости от условий температуры и давления. Простейшими по составу среди драгоценных камней являются алмаз (кристаллический углерод С), корунд (кристаллическая окись алюминия А1
0
), шпинель (кристаллическая окись магния и алюминия MgAl
0
) и кварц (кристаллический кремнезем SiO
). Берилл (кристаллический алюмосиликат бериллия Be
Al
(Si
O
)) по составу более сложен, но из-за относительного недостатка высокосортного природного изумруда его синтез привлекает значительное внимание. Обсудим