литая культевая штифтовая вкладка
стоматологические гипсы для отливки цоколей разборных моделей
способи одержання суспензії

Выращиваиие изумруда из расплавленного флюса

Выращиваиие изумруда из расплавленного флюса

Читатель, по-видимому, уже заметил, что все описанные выше синтетические ювелирные материалы являются окислами. Вообще говоря, силикаты не могут быть синтезированы методом Вернейля, поскольку этот процесс основан на кристаллизации из расплава при быстром охлаждении, а большинство силикатов в таких условиях превращается в аморфное стекло.
Сообщалось, правда, о возможности получения изумруда модифицированным методом Вернейля, однако, поскольку все синтетические изумруды, используемые в ювелирном деле, получены различными способами, но всегда при медленной кристаллизации из расплава или раствора, при определении изумруда необходимо выбросить из головы все характерные особенности вернейлевских синтетических камней — изогнутые линии роста, пузыри и т.д.
Синтез кристаллов изумруда, пригодных по размерам для огранки, впервые осуществил в 30-х годах нашего столетия доктор Г. Эспиг с коллегами. Они работали в исследовательских лабораториях гигантского немецкого химического концерна "И.Г. Фарбениндустри".
Процесс, описанный доктором Эспигом, был в основных чертах похож на процесс, использованный в ранних экспериментах Отфеля и Перре в 1888 г. По способу Эспига окислы бериллия и алюминия растворяют в кислом молибдате лития в большом платиновом тигле. На поверхности расплава плавают
Рис. 7.6. Схема, иллюстрирующая процесс И.Г. Фарбена — выращивание синтетических изумрудов из расплавленного флюса.
куски кварцевого стекла, ниже которых расположена платиновая сетка с помещенными на нее небольшими затравочными кристаллами синтетического изумруда. Они служат зародышами, на которых в зоне взаимодействия окислов бериллия и алюминия с окисью кремния происходит кристаллизация монокристалла изумруда. В расплаве должны также присутствовать соединения хрома, чтобы придать камням желаемый изумрудно-зеленый цвет.
Оптимальная температура синтеза составляет 800°С, причем такая температура тигля должна поддерживаться в течение нескольких месяцев, чтобы можно было получить кристаллы, пригодные по размерам для огранки. Через определенные интервалы расплав должен подпитываться окислами бериллия и алюминия. Это достигается с помощью платиновой трубки, соединенной с тиглем и доходящей почти до его дна (рис. 7.6).
"Игмеральды" — так назывались эти камни — производились уже в достаточном количестве, однако до рынка они так и не дошли: в связи с войной их производство было прекращено.
После войны наиболее значительным производителем синтетических изумрудов стал Кэрролл Чэтем — химик из Сан-Франциско. Его метод хранится в секрете, но, несомненно, он является усовершенствованным методом, который использовала фирма "И.Г. Фарбениндустри" и экономичность которого оставляла желать лучшего. Внутренние особенности, внешний вид, физические свойства "игмеральда" и изумруда Чэтема очень близки, что можно объяснить только большим сходством методов их синтеза.
В настоящее время в промышленных масштабах производится синтетический изумруд трех типов, которые будут описаны ниже.
Кристаллы изумруда, синтезируемые К. Чэтемом, обычно короткие и толстые, имеют форму простых призм с базальной плоскостью и очень похожи на природные кристаллы, хотя у них и наблюдается тенденция к параллельному срастанию отдельных кристаллов, нередко приводящая к образованию гексагональных пустот в направлении главной оптической оси. Самый крупный кристалл, полученный Чэтемом, весит 1275 каратов и хранится в музее Гарвардского университета. Как и другие крупные кристаллы, он не имеет ювелирного качества. Ограненные камни весом более 6 каратов редки, однако образцы весом 1—3 карата продаются в настоящее время в больших количествах.
Из синтетических изумрудов, появившихся в продаже, наибольший успех, по-видимому, имеют изумруды Жильсона, изготовляемые фирмой, занимающейся в основном производством керамики.
В процессе роста большие кристаллы изначально развиваются на затравках, представленных свежевыращенными кристалликами изумруда. Технику Жильсона в настоящее время переняли в Женеве (Turgil SA).
Флюсы, используемые в этих процессах, предположительно представлены молибдатом лития с возможными добавками окиси свинца или окиси ванадия. Фотографии синтетических изумрудов Жильсона, извлекаемых из печи для роста кристаллов, показывают, что процесс может осуществляться при температурах красного каления. Схема процесса Жильсона показана на рис. 7.7 (по Нассау).
Процессы выращивания других кристаллов из расплавленного флюса аналогичны по принципу.
На настоящий момент изумруды, выращенные этим методом, уже получены многими производителями, в том числе российскими, Инамори (Киосера), Леннике и Церфасс. Вслед за ними несомненно последуют и другие. Большинство этих кристаллов имеют много общего между собой, хотя существует и ряд индивидуальных черт, которые будут рассмотрены в главе 9.
Описанный процесс касается производства изумруда, однако другие драгоценные материалы, такие как рубин и сапфир, хризоберилл и александрит, а также различные цветные шпинели и редкоземельные "гранаты", могут быть получены аналогичным способом. Свойства некоторых из этих камней будут описаны в главе 9.
Рис. 7.7. Схема, иллюстрирующая выращивание синтетического изумруда в циркулирующем флюсе.