металл
процессы внутри проекта
браслети в чотири ряди

Синтетическая шпинель

Синтетическая шпинель

Этот материал редко производят дляимитации природной шпинели. Обычно он предназначается для имитации таких камней как синий циркон, аквамарин, топаз, александрит и сапфир. Свойства всех этих камней совершенно отличны от свойств природной шпинели, и, несмотря на близкий облик имитации, их можно легко распознать с помощью простых методов, только в редких случаях прибегая к микроскопу.
У синтетической шпинели (за исключением красной разновидности (рис. 9.12), которая была выпущена небольшой партией) изогнутые линии роста практически незаметны, и большинство камней не содержит пузырьков. Оба этих обстоятельства обусловлены сравнительно медленным ростом булей. Отсутствие линий роста и пузырьков наблюдается и в желтых синтетических корундах, которые (согласно данным профессора В.Ф. Эпплера) также обычно растут медленно. Если у синтетической шпинели пузыри все же есть, то они могут иметь очень причудливую форму, хотя иногда встречаются мелкие сферические пузырьки. Чаще, однако, в камне видны сильно вытянутые пузыри, I юредко ориентированные в одном направлении, и крупные "профилирован-
Рис. 9.12. Изогнутые полосы и облака пузырьков в синтетической красной шпинели.
ные" пузыри, похожие на большой закрытый зонт или бутылку, сделанную неопытным стеклодувом. Как показал доктор Э. Гюбелин, крупные пузыри часто повторяют форму отрицательных кристаллов, более или менее гексагональных в поперечном сечении, причем пузыри могут быть сгруппированы в плоскостях, перпендикулярных тригональной оси решетки, в виде шестиугольника. В этом случае они очень похожи на природные образования, за которые начинающие геммолога их и принимают.
А. Дж. Брибарт впервые наблюдал и описал двухфазные включения в синтетической шпинели. Они представляют собой небольшие плоские пустоты, заполненные жидкостью или газом, зачастую-соединенные тонким каналом с аналогичной плоской полостью, параллельной первой и расположенной под ней. Кроме того, в синтетической шпинели иногда наблюдаются небольшие, похожие на запятую пузырьки. Все разнообразие форм пузырьков чрезвычайно интересно для увлеченного геммолога, однако, к счастью, у синтетической шпинели имеется много других характерных признаков, позволяющих распознать ее без особого труда.
Как уже было отмечено, состав синтетической шпинели сильно отличается от состава природной значительным избытком окиси алюминия. Это сказывается на ее физических свойствах, в частности ее показатель преломления повышается до значения 1,727, которое обычно варьирует лишь на одну единицу в третьем знаке после запятой. Природные шпинели, если они не содержат более 2% ZnO или Сг
0
, имеют показатель преломления от 1,715 до 1,720. Удельный вес синтетических камней равен 3,63-3,64, природных 3,58-3,60 (за исключением цинкосодержащей синей шпинели, у которой как плотность, так и показатель преломления могут быть значительно выше). Другой особенностью синтетической шпинели, обусловленной избытком окиси алюминия, имеющей тенденцию превращаться в условиях напряженного состояния в корунд, является очень характерное при работе со скрещенными поляроидами аномальное двупреломление. Автор назвал его муаровым погасанием (рис. 9.13). Это особенно следует помнить, когда определяются мелкие, ограненные багеткой, камни бесцветной синтетической шпинели, имитирующие алмазы в ювелирных изделиях.
Если у камня в изделии, целиком погруженном в иодистый метилен, нет рельефа, то можно быть уверенным в том, что это не алмаз, а муаровое погаса-
Рис. 9.13. Синтетическая шпинель между скрещенными поляроидами; видны "муар" и пузырьки.
ние покажет, что это синтетическая шпинель, а не синтетический сапфир или свинцовое стекло. Хотя мы и начали этот раздел с утверждения о подчиненной роли микроскопических исследований при идентификации синтетической шпинели, следует помнить, что бесцветная синтетическая шпинель часто используется при изготовлении составных камней, поэтому если заключение делается лишь на основании измерения показателя преломления на площадке камня, то не исключены ошибки.
Для идентификации синтетической шпинели, особенно ее очень популярных голубых разновидностей, имитирующих аквамарин, можно использовать фильтр Челси и спектроскоп. Почти всегда синяя окраска шпинели обусловлена кобальтом. Следствие этого — поглощение в желто-зеленой и полное пропускание в дальней красной области спектра, что в свою очередь приводит к тому, что под фильтром Челси камень выглядит ярко-красным. Природные голубые шпинели, если их рассматривать через фильтр, также могут иметь слегка красноватый оттенок, однако их едва ли можно принять за синтетические камни, поскольку свойственный им голубой цвет при дневном освещении сильно отличается от цвета синтетической шпинели.
С помощью спектроскопа можно увидеть в спектре синей синтетической шшпинели три широкие полосы поглощения, обусловленные кобальтом. У бледно голубых камней, имитирующих аквамарин, эти полосы едва заметны, но у • иних, напоминающих сапфир, камней они интенсивны и столь широки, что почти сливаются в одну полосу, простирающуюся от оранжевой до зеленой областей спектра. Темно-синие камни дают в отраженном свете красные рефлексы, позволяющие установить их природу невооруженным глазом. Обычно в эти камни для улучшения их цвета вводят небольшое количество хрома, который вызывает красную флюоресценцию в ультрафиолетовых лучах или между скрещенными фильтрами.
Реже в ювелирном деле применяется синтетическая шпинель других окрасок. Привлекательный розовый цвет, напоминающий цвет розового берилла (воробьевита), получается при добавке железа, бледный желтовато-зеленый — при добавке марганца. Присутствие в шпинели марганца приводит к появлению интенсивной зеленой флюоресценции в ультрафиолетовом свете и дает в спектре две полосы поглощения в фиолетовой области. Может быть получена синтетическая шпинель, напоминающая по цвету александрит и так же, как и он, изменяющая окраску при смене освещения, однако такие камни встречаются редко. Естественно, у такой шпинели отсутствует дихроизм, что в сочетании с изотропностью и более низким показателем преломления позволяет сразу же отличить ее от настоящего александрита (хризоберилла). Во всяком случае, эта разновидность синтетической шпинели по внешнему виду гораздо больше похожа на александрит, чем широко распространенные синтетические корунды, окрашенные ванадием.
Бесцветная синтетическая шпинель очень чиста, прозрачна и совершенно лишена какого-либо оттенка. Несмотря на то, что ее дисперсия (0,020) в интервале линий В и G солнечного спектра лишь немного выше дисперсии корунда (0,018), она дает значительно больше "огня", чем корунд, и часто применялась для имитации алмаза, особенно когда камни гранили в форме багетки. Это делает менее заметным недостаток игры и блеска у шпинели по сравнению с алмазом, чем в случае бриллиантовой огранки. Погружение в иодистый метилен и осмотр между скрещенными поляроидами — вот самые простые методы определения бесцветной синтетической шпинели. Еще один полезный диагностический признак — ее интенсивная голубовато-белая флюоресценция при облучении коротковолновым ультрафиолетовым светом.
Как-то на рынке появилась небольшая партия красной синтетической шпинели, полученной методом Вернейля, однако в настоящее время ее производство, по-видимому, прекращено. У этих камней соотношение между окисью магния и окисью алюминия было почти таким же, как и у природных шпинелей. Они содержат повышенное количество хрома, обусловливающего их насыщенный красный цвет, довольно высокие показатель преломления (1,725) и плотность (3,60). Под микроскопом легко различаются любопытные изогнутые цветные полосы, заметно отличающиеся от полос, наблюдаемых в вернейлевских рубинах, а также "облака" мелких пузырей. Камни, как и следует ожидать, дают красную флюоресценцию в скрещенных фильтрах или при облучении длинноволновым ультрафиолетовым светом, однако у них отсутствует группа флюоресцирующих линий, напоминающих трубы органа, столь характерная для спектра природной красной шпинели. Полоса испускания в основном располагается при 685 нм.
Все это относится и к прекрасным кристаллам красной синтетической шпинели, полученным методом выращивания из раствора в расплаве. Этим методом выращивались не только красные, но также синие, зеленые, желтые и бесцветные кристаллы в виде небольших эффектных друз, предназначенных главным образом не для огранки, а для непосредственного использования в ювелирных украшениях, как того требует современная мода. Такие друзы можно сразу отличить от природных шпинелей по форме и по ярким кричащим цветам. Кроме того, как и все синтетические кристаллы, они весьма шероховаты на ощупь, как это заметила Д. Левель из Парижской геммологической лаборатории.