Гидротермальный способ выращивания камней

Гидротермальный драгоценный камень: аналог или подделка?

Лабораторный камень нередко путают с подделкой из стекла и пластмассы. Но это в корне неверно: гидротермальный камень является полноценным аналогом. Выращенный в лаборатории, он демонстрирует все свойства природного минерала: цвет, блеск, структуру, твердость, прозрачность. И если искусственный камень является лишь имитацией драгоценного, то синтезированный аналог — полным повторением, хоть и менее ценным и более дешевым.

Кстати, подобные выводы справедливы для всех лабораторных драгоценных камней. Например, здесь мы поделились интересными фактами и мифами о выращенных специалистами алмазах.

Основой для гидротермального минерала всегда выступает натуральное сырье. Например, в производстве синтезированного изумруда используются маленькие кусочки природного берилла. Затравку помещают в раствор вместе с другими составляющими: оксидами алюминия и бериллия, кремнеземом и хромом, и затем отправляют в автоклав, где процесс развития кристалла происходит под воздействием высокого давления (700−1400 атмосфер) и температуры (до 1000 °C).

Химические свойства гидротермальных камней и природных идентичны, визуально они также очень схожи. Разницу можно заметить только при тщательном исследовании под большим увеличением.

Отличия гидротермальных камней от натуральных

Гидротермальные камни часто превосходят природные по качеству: они более яркие и чистые. Кроме того, залежи некоторых драгоценных камней очень ограничены, и оттого стоимость минерала порой оказывается заоблачной.

Более дешевые и при этом высококачественные гидротермальные камни сегодня все чаще используются в ювелирных изделиях демократичной ценовой категории, в то время, как украшения с природными минералами может позволить себе далеко не каждый.

Какие камни чаще всего выращивают гидротермальным способом

Гидротермальные корунды (сапфиры и рубины) широко представлены на ювелирном рынке. Натуральный рубин без дефектов в природе встречается крайне редко. Синтезированные же минералы — ровные, чистые, без внутренних трещин, насыщенные, лишь с микроскопическими включениями пузырьков воздуха. Внешне же камень выглядит безупречным.

Тоже самое касается и гидротермальных изумрудов. При изучении с помощью микроскопа в них можно найти визуальные отличия от природного минерала: коричневатые примеси из-за присутствия оксида железа и включения в виде крошечных пузырьков и трубочек.

Природный изумруд, конечно, и сам по себе зачастую имеет несовершенную внутреннюю структуру, включения слюды и пирита. Но и с такими дефектами натуральный камень стоит гораздо дороже лабораторного аналога.

Широко распространено производство гидротермального горного хрусталя. Лабораторный бесцветный кварц также имеет полное совпадение со своим природным собратом как визуально, так и в строении. Современные технологии позволяют выращивать достаточно крупные кристаллы кварца, которые при этом сохраняют свой цвет и прозрачность, что довольно редко встречается в природных условиях.

В лабораториях выращивают и другие разновидности кварца: цитрины, аметисты, аметрины.

На развитие драгоценного камня в природе условиях уходят миллионы лет, а в искусственно воссозданных условиях достаточно крупный кристалл можно вырастить за несколько недель. И благодаря стремительному развитию науки, сегодня мы имеем возможность приобрести изумруд, сапфир или рубин абсолютно идентичный натуральному по химическому составу и не уступающий по красоте, за существенно меньшие деньги.

Кстати, в Германии гидротермальные изумруды уважительно называют «культурными». Сложно не заметить определенное сходство с культивированным жемчугом, в развитии которого человек также принимает непосредственное участие: многие из сортов этого драгоценного камня выращиваются на специальных фермах.

Какие камни не бывают гидротермальными?

К сожалению, далеко не любой камень получается вырастить в лабораторных условиях. Так, опалы к украшениях демократичной ценовой категории — всегда синтетическая имитация. Однако, даже если вы покупаете камень за большие деньги, важно быть уверенным в его натуральности. Для этого существует несколько способов проверки опала.

Несколько сложнее дело обстоит с алмазами. Какие только способы и материалы не используются в ювелирной индустрии, чтобы повторить или превзойти красоту этого камня. Наиболее известными и совершенно легальными имитациями являются муассанит (который даже превосходит бриллиант по внутреннему «огню») и фианит. В среднем муассанит ощутимо дороже фианита, однако и второй (если это очень качественный камень) нередко используется в достаточно дорогих украшениях известных брендов.

Если же после покупки украшения, у вас возникли сомнения в его качестве или вы заподозрили подлог, вам полезно будет узнать о том, как и в каких случаях возможен возврат ювелирных изделий. Поскольку процедура имеет свои особенности и ограничения.

Подписывайтесь на Jewellery Mag в Google Новости и Telegram-каналe, чтобы первыми узнавать о новых публикациях. Самые интересные статьи за месяц ждут вас в нашей регулярной рассылке.

Источник

Гидротермальный метод

Гидротермальный синтез – процесс роста кристаллов в условиях высоких температур и давления. Поэтому данный процесс проводят в специальных толстостенных сосудах – автоклавах, изготовленные из специальной антикоррозийной и жаропрочной стали. Автоклав, показанный на рисунке, невелик, его рабочий объем составляет около 250 мл, что позволяет вырастить за один цикл роста около 100 г изумрудных кристаллов. Автоклавы для гидротермального роста кристаллов кварца намного больше – до 6 м3 и позволяют выращивать до полутонны кристаллов за один цикл роста.

Суть гидротермического роста кристаллов изумруда с использованием технологии «Русский Изумруд» заключается в следующем. В нижней части рабочей полости автоклава заполняется заряд (4) – измельченный натуральный берилл, не пригодный для ювелирных изделий. Над ним расположена диафрагма (5) – стальная круглая пластина с отверстиями, разделяющая рабочую полость автоклава на две зоны: растворение (под диафрагмой) и рост (над диафрагмой). В зоне роста помещается рама (6) с одним или несколькими семенами (7) – прямоугольными тонкими пластинами, вырезанные из кристаллов изумруда самого высокого качества, выращенных в предыдущих циклах. Вдоль внутренней полости добавляется необходимое количество воды и минерализатора (смесь определенной композиции, которая увеличивает растворимость берилла в гидротермальном растворе). В качестве минерализатора в технологии выращивания “Русского Изумруда” используются соли, которые присутствуют в реальных пегматитовых процессах, в которых происходит образование природных кристаллов берилла.
Таким образом, в качестве исходных продуктов в технологии выращивания “Русского Изумруда” используются природные вещества, либо их полные аналоги. Загруженный автоклав запечатывается в верхней части и помещается в специальную вертикальную печь, в которой автоклав нагревается до примерно 600 ° С, а давление в нем увеличивается до 1500 атм.

Более того, нижняя часть автоклава (зона растворения) нагревается до более высокой температуры, чем верхняя (зона роста). В зоне растворения гидротермальный комплекс зарядовых компонентов (берилл) крайне насыщен. Насыщенные растворы из зоны растворения в результате естественной тепловой конвекции входят в зону роста, где они охлаждают и становятся перенасыщенными. Избыток вещества из пересыщенного раствора оседает на затравочных пластинах – так и растет кристалл изумруда. Общая продолжительность одного цикла роста составляет 1 месяц, в течение которого один или несколько кристаллов изумруда вырастают до 100 г общего веса с общей длиной до 19 см и толщиной до 2,5 см.

Источник

Гидротермальный метод выращивания кристаллов

Какие минералы получают гидротермальным методом

Гидротермальный метод подходит для роста:

• бериллов: изумруда, а также красного, оранжевого, фиолетового оттенков, биксбита, морганита, аквамарина, параибы;
• корундов: желтых, синих, зеленых сапфиров и рубинов;
• кварцев: аметистов, цитринов, дымчатого (раухтопаз), горного хрусталя, двухцветного аметрина, а также фантазийных синих и голубых цветов.

С гордостью отметим, что RusGems – единственная компания в мире, которая выращивает изумруд колумбийского цвета – самую дорогую разновидность!

В результате роста мы получаем кристаллы-пластинки изумруда или корундов сравнительно небольшого размера (до 9 мм в высоту) с природными включениями. В зависимости от условий роста, они также могут обладать абсолютной чистотой и разным уровнем прозрачности. При этом мы получаем 100 % аналог натуральных камней: те же оптические, физические и химические свойства.

Для создания таких синтетических драгоценных вставок необходимо использование особых тиглей (емкостей) из тугоплавких металлов (в том числе золота, платины и иридия), поскольку в природе процесс роста требует множества условий, в том числе: высоких температур, давления и времени. Всё это значительно влияет на цену полученного материала.

Что касается кварца, то в ювелирном мире это сравнительно дешевый камень, самыми известными представителями которого являются: аметист, цитрин (желтый), празиолит (зеленый), розовый и лавандовый кварцы и особенно популярные в России – горный хрусталь и раухтопаз (дымчатый кварц). Так как в природе они образуются в менее сложных условиях, то и в лабораторном варианте кварцы получаются менее затратными и могут вырастать до, по сути, гигантских размеров – несколько килограммов. При этом гидротермальные кварцы в абсолютном большинстве чистые и не имеют примесей или включений, что соответствует лучшим представителям их натуральных собратьев.

Рост гидротермальных кристаллов осуществляется в герметичных сосудах высокого давления (автоклавах), позволяющих проводить процесс синтеза при температурах более 600˚С и давлении свыше 1000 атмосфер. В них находятся природные кристаллы низкого качества, растворённые в водных растворах кислот или щелочей и затравка из натурального минерала (берилла, сапфира или кварца). Основную роль играет вода, растворяющая способность которой резко возрастает при высоких температурах и давлениях, обеспечиваемых в автоклаве. По сути, процесс кристаллизации происходит в результате температурного перепада: перегретый раствор внизу автоклава движется в верхнюю более холодную часть, где осаждается (кристаллизуется) на затравочных пластинах. Этот процесс непрерывен.