Текст книги "Рассказы о драгоценных камнях"

Автор книги: Валерий Петров

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 13 страниц)

Весьма характерно, что все бирюзовые месторождения приурочены или к медным месторождениям, или к мелким проявлениям медных минералов, а также к областям развития коры выветривания. Бирюза везде залегает среди каолина и лимонита, часто в ассоциации с серицитом и ярозитом. Все эти минералы – типичные продукты коры выветривания. Причем выветриваются как различные лавы (трахиты и риолиты), так и различные глубинные породы (сиениты, сланцы, монцониты). Для меня было очень интересным прочесть, что на одном из рудников Невады бирюза образует жилки в черном джаспероиде. Джаспероид – это кварцевая порода, похожая на яшму, иначе говоря, это описание полностью совпадает с тем, что мне пришлось видеть в Кызылкумах. Любопытно, что рудник этот называется «Смит-Блек-Матрикс» – Смитовский «с черным фоном».

Происхождение бирюзы в рудниках США, как, впрочем, и во всех других, совершенно отчетливо: бирюза – водный фосфат меди и глинозема; при разрушении – выветривании – вмещающих пород оттуда заимствуется глинозем и фосфор, а медь идет из разрушающихся медных руд или мелкорассеянных медных минералов.

Весьма характерно, что каждый рудник как бирюзовый существует очень небольшое время. Бирюзу находят тогда, когда рудник доходит до нижних границ коры выветривания, однако этот минерал быстро вырабатывается, бирюза исчезает, когда рудник полностью выходит из коры выветривания и доходит до расположенных ниже первичных руд, где медь связана с серой в колчедане, а фосфор и глинозем слагают апатит и полевой шпат вмещающих пород.

Своеобразие распространения бирюзы в рудниках находит очень интересное объективное отражение в стоимости добытого драгоценного камня.

Описаний рудников Южной Америки пока нет. Видимо, здесь не было и особого интереса к этому драгоценному минералу.

Каждый любитель камня и минералог должен иметь в виду, что для бирюзы, вопреки существующим в нашей ювелирной промышленности нормам, ценен любой, даже маленький кусочек. Любая самая незначительная вставка бирюзы в кольцо или браслет прекрасно смотрится и очень украшает изделие. В старинных серебряных кольцах и браслетах кавказских курдов-изидов, а также старинных иранских ювелирных изделиях бирюза использовалась в самых мелких вставках. Вспоминается очень красивое кольцо, где в качестве «камня» была поставлена филигранная серебряная пластинка, в которую было вделано больше десятка бирюзовых камней размером около миллиметра. Очень красив был серебряный филигранный браслет с размещенными по центру крупными бирюзовыми камнями: в самом центре камень размером около 5–5,5 мм в поперечнике, а далее более мелкие – до 2,5 мм; все это вокруг осыпано мелкими вставочками бирюзы, каждая из которых имела менее 0,5 мм в поперечнике. Конечно, использование мелкой бирюзы – это дело художника, и тут возможны самые различные решения.

Недавно в литературе был описан применяемый американскими индейцами способ отделки мелкой бирюзы для вставки в кольца, браслеты и другие недорогие ювелирные изделия. Рекомендуется в металлическое кольцо на эпоксидной смоле вставлять возможно плотней кусочки мелкой бирюзы. Иногда в центре такой композиции или как-нибудь иначе вставляется обломок коралла для создания красновато-розового пятна на голубом фоне. После затвердевания эпоксидной смолы вся мозаика шлифуется и полируется совместно.

Бирюза очень хорошо выглядит в неправильных и плоских камнях, поэтому в старинных иранских изделиях часто встречались пластинки бирюзы, иногда причудливо изогнутые.

Бирюза очень благодарный камень, и человек с художественным вкусом и умелыми руками сумеет увидеть красоту даже в самом плохом кусочков.

Экономическое значение драгоценного камня

Во всем мире существует довольно крупная промышленность цветного камня, а для некоторых стран экспорт драгоценного и поделочного камня является основным источником валютных поступлений.

Потребность в цветном камне первоначально определялась стремлением украсить себя, свой быт, одежду, сбрую коня и, конечно, оружие. В качестве украшения, кроме камня, использовали кости, клыки, зубы, рога и когти животных. Бируни в своем трактате (X в. н. э.) говорит: «Вслед за одеждой идут в качестве украшений драгоценные камни… [используемые]… согласно установленному обычаю каждой местности для… мужских перстеней, царских корон… у женщин [драгоценные камни идут] на гребни, венцы, браслеты, ножные кольца, покрывала, наручные и шейные украшения и ожерелья»

На заре истории культуры камень, особенно редкий, стал также мерилом богатства. Правители даже небольшого царства, например «госпожа Шуб-Ад» из древнего Ура, осыпали одежду драгоценными камнями, массой, а также ценностью камня подавляя лишенный такого богатства простой люд.

Драгоценный камень и художественные изделия из камня до сих пор сохранили свое значение ценности, а накопление драгоценностей и сейчас иногда рассматривают как прочное помещение капитала для длительного хранения. Образцом такого «капитала» являются драгоценные сари индийской женщины, кайма которых содержит золотую нить; на руки и ноги надеты многочисленные браслеты с камнями, пальцы рук и ног украшены многочисленными кольцами и перстнями. Конечно, камень вправлен в серьги и даже вделан в проколотую ноздрю. Все это – выражение господствовавшего ранее в Индии принципа, что «женщине принадлежит только то, что на нее надето».

Кроме ценности камня, на заре человеческой истории драгоценному камню стали приписывать различные чудодейственные свойства.

Можно привести следующие старинные рецепты: «морион-камень, кто на шее носит, тот не будет страдать меланхолией, и если имеет падучую болезнь, то выздоровеет. Если воин на левой стороне в оружии своем носит алмаз, то не будет убит. Алмаз, носимый в перстне на руке, лихие сны отгоняет и приносит пользу беснующимся и лунатикам». «Изумруд аще в питие положить уймет смертоносную ядость, к укушению ядовитых змей уздравляет». «Аметист от пьянства, мысли лихие отводит».

Существуют и иные поверья. Так, указывается, что алмаз символизирует невинность, агат – долголетие и здоровье, топаз – дружбу, бирюза обеспечивает успех при продаже больных лошадей. Каждый, чтобы быть счастливым, должен носить в перстне камень того месяца, когда он родился. Для января – гиацинт или гранат, февраль – аметист, март – яшма, апрель – сапфир и алмаз, май – изумруд, июнь – халцедон или агат, июль – сердолик и рубин, август – сардоникс, сентябрь – хризолит, октябрь – аквамарин или опал, ноябрь – топаз и декабрь – хризопраз или бирюза.

Все эти суеверия удивительно живучи. Интересно пишет о некоторых из них Бируни: «Абу Зейд ал-Араджани рассказывает со слов врача об алмазе, что он убивает через некоторое время, если им напоить… он говорит, что алмаз прободает печень и кишки и на это не требуется долгого времени, но поить им – неправдоподобно [это возможно только] после того как очень сильное растирание уничтожит его острые формы… В моем присутствии собаку напоили им, но это не оказало никакого действия на нее ни сразу, ни позже» (с. 85).

В значительно более позднем (1779 г.) очень содержательном сочинении о драгоценных камнях У. Ф. Брикмана, который был «медицины доктором и герцога Брауншвейгского придворным медиком» написано вполне определенно: «Многие сочинители приписуют драгоценным камням неисчисленное множество таких свойств и действий, кои без сомнения одного только баснословия и осмеяния достойны». Лучше сказать трудно.

Драгоценный камень можно назвать первым видом полезного ископаемого, который открыл еще древний человек (рис. 18). В Европе драгоценного камня не очень много. Для Великобритании характерны халцедон и близкие к нему минералы – горный хрусталь, дымчатый кварц, цитрин; обрабатываются флюорит и некоторое количество пегматитовых минералов; на берегу собираются янтарь и гагат; добывается агат. В Норвегии разрабатываются пегматитовые жилы, довольно бедные драгоценным камнем. Добывается некоторое количество берилла. В ФРГ добывали агат, топаз, альмандин. В ГДР по Балтийскому побережью собирают янтарь, в большом количестве добывался агат. Польша имеет месторождения хризопраза, нефрита и янтаря. Чехословакия знаменита своими месторождениями кроваво-красного пиропа. Старинные месторождения опала у Червеницы также располагаются в Чехословакии, но они уже давно не разрабатываются. Швейцария знаменита горным хрусталем, однако не очень высокого качества – его кристаллы мелки, но некоторые друзы довольно красивы. Испания поставляла па мировой рынок аметист, цитрин и гагат. В Италии на острове Эльба велась добыча драгоценных камней из пегматитовых жил. Особенно известен отсюда турмалин.

Африка в общем является страной алмаза, который добывается во многих ее частях. Для Египта указываются берилл, хризолит, бирюза. В Анголе добывают алмаз и драгоценный корунд. В Экваториальной Африке есть алмаз, турмалин, кианит, ставролит, циркон, хризоберилл, топаз. Заир богат алмазами и прекрасным малахитом. В Зимбабве – алмаз, хризоберилл, топаз, гранат, пироп. Танганьика является одной из областей, особенно знаменитых своими драгоценными камнями. Здесь добываются алмаз, гранаты – альмандин и пироп, аметист, фенакит, лунный камень, ЮАР богата камнем, знаменита она своими алмазами, бериллом, турмалином, топазом, розовым кварцем и особенно большим количеством регулярно добываемого «кошачьего» и «тигрового глаза» – амфиболового асбеста, пропитанного опалом. Мадагаскар является страной, где буквально любой минерал встречается в «драгоценном варианте». Здесь известны драгоценные полевые шпаты, драгоценные сподумены – розовый кунцит и голубой гидденит, разноцветные бериллы, турмалины и гранаты, топаз, шпинель, хризоберилл, кордиерит, циркон, корнерупин, скаполит, данбурит и многие другие, более редкие.

Рис. 18. Важнейшие месторождения драгоценного и полудрагоценного камня

В Азии первое место по количеству добываемого камня занимает Индия, страна, где впервые была налажена добыча алмаза, здесь добывается сапфир, из пегматитовых жил извлекаются берилл, изумруд, турмалин, амазонит, кианит, аметист, циркон, эвклаз. Добывается большое количество агата и кварца в разных формах. В Бирме главное место занимают знаменитые россыпи в окрестностях города Могок, где скапливаются минералы из метаморфизованных известняков и пегматитовых жил. Здесь ведется добыча рубина и сапфира, шпинели, находятся наиболее крупные в мире месторождения жадеита. Добывают берилл, хризоберилл, топаз, апатит, розовый турмалин, диопсид, кианит, данбурит.

Россыпные месторождения в окрестностях города Ратнапура в республике Шри-Ланка пользуются не меньшей известностью, чем месторождения Бирмы. Здесь встречаются драгоценные корунды – рубин и сапфир, александрит (хризоберилл), берилл, турмалин, топаз, шпинель, циркон, гранат, сфен, рутил, кордиерит, андалузит, апатит, лунный камень, кварц. Таиланд поставляет на мировой рынок драгоценный корунд и циркон. Иран знаменит своей бирюзой. Афганистан издавна известен своими месторождениями ляпис-лазури; известны также месторождения шпинели и рубина. Китай добывает главным образом различные кварцевые материалы, бирюзу, офиокальцит. Известны китайский жадеит и нефрит, но пока нет уверенности, что эти поделочные материалы добыты именно в Китае, весьма вероятно, что они добываются вне Китая, а здесь только обрабатываются. В Кампучии известны месторождения драгоценного корунда и циркона. Япония на своей территории добывает главным образом кварцевые материалы.

Австралия является в настоящее время почти монопольным поставщиком благородного опала; в очень больших количествах из россыпей добывается сапфир. Известны здесь месторождения изумруда, циркона, шпинели, топаза и халцедона. Новая Зеландия известна своими месторождениями нефрита, разрабатывавшимися маорийцами еще до прихода европейцев. Для Ипдонезии (о-в Калимантан) характерны месторождения алмаза.

На Северо-Американском континенте, например для Канады, известны в первую очередь Лабрадор, затем турмалин, апатит, бирюза и халцедон. В США известно много минералов – драгоценных камней, но добывают лишь некоторые, в их числе сапфир, бирюза, варисцит, полевой шпат (амазонит, солнечный камень), топаз, драгоценный сподумен. В Мексике добывается огненный опал, гранат, кварц. В Гондурасе имеется добыча опала.

В Южной Америке на первое место выходит, пожалуй, Колумбия с ее знаменитыми месторождениями изумруда. Затем большой известностью пользуется Бразилия, в которой драгоценный камень связан с пегматитами, откуда добываются берилл, хризоберилл, турмалин, топаз. Здесь находили огромные кристаллы аквамарина и топаза, здесь же встречаются эвклаз, фенакит и скаполит. В гидротермальных месторождениях встречаются кристаллы кварца. Бразилия является главным поставщиком на мировом рынке пьезокварцевого сырья. В этой стране располагаются наиболее крупные в мире месторождения агата и халцедона. Есть указания на месторождения нефрита в Бразилии, а в россыпях добывается довольно много алмаза. Аргентина поставляет на мировой рынок берилл, розовый кварц, агат и халцедон.

Определить количество и стоимость драгоценных камней, добываемых в той или иной стране, крайне трудно. Причин этому несколько.

Первая и самая главная, пожалуй, та, что малые размеры и высокая стоимость камней способствуют утаиванию их от официального учета, контрабандному вывозу и реализации лучших образцов.

Второе – это нерегулярность добычи; отдельные месторождения дают большую добычу очень короткое время, а затем добытый камень реализуется из складов и в значительной мере учитывается как перепродажа. Однако имеющиеся данные, несмотря на неточность статистики, позволяют думать, что общие суммы стоимости добытого камня очень велики.

К сожалению, мировую статистику добычи драгоценного камня привести невозможно. Имеются только отдельные цифры.

В 1973 г. в США добыто драгоценного камня на сумму 2,7 млн. дол., а в 1979 – 8,2 млн. дол. (бирюза, опал, жадеит, изумруд, сапфир, турмалин и редчайший камень бенитоит). Наряду с собственной добычей США ввезли в 1973 г. изумруда на 32 млн. дол. и других камней па 84 млн. дол., в том числе импортированного камня ввезено из Таиланда на 11,7 млн. дол.; из Гонконга – 2,5; из Индии 1,4 млн. дол., и вывезли драгоценный камень на сумму 190 млн. долларов.

Сообщается, что Канада в горах Огден вела добычу нефрита и в 1972 г. продала этого минерала на сумму 0,2 млн. дол., из этого количества половина закуплена КНР.

В Австралии в 1973 г. опала добыто на 23 млн., а, сапфира на 13 млн. австралийских долларов (австралийский доллар примерно равен доллару США).

Добыча алмаза ведется на значительно большие суммы. Сообщается, что в 1981 г. во всем мире было добыто 10 млн. карат ювелирного алмаза и 29 млн. карат технического. Какова стоимость этого алмаза, сказать трудно, укажем только, что в том же году США ввезли 20 млн, карат технического алмаза на сумму 110 млн. дол.

Суммируя эти цифры, общую стоимость драгоценных камней, добываемых в мире в год, можно оценить примерно в 2–3 млрд. долларов. Это огромная сумма.

Сказанное выше позволяет понять, почему во всех странах к такому «пустяку», как драгоценный камень, относятся очень внимательно. Пустячок, то пустячок, но, как оказывается, весьма весомый.

Драгоценный камень, создаваемый на заводе

Огромная ценность драгоценных каплей, невероятная трудность их поисков в природе и добычи из недр всегда вызывали у человека желание изготовить такой камень искусственно. Издавна делались многочисленные поделки и подделки, имитирующие природный камень, велось изготовление сложных камней-дублетов, где верхняя часть сделана из ценного камня, а низ из дешевого, искусственно подкрашенного камня, вклеивались блестящие металлические пластинки в толщу камня и под камень, а также изготовляли стеклянные имитации – стразы. Однако все эти легко узнаваемые имитации не приносили удовлетворения ни ювелирам, ни любителям камня.

Стремились искусственно получить драгоценный камень и ученые. Успех синтеза драгоценного камня, с одной стороны, дал бы им в руки ценнейший технический материал, а с другой – позволил бы глубже проникнуть в тайны природы, так как только воспроизведение природного процесса в лаборатории поможет его понять и более точно судить об условиях образования того или иного минерала.

Конечно, для минералога одинаково интересен синтез любого минерала, но синтез драгоценных камней был гораздо заманчивей – ведь для драгоценного камня особенно характерно совершенство кристаллов. Чтобы получить драгоценный камень, надо разработать не только методику синтеза самого соединения, которое составляет этот камень, но суметь вырастить из этого вещества совершеннейший кристалл и, больше того, окрасить его в те же цвета, которые имеет природный камень, а это, в свою очередь, значит понять природу цвета камня.

Стремление синтезировать природные минералы восходит к самому началу минералогических исследований. Однако вначале успехи в этом направлении были не очень велики. Новочеркасский профессор-минералог П. Н. Чирминский проделал огромную работу, собрав все имевшиеся к тому времени материалы по синтезу природных минералов, и показал, что до XIX в. никаких серьезных результатов в синтезе драгоценных камней в эти годы еще не было.

Первый успех пришел в 1902 г., когда французский исследователь А. Вернейль осуществил изобретенный им метод прямой кристаллизации корунда из расплава. Этот метод стал главным источником технического и ювелирного корунда. Сейчас синтетический корунд стал важнейшим промышленным материалом.

Вторым, очень большим достижением была разработка методов кристаллизации кварца – этого важнейшего радиотехнического и оптического материала.

Третьим огромным достижением синтетической минералогии был синтез алмаза, и хотя до сих пор еще нет драгоценных синтетических алмазных кристаллов, эта разработка, безусловно, чрезвычайно важна для промышленности.

Синтез драгоценных камней – это не только успех научной теории, но в первую очередь достижение техники – создание принципиально новых установок, позволяющих получить те или иные необходимые температуры и давления, иногда очень высокие. Условия синтеза еще более осложняются тем, что среда, в которой растут кристаллы, обычно очень агрессивна и интенсивно действует на стенки реакционной камеры. Это крайне вредно, так как, во-первых, разрушает обычно очень дорогой прибор, а, во-вторых, в среду кристаллизации попадают компоненты вещества камеры и ее загрязняют. Наиболее часто реакционную камеру делают из стали, легированной хромом, никелем, кобальтом и другими металлами. Все эти металлы интенсивно окрашивают многие кристаллы и, входя в среду кристаллизации, искажают цвет растущего кристалла – драгоценного камня.

Несмотря на все трудности, ряд промышленных предприятий занимается изготовлением многих искусственных драгоценных камней: синтезируются изумруды, получаются крупные кристаллы рутила и титаната стронция, используемые как имитация алмаза. Выращиваются также многие виды редкоземельных гранатов, обладающих очень красивым цветом; синтезируется кубическая окись циркона, также используемая как синтетический драгоценный камень очень эффектных расцветок. Обзор имеющихся материалов по синтезу драгоценного камня, как нам кажется, будет довольно интересен для читателя, знакомящегося с драгоценным камнем.

Синтез корунда. Началом промышленного синтеза драгоценного корунда, как уже упоминалось, было замечательное изобретение француза А. Вернейля, который предложил очень простой способ кристаллизации тугоплавких веществ в самой горячей части пламени кислородной горелки. Не будучи уверен в промышленном осуществлении своей идеи, А. Вернейль изложил в письме содержание своего изобретения и передал это письмо в 1891 г. в запечатанном конверте Парижской академии наук на хранение на десять лет. Однако уже через три года он убедился в своей правоте, организовал фабрику по производству рубина, а в 1902 г. опубликовал суть своего метода синтеза рубина. Полностью свои установки Вернейль осуществил в 1908–1910 гг. Метод А. Вернейля оказался настолько удобным, что с небольшими усовершенствованиями сохранил свое значение до сих пор (рис. 19).

В очень краткой схеме процесс Вернейля может быть описан следующим образом. Основу установки составляет печь из огнеупорного материала с кварцевым глазком. Сверху в этой печи располагается кислородно-водородная горелка, создающая мощное, очень горячее пламя; а внизу – огнеупорная свеча, могущая двигаться вверх и вниз. Шихта в виде тонкого порошка со строго фиксированной скоростью просыпается через горелку. Проходя через горячее пламя, она расплавляется (температура плавления глинозема около 2050°) и каплями падает на свечу. Когда на поверхности свечи наплавляется достаточное количество глинозема, свеча несколько выводится из самой горячей части пламени и на поверхности свечи кристаллизуется довольно много кристаллов.

В дальнейшем, когда свеча постепенно опускается, а на нее насыпается небольшое количество шихты, здесь образуется относительно тонкий длинный стержень – «шейка», в которой происходит отбор кристаллов. Кристаллики, ориентированные неудачно по направлению к росту, уходят в бока шейки и прекращают рост. В результате через некоторое время в вершине шейки остается только один кристалл, ориентированный по направлению роста. Тогда можно постепенно увеличивать скорость подачи шихты, что, в свою очередь, позволит увеличить объем кристалла до поперечника в один-три и даже более сантиметров. Дальше скорость поступления шихты остается постоянной и постоянной сохраняется скорость опускания свечи, которая должна быть точно равна скорости кристаллизации растущего кристалла. При этом создается весьма характерная форма кристалла, получившая название бульки. На самом верху бульки располагается та ее часть, которая была в самом горячем месте пламени и где, собственно, и шла кристаллизация вещества. На поверхности бульки в отраженном свете в большинстве случаев хорошо видны кристаллические грани (рис. 20).

Рис. 19. Схема первой печи Вернейля

4 – коробка для сырья с кислородным дутьем; 6 – область плавления сырьевой смеси; 7 – печь, где идет кристаллизация; 9 – стержень, на котором растет «буля», стержень может подниматься и опускаться (10); 2, 3 – подача сырья; 1, 5 – подача газа

Рис. 20. Особенности кристаллизации були

1– жидкий расплав; 2 – зона кристаллизации; 3 – готовая буля; а – избыток расплава, буля будет плохая; б – нормальная буля; в – дефицит расплава, плохая буля

Шихта для получения рубина представляет собой тончайший порошок глинозема, получаемый прокаливанием аммониевых квасцов. Из чистого глинозема вырастает бесцветный корунд. Для окраски в красный цвет рубина в корунд должна быть добавлена окись хрома. Она добавляется отдельно или входит в состав квасцов (смешанные кристаллы алюминиевых и хромовых квасцов). Для получения сапфира в шихту добавляются закись железа и окись титана. Разработаны и многие другие способы окраски корунда. Особенной популярностью пользуется так называемая александритовая окраска, придающая камню меняющийся цвет.

Синтез рубина был огромным техническим достижением. Получен был не только искусственный драгоценный камень, но и ценнейший технический продукт. Издавна рубин и сапфир использовались как антиабразив, и в хорошие часы обязательно как подпятники вставляли именно рубин или сапфир, причем необходимы были самые лучшие драгоценные камни. Поэтому часы с «каменными» подпятниками (часы на 5 или 8 камнях) стоили баснословно дорого. Синтез рубина позволил почти все виды часов снабдить камнями, что, конечно, сильно увеличило точность часов. Мало того, что появилась возможность использовать рубиновые подпятники, они стали много лучше, чем подпятники из настоящего рубина, так как вследствие высокой цены приходилось пускать в дело и дефектные камни. Сейчас «камни» проверяются крайне тщательно, и не очень хорошие заготовки безжалостно бракуют. Кроме того, чтобы облегчить обработку «камня», рубины для часов делают очень густо окрашенными, а их гораздо более легко обработать, чем бледно окрашенные камни.

Появились и принципиально новые возможности использования корунда, о которых до организации синтеза этого минерала и подумать было невозможно. Упомянем только о двух.

Первая новая область применения корунда – это текстильные нитеводители. Синтетическая нить после своего формирования наматывается на катушку, но попутно проходит через серию нитеводителей. Материал этих нитеводителей подобрать оказалось крайне трудно. Первоначально их делали из фарфора, и служили они не более одного дня. За это время на них образовывалось такое количество заусениц и прорезей, что использовать дальше фарфоровый нитеводитель было невозможно. Агатовые нитеводители служили дольше, но тоже мало, не больше недели, и тогда решено было попытаться изготовить нитеводители из корунда. Разработаны были методы выращивания кристаллов рубина в форме длинных тонких стержней. В принципе это довольно просто, необходимо только быстрее опускать «свечу» в аппарате Вернейля, и тогда вместо толстой бульки будет кристаллизоваться длинный стержень. В действительности все это крайне трудно; нужна величайшая точность и скорости опускания свечи, и подачи шихты, и температурного режима.

Огромная работа увенчалась блестящим успехом. Корундовые нитеводители служат многие месяцы, что, конечно, весьма способствует увеличению производительности фабрик, выпускающих искусственное волокно.

Появление лазеров потребовало целый ряд новых материалов. Весьма популярными, в частности, оказались рубиновые лазеры. Необходимо было создать кристаллы рубина в виде крупных толстых стержней. Для этого потребовалось значительное изменение установки Бернейля.

Синтетически в США и ФРГ стали получать очень красивые «звездчатые» рубины и сапфиры. Как отмечается, такие искусственные камни даже красивее естественных. Синтез звездчатого корунда ведется методом Вернейля, только в шихту, кроме глинозема и окрашивающих примесей, в избытке добавляется окись титана. Из образующегося богатого титаном корунда при охлаждении выпадают тонкие иглы рутила – окиси титана, которые ориентируются параллельно кристаллографическим направлениям корунда. Если такой кристалл огранить кабошоном так, чтобы вертикальная ось (удлинение були) выходила вверх камня, то иглы будут отражать свет, создавая очень красивую шестилучевую звезду.

По методу Вернейля можно вырастить не только корунд, но и ряд других веществ. Очень хорошо синтезируется шпинель: в качестве шихты берут в нужном соотношении смесь окиси магния и окиси алюминия. Кристаллы шпинели растут так же, как кристаллы корунда, но окрашиваются они легче и эффектней. Поэтому при изготовлении искусственных драгоценных камней широко пользуются шпинелью. В частности, имитации александрита на основе шпинели, окрашенной хромом и ванадием, получаются лучше и дают более яркие окраски, чем имитация на основе корунда.

Мне приходилось читать, что подобным методом синтезируют рутил (окись титана). Однако процесс сложнее: при росте були рутила в кислородно-водородном пламени часть титана под действием водорода переходит в низшие окислы и буля становится совершенно темной. Однако при прокаливании такой темной були в кислороде титан вновь окисляется, и буля становится прозрачной. Искусственный рутиловый кристалл из-за своего высокого светопреломления и сильной дисперсии используется как имитация алмаза. Имитируют алмаз и искусственными кристаллами титаната стронция; в природе такое соединение не встречается. Кристаллы этого вещества обладают очень высоким светопреломлением, сильной дисперсией и изотропностью, поэтому отличить «бриллиант» из титаната стронция от алмаза очень трудно (рис. 21).

Существует большое число лабораторий, синтезирующих на основе корунда и шпинели искусственные драгоценные камни. Здесь имеются два направления. С одной стороны, изготовляются любые красиво окрашенные разности, а с другой – изготовители стремятся получить по возможности точное совпадение по цвету и оттенку с природными камнями. Мне пришлось видеть коллекцию чешских имитаций. Отличить их от различных природных камней без специальных опытов крайне трудно.

Рис. 21. Выращивание фианита (кубической окиси циркония)

а – начало процесса; б– конец процесса, когда весь фианит при постепенном подъеме печи уже закристаллизовался; 1– охлаждающий контейнер; 2– нагреватель; 3– механизм опускания; 5– закалка, корка кристаллов; 6– расплав; 7– кристаллы; наверху – пористая корка

Часто задают вопрос, а можно ли отличить природный рубин от искусственного? Надо сказать, что это очень трудная задача, и чем лучше природный рубин, тем труднее отличить его от искусственного. Свойства и природного, и искусственного рубинов совершенно одинаковы, и в некоторых случаях только мелкие включения сопутствующих минералов и форма пузырьков помогают решить этот трудный вопрос.

Кристаллизация ювелирных бериллиевых минералов из растворов. Уже довольно давно пытаются получить кристаллы изумруда. Это стремление вполне понятно. После алмаза и рубина изумруд самый дорогой драгоценный камень, а стремление получить в свои руки большие ценности всегда было одним из двигателей технической мысли.

Первые попытки синтеза изумруда относятся еще к середине прошлого столетия. Немецкий исследователь Эбельман в 1848 г. опубликовал работу, где описывает попытку получения кристаллов изумруда из порошка. Для этого он сплавлял изумрудный порошок в борной кислоте. Были получены отчетливые кристаллы, но очень мелкие. Позднее французы Отефюль и Перри получили мелкие кристаллы берилла в платиновом тигле из расплава литиевого молибдата, в котором были растворены исходные компоненты. При добавке хрома получились зеленые кристаллы. Реакция шла при 800° на протяжении от 1 до 15 суток.

Более успешны были опыты, проведенные в начале этого века. Немецкие химики фирмы «И. Г. Фарбениндустри» уже в 1934 г. предложили синтетический изумруд под названием «игмеральд», но промышленного производства этого материала не было. Позднее один из авторов этой работы, Г. Эспиг, опубликовал метод, посредством которого получали эти кристаллы. В тигле особой конструкции находился расплав молибдата лития, в котором растворяется внизу смесь окислов бериллия и алюминия, а на расплаве плавают пластинки кварца, также растворяющиеся в расплаве. На перфорированной диафрагме, разделяющей расплав, кристаллизуются кристаллы берилла (изумруда). Однако рост кристаллов очень медленный (кристалл в 3 см за год). Здесь же были получены и другие берилловые минералы (фенакит, хризоберилл).