Искусственные драгоценные камни

Первые выращенные драгоценные камни

Идея получать камни в лаборатории захватила умы в XIX веке, но первым крупного успеха добился химик Огюст Вернейль. Французский ученый разработал собственный метод выращивания рубинов на затравке в специальной печи. С тех пор понятие «искусственный камень» стало входить в обиход.
Синтетические изумруды были получены следующими, а затем в 1904 году синтезировали сапфиры. Технология создания алмазов разрабатывалась дольше – для синтеза этих камней существующий метод не годился. Лишь в 1953 году шведу Бальцару фон Платену удалось вырастить кристалл, свойства которого не отличались от природного алмаза.
К концу XX века люди получили возможность создавать в лабораторных условиях любые природные камни. Сейчас драгоценные кристаллы синтезируют в промышленных масштабах для производства электроники, оптических приборов, абразивного напыления на режущие инструменты и буры, а также для изготовления ювелирных изделий.

Как выращивают камни

Любая методика должна воспроизводить природные условия, в которых формируются кристаллы, хотя за прошедший век технология шагнула довольно далеко. Тот же метод Вернейля хотя и используется до сих пор, но в значительно усовершенствованном виде.
Какие методы существуют:
1. Вернейля. Применяется для получения синтетических корундов (рубинов и сапфиров), а также изумрудом из расплавов. Жидкое сырье стекает вниз и попадает на затравку через пламя горелки.
2. Чохральского. Кристаллизация также происходит из расплава, в который затравку в этом случае погружают. В результате получают драгоценные камни высокой степени чистоты и однородные по структуре.
3. Зонной плавки. Технология позволяет очищать сырье. Смесь оксидов, из которых происходит кристаллизация, расплавляют локально, и примеси не попадают в растущий кристалл. 
4. Флюса. Драгоценные камни формируются из смеси расплава и растворителя.
5. Гидротермальный. Синтез камней протекает в автоклавах при высокой температуре и давлении.
Наиболее простыми для синтеза являются корунды: эти камни можно вырастить из смеси оксидов, измельченных в порошок. По характеристикам сапфиры и рубины похожи – кристаллические решетки двух видов камней содержат одно и то же вещество, а цвет минералов определяется наличием включений. Красная и синяя окраска зависят от дополнительных элементов в составе, а также от содержания примесей.
Процесс роста кристалла протекает очень быстро и может занимать всего несколько часов. Размер и чистота готового камня, а также дальнейшее использование продукции зависят от выбранного метода.

Преимущества синтетического камня перед натуральным

Руками человека создаются кристаллы лучшего качества, чем самородные. Хотя физико-химические особенности минералов (твердость, блеск и цвет) сходны, однако в натуральных камнях возможны включения и дефекты. Часто такие признаки становятся свидетельством естественного происхождения минерала.
При покупке драгоценностей важен не только внешний вид изделия, но и история вставленного камня, поэтому отношение к украшениям с синтетическими минералами сложилось неоднозначное. Некоторые покупатели даже отказываются от приобретения искусственных кристаллов, считая те имитацией. В сети можно встретить незаслуженно негативные комментарии о выращенных минералах.
Чем синтетический камень превосходит натуральный:
1. Ценой. Драгоценные самородки дороги, и стоимость такого камня иногда достигает сотен тысяч долларов.
2. Простотой в обработке. Можно вырастить кристалл любой формы – искусственный камень не требует длительной работы мастера.  
3. Прочностью. Минералы естественного происхождения часто имеют трещины, и из-за возможных сколов ювелиры вынуждены гранить камни определенным образом.
«Добывать» минералы на заводе также несоизмеримо проще, чем из-под толщи земли. Несколько часов в тигле оказываются равноценны долгим месяцам труда на месторождении.
Благодаря этим преимуществам искусственные камни стали распространенным материалом для изготовления различных аксессуаров. Синтетические кристаллы сочетают с оправами из драгоценных металлов и со вставками из ювелирной керамики. 

Где в мире выращивают искусственные камни

Периодически в научных журналах выходят статьи о последних достижениях в области синтеза кристаллов. Об успехах российских компаний можно услышать даже в новостях, но сами технологии, по которым делают кристаллы, является коммерческой тайной. Создание искусственных камней для промышленности и украшений – сложный и высокотехнологичный процесс, требующий подходящего оборудования.
Одним из мировых лидеров в получении драгоценных минералов является Россия. Лаборатории и компании на территории страны создают любые виды камней: корунды, фианиты, алмазы, топазы и иные кристаллы, являющиеся полными аналогами природных.
Значительную долю на мировом рынке изумрудов занимает русско-тайское предприятие ООО «TAIRUS». На заводах компании гидротермальным методом производят самые чистые изумруды, сапфиры, александриты и рубины. Другое российское предприятие ООО «Монокристалл» создает слитки и пластины из сапфира.
Крупнейшее в мире производство синтетических бриллиантов расположено в США. Выпускает алмазы компания Pure Grown Diamonds (Gemesis Inc. до 2014). В Японии создаются наибольшие объемы искусственного кварца. Существующая более полувека компания NDK в настоящее время является одним из главных производителей в этом направлении. 
За последние годы промышленности требуется все больше искусственных минералов. Возрастает спрос и на ювелирные украшения с синтезированными аналогами натуральных камней. 

Какие камни можно получить в лабораторных условиях

В лабораториях можно вырастить как моно-, так и поликристаллы. Научились ученые получать и уникальные камни, которые невозможно встретить в природе. Исследования минералов не останавливаются: постоянно ведется поиск материалов с лучшей прочностью, структурой, полупроводниковыми свойствами и чистотой. 
Синтетические драгоценные монокристаллы:
· рубин;
· изумруд;
· сапфир;
· бриллиант;
· топаз;
· кварц;
· александрит (хризоберилл)
· фианит или цирконий (аналог циркона);
· аметист.
Перечисленные драгоценные камни вовсе не являются имитацией природных самоцветов. Физические характеристики и химический состав синтетических минералов полностью аналогичны натуральным. 
Синтетические поликристаллические агрегаты:
· берилл;
· малахит; 
· гранат;
· бирюза.
Ювелиры умеют изготавливать и жемчуг. Жемчужины не выращивают, как прочие камни, а покрывают ядро, сделанное из минерала, стекла или фрагмента раковины, слоями перламутра.
Минералы, отсутствующие в природе:
· сапфировое стекло;
· ситалл;
· алпанит и др.
Не проводится синтез лишь дешевых поделочных минералов и полудрагоценных камней, например, аквамарина. Такое производство было бы экономически не оправдано.

Синтетические камни в ювелирном деле

Как и многие века назад, люди покупают и носят украшения с камнями. Красота и игра света, которыми обладают ограненные кристаллы, придают стиль, а законченность любому образу. Однако, натуральные камни имеют высокую себестоимость, поэтому кольца, серьги и колье с добытыми на месторождениях самоцветами недоступны большинству людей. Появление на рынке синтетических кристаллов сделало ювелирные украшения доступными, хотя внешних различий между камнями разного происхождения практически нет. 
В ювелирном искусстве в основном используют искусственные бриллианты, рубины, сапфиры, изумруды, кварц, фианиты, топазы. С этими минералами производятся все типы украшений, а также поделки для дома. Ассортимент магазинов предлагает множество вариантов.
Ювелирные изделия остаются желанным подарком для себя и для друзей. В особо значимые моменты жизни всегда уместно вручить близкому человеку кольцо или брошь. При выборе цвета и дизайна украшения необходимо учитывать персональный вкус человека: такой подарок будет дорогим, но при этом останется личным. 

Как отличить синтетический камень от натурального

Качество современных искусственных камней настолько велико, что даже ювелиру бывает очень сложно определить, является ли минерал самородным или выращенным в лаборатории. Цвет, блеск и внешний вид в обоих случаях часто бывают идентичными. 
Чем отличаются самородные камни от рукотворных:
1. Цена. Выращенная в тигле или автоклаве продукция доступна людям среднего достатка, хотя слишком низкая цена все же должна насторожить. Имитации настоящих камней встречаются весьма часто.
2. Вес. Искусственные кристаллы обычно больше. Хотя в природе встречаются экземпляры весом в десятки карат, обойдутся такие крупные камни очень дорого.
3. Чистота и однородность. Лабораторные кристаллы не имеют дефектов, потемнений или включений.
4. Яркость цвета. Часто синтетический камень имеют более яркую окраску и лучше играет при преломлении света.
Полную информацию о происхождении минерала можно получить только с помощью геммологической экспертизы. Геммологи проводят спектроскопические анализы и изучают структуру образца под микроскопом – только такие методы оценки гарантируют результат.
В сертификате, который выдает аккредитованная лаборатория, указывают:
· название минерала;
· внешние характеристики (цвет, чистоту, наличие флюоресценции);
· способ огранки;
· размер (вес в каратах, а иногда диаметр и высоту);
· наличие дефектов;
· следы проводившегося облагораживания;
· происхождение.
По закону у каждого ювелирного украшения с камнем должен иметься такой сертификат. Экспертиза – единственный надежный способ установить, что именно вставлено в оправу: самородок, сформировавшийся миллионы лет назад, выращенный в лаборатории кристалл или дешевая подделка. 
Покупая драгоценность, важно изучить документы на изделие. Согласно правилам, сертификат ювелирный магазин обязан предоставить по первому требованию. К сожалению, не все продавцы честно дают ответ, когда слышат вопрос о происхождении камней. Не нужно доверять словам – продаваемое изделие может оказаться подделкой. 
Некоторые недобросовестные производители бижутерии используют стекла, напоминающие натуральные кристаллы, но в этом случае даже обычный человек легко проведет определение. Указанием на то, что «драгоценность» лишь имитирует редкий камень, является температура. Настоящие минералы при первом прикосновении кажутся холодными, стекло будет заметно теплее. 
Для промышленности значение искусственных камней огромно. Например, при производстве электроники и оптики давно используются только искусственные кристаллы, более чистые и однородные по структуре. Обойтись без выращенных в лабораториях минералов в современном мире уже невозможно. 