Что значит синтетический камень
Что значит синтетический камень
Натуральный драгоценный камень зарождается в земле. Это продукт природы, а не результат деятельности человека.
Слово синтетический чаше всего используется для описания драгоценного камня, созданного в лаборатории и имеющего тот же химический состав, что и его природный аналог. К примеру, синтетический рубин – камень с таким же химическим составом, что и натуральный. Его химические, физические и оптические свойства сходны!
Имитации, напротив, не имеют тот же химический состав, что и камни, на которые они походят. Они могут быть созданы как человеком, так и природой. Красное стекло, к примеру, имитация рубина, созданная человеком. Гранат, сильно походящий на рубин, – природная имитация.
Так как покупатели часто не правильно трактуют слово «синтетический», продавцы предпочитают использовать такие определения, как «созданный», «выращенный в лаборатории» или «изготовленный человеком». Геммологи и продавцы натуральных камней обыкновенно называют лабораторно выращенные камни синтетическими.Культивированный иногда используют как неверный синоним к сочетанию «выращенный в лаборатории». Однако эти термины не эквивалентны. Культивирование жемчуга – это более природный процесс, чем выращивание драгоценных камней.
Синтетические драгоценные камни существуют уже довольно долго. Первый синтетический рубин, выращенный в лаборатории, появился с начала XX в. Если у вашей бабушки имеются рубиновые украшения, очень вероятно, что они были созданы в лаборатории. Сегодня лабораторные экземпляры встречаются все чаще. Их можно встретить в украшениях со «счастливым камнем» и в перстнях. Также синтетические камни можно увидеть и в дизайнерских украшениях, закрепленные в золото или платину с бриллиантами. Вот некоторые из синтетических камней, которые используются в украшениях:
Синтетические александрит, аметист, хризоберилл, бриллиант, изумруд, опал, рубин, сапфир, шпинель, бирюза.
В некоторых магазинах «синтетическими» называют имитации камней. К примеру, имитация танзанита может быть продана как «синтетический танзанит», потому как «синтетический» звучит лучше. Зеленый фианит часто называют синтетическим изумрудом. Зеленый фианит – камень, созданный в лаборатории, но не синтетический изумруд. Это синтетический фиантит, который намного дешевле. Во многих странах противозаконно называть синтетический рубин просто рубином. Однако такой закон действует не везде, а некоторые магазины его просто не соблюдают. Поэтому, покупая драгоценные камни за границей, требуйте указать в чеке, является ли камень натуральным. Это обеспечит дополнительную защиту. Формально синтетический рубин – это рубин. С этической точки зрения он должен называться именно синтетическим или выращенным в лаборатории.
Синтетические драгоценные камни: как нас обманывают
Ниже описаны способы, к которым прибегают с целью ввести в заблуждение. При этом если покупателю сообщается о работе, проделанной над камнем, о том, что камень синтетический или имитация, то продавец чист перед законом.
Изумруды обыкновенно окрашивают именно так. Полупрозрачные опаловые кабошоны можно окрасить внизу, чтобы усилить игру цвета. С целью улучшения игры цвета, под опал иногда подкладывают павлиньи перышки, многоцветные крылья бабочек и перламутр. Иногда на заднюю стенку желтоватых бриллиантов или под крапаны оправы наносят пурпурные чернила, чтобы бриллиант выглядел практически бесцветным и более ценным. Так как пурпурный это дополнительный цвет по отношению к желтому, то он его фактически поглощает. Поэтому с осторожностью относитесь к оправам с закрытым дном. Низ камня может быть окрашен.
К примеру, части бледно-желтого сапфира могут быть соединены голубым клеем для создания голубого сапфира. Части бледного изумруда могут быть соединены зеленым желатином или клеем, и камень будет смотреться как темно-зеленый изумруд.
Нефрит иногда склеивается из трех частей – бледный нефрит с полостью, заполненной зеленым гелем и небольшим кабошоном, которые приклеены к задней стороне нефрита, чтобы он выглядел как дорогой образец.
Способ выявить комплексный камень – найти, где части были соединены. Часто это можно увидеть, погрузив камень в воду. Это поможет увидеть цветовые различия и клеевой слой. Опалы, однако, не стоит опускать в воду – просто посмотрите на них со всех сторон. Увеличительное стекло также хороший инструмент. С его помощью можно увидеть соединительные линии, воздушные пузырьки между частями или области, где на камень нанесли клей.
Осторожней с камнями, цены на которые уж очень привлекательны. Такие камни могут быть поддельными, комбинированными, покрытыми каким-либо веществом, или выращенными в лабораторных условиях.
Синтетические драгоценные и полудрагоценные камни, свойства и применение искусственно выращенных минералов
Кто не мечтал в детстве стать обладателем сокровищ: золотых слитков, цепей и браслетов, переливающихся всеми цветами радуги самоцветов? Позволить купить украшение с натуральным драгоценным камнем себе или ребенку может далеко не каждый человек. Тех людей, чей достаток невелик, выручат искусственно выращенные камни.
Что такое синтетический камень, для чего изготавливают такие минералы?
Синтетические камни – это минералы, выращенные в искусственно созданных условиях. Методики получения синтетических камней имитируют процессы, происходящие в природе в течение сотен и тысяч лет. В лабораторных условиях или в условиях производства они протекают гораздо быстрее: например, синтетический изумруд вырастает за месяц.
Учитывая, сколько породы приходится просеять, чтобы добыть небольшой драгоценный или полудрагоценный экземпляр, причем не всегда высокого качества, становится понятно, для чего люди искали способы получать минералы искусственно. Ювелиры приобретают дешевый материал нужного размера, веса, цвета и чистоты для своей работы, а кристаллы, выращиваемые в промышленных масштабах, в промышленности же и используются.
Процесс синтеза минералов больше всего напоминает выращивание кристаллов соли. В автоклав помещаются минеральный раствор, платформа, на которой будут оседать выделяющиеся из газообразной взвеси частицы, и затравка – маленький натуральный камешек. Емкость нагревают, одновременно повышая давление, и в верхней (менее нагретой) части формируется новый кристалл. По другой технологии синтез больше походит на вытягивание кристалла из расплава.
Свойства синтетических камней, отличия от натуральных
Все полученные искусственным путем камни делятся на 2 группы:
К первым относятся:
От природных камней синтезированные отличить непросто, а сделать это без специального оборудования практически невозможно.
Особенности искусственно выращенных камней:
Синтезируют не только драгоценные камни. Благодаря имеющимся полезным свойствам, необходимым для изготовления разнообразной продукции, искусственно создаются, например, нефелин (для производства соды, в стекольной и кожевенной промышленности) и рутил (пищевая добавка E171, также используется для производства керамики).
Относительно наличия у рукотворных камней лечебных и магических свойств единого мнения не уществует. Одни литотерапевты и астрологи говорят, что искусственные кристаллы – «пустышки», другие уверены, что они обладают теми же качествами, что и их природные «собратья».
Области применения искусственно выращенных камней
Ювелирное дело — не единственная сфера применения выращенных минералов. Более того, для изготовления украшений передаются кристаллы не самого высокого качества, поскольку в процессе огранки ювелир уберет дефекты, выточив образец нужного размера и формы.
Наибольший объем выращиваемых в промышленных масштабах кристаллов применяется:
Синтетические ювелирные камни и их свойства
Еще менее 100 лет назад все было просто — производить синтетические камни тогда не умели. Знать и богатые люди украшали себя ювелирными изделиями со вставками из драгоценных камней природного происхождения. Менее богатые — довольствовались украшениями попроще, где вместо природного драгоценного камня могла присутствовать его стеклянная имитация, либо камень из менее ценной категории — например, поделочный. Тем не менее, имитации драгоценных камней определялись ювелирами «на глаз», обмануть кого-либо было сложно, и владение «настоящими» драгоценными камнями считалось признаком статуса их обладателя.
Ситуация изменилась в середине 20 века (хотя первые «признаки будущего» проявились еще в веке 18-м, с изобретением страз, имитирующих бриллианты). Открытие технологий синтеза ювелирных камней сделало драгоценные камни доступными практически всем.
Что такое синтетический ювелирный камень, и каковы его свойства?
Синтезированный драгоценный камень — это полный аналог природного, но — созданный искусственно в лаборатории или на фабрике. Этот камень по своей структуре, химическим и физическим свойствам полностью идентичен природному аналогу. Так, синтетический рубин будет по праву считаться именно рубином, а не его имитацией (подробнее о том, как проверить настоящий ли камень).
Про эти камни еще говорят — «выращенный ювелирный камень», потому что технологии иногда буквально имитируют природный процесс создания камня. Камень рождается и растет в тех же условиях, как бы это было в природе, но только значительно быстрее — благодаря современным технологиям и воздействию специальных факторов. Первоначально, подобные технологии и оборудование были едва ли не более дорогими, чем стоимость природного камня с учетом затрат на его добычу. Однако, с усовершенствованием процесса стоимость создания искусственных ювелирных камней постоянно падает.
Для чего люди стали производить синтетические драгоценные камни?
Мы нашли четыре основные причины, «кому все это нужно». Ювелирные камни выращивают лабораторным путем, чтобы:
Как и всегда в жизни, часть мотивов выглядят вполне благородно, другие же — к сожалению — открывают путь мошенничеству и соблазнам.
Таким образом, по целям и применению созданные руками человека ювелирные минералы можно разбить на 4 группы:
Синтезированный камень — полный аналог природного камня- «тёзки», повторяющие их структуру и химический состав (искусственный алмаз, изумруд, и так далее).
Камни, имеющие природные, но не ювелирные аналоги, повторяющие структуру и состав оригинала, но с улучшением внешнего вида. Их применяют как имитацию ювелирных камней (пример — искусственный муассонит, который создан по аналогу с крайне редко встречающимся природным муассонитом «метеоритного происхождения», который, в свою очередь, был крайне похож и даже блеском превосходил бриллиант).
Новый вид камня, не имеющий природных аналогов,и существующий только в искусственном виде (пример — фианит, который иногда считают «искусственным бриллиантом», но на самом деле он таковым не является).
Синтетические минералы, которые называют именами традиционных ювелирных камней (бирюза, лазурит и т.д.), но которые имеют совершенно другую структуру и свойства, и похожи на них лишь внешне. Правда, в данном случае, нам кажется, так называть искусственные камни все-таки некорректно — это вводит в заблуждение.
Группы 1 и 2 можно назвать синтетическими аналогами природных камней, а группы 3 и 4 — скорее, их имитациями.
История появления синтезированных ювелирных камней
Археологи обнаружили, что еще в Древнем Египте (3 тысячи лет до нашей эры) применялись украшения с цветными стеклами, заменявшими драгоценные камни. Аналогичные имитации были в обычае также и в Древнем Риме.
Однако, настоящие аналоги природных камней впервые появились только в 19 веке, когда технологии позволили это сделать. Первым оказался французский ученый — химик Вернейль. В 1892 году он смог разработать синтетический камень — рубин. Его метод вскоре стал применяться в промышленности, и с рубина перешел на другие камни — сапфир, шпинель и так далее.
Далее, техника выращивания монокристаллов различных минералов только совершенствовалась. Появились другие, более прогрессивные способы получения синтетических аналогов камней — изумруда, кварца, александрита. Были разработаны и совершенно уникальные кристаллы, не имеющие природных аналогов — например, ИАГ или фианит. Постепенно стоимость производства искусственных ювелирных камней снижалась, делая технологии более доступными. Сейчас лаборатории и фабрики по производству синтетических драгоценных камней существуют по всему миру, включая Россию.
А что касается аналога бриллианта (правда, относимого скорее к имитации, чем к минералу с аналогичной структурой), то здесь первым оказался изобретатель знаменитых «страз». В 1758 году Иозиф Штрасс, химик из Австрии, придумал способ производства стеклянного сплава, который отлично обрабатывался. Получив название «стразы», это вещество, играющее гранями, стало отличной заменой бриллианта и быстро вошло в моду. Добавляя по разработанной им же технологии в шихту специальные компоненты, ученые смогли получить очень красивые имитации рубина, сапфира и других самоцветов.
Синтетические камни
Оценщикам ювелирных изделий нередко задают вопрос, чем искусственный камень отличается от синтетического. Искусственными называют все камни, созданные руками человека, это общий термин. Не природные камни можно разделить на 2 группы: синтетические и имитации.
Синтетические ювелирные камни
В эту группу входят полные аналоги природных камней. Они имеют аналогичную кристаллическую решетку, так как при их выращивании имитируется природный процесс формирования камня. Единственное отличие заключается в том, что в лаборатории и в промышленных условиях камни выращиваются за несколько дней или недель. Изначально технологии синтеза кристаллов были дорогостоящими, но в наши дни синтетические драгоценные камни стоят дешевле натуральных аналогов. При этом они могут иметь максимальную чистоту и насыщенность цвета, которая встречается в природе редко. Камни в этой группе получают названия природных минералов с дополнением «синтетический» или «выращенный»: «синтетический рубин», «выращенный изумруд».
Имитации
Это обширная группа с искусственными камнями, стеклами и пластмассами, которые могут повторять цвет и игру натуральных минералов.
Синтетические имитации
К этой подгруппе относятся искусственные камни, имеющие природные аналоги. Например, природный минерал муассанит — мелкий кристалл с алмазным блеском, в природе встречается крайне редко. А синтетический муассанит, имеющий близкие физические и оптические свойства к бриллианту, применяют в массовом производстве ювелирных украшений.
Синтетические ювелирные камни, выращенные гидротермальным методом синтеза
завлабораторией и доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», Graduate Gemologist GIA
Другие публикации эксперта:
В последние годы на рынке ювелирных камней особенный интерес проявляется к различным синтетическим камням. Как известно, синтетические камни имеют такой же химический состав, кристаллическую структуру и свойства, как и природные камни. Но стоимость у большинства значительно ниже, чем у их природных аналогов. Использование синтетических вставок в ювелирных изделиях, таким образом, становится достаточно популярным, особенно в условиях экономического кризиса. И очень важно, чтобы информация при продаже подобных изделий была правильно раскрыта.
Методов синтеза, применяемых для производства ювелирных материалов, достаточно много. Мы рассмотрим гидротермальный метод синтеза, используемый в настоящее время для получения достаточно большого диапазона синтетических камней. При гидротермальном методе синтеза кристаллы выращивают из водного раствора питающего материала в зарытом герметично сосуде высокого давления, представляющего собой стальной автоклав. Высокое давление используется для того, чтобы поднять точку кипения воды и увеличить таким образом реакционную способность воды. Внутренние стенки автоклава часто делаются из благородных металлов (золото, платина, серебро). Первоначально метод разрабатывался для выращивания кристаллов кварца. Первые кристаллы синтетического кварца были получены в 1905 г. в Италии. В России опыты по синтезу кварца начались в 1945 г., когда начались планомерные исследования по выращиванию этого минерала в институте кристаллографии АН СССР.
Диагностика синтетического кварца часто является огромной проблемой, но, к сожалению, ей не придается серьезного значения. Тот факт, что кварц является недорогим ювелирным камнем, создает ощущение того, что не стоит беспокоиться по поводу его идентификации, однако важно понимать, что синтетический кварц производится и продается в больших количествах, и в торговле необходимо давать правильное представление о продаваемом материале. Иногда синтетические аметисты бывают подмешаны в лоты природных камней. Иногда для точной идентификации может потребоваться исследование в хорошо оснащенной лаборатории, и бывают случаи, когда определение происхождения кварца практически невозможно.
Синтетический кварц выращивают различных цветов, в том числе бесцветный, зеленый, синий и др., но наибольший интерес для покупателя представляют такие разновидности кварца, как аметист, цитрин и аметрин. При определении происхождения кварца необходимо в первую очередь исследовать внутренние особенности. Наличие газово-жидких включений, называемых часто «тигровая шкура», минеральных включений (гематита, гетита и др.), контрастное зонально-секториальное распределение окраски, наличие абсолютно бесцветных зон, угловатая цветовая зональность доказывают природное происхождение кварца.
В синтетических кварцах могут присутствовать включения, напоминающие так называемые «хлебные крошки» (рис. 1), специфические трехфазные включения, похожие на гвоздики со шляпками (заполненные жидкостью ростовые каналы, с одной стороны оканчивающиеся включением), которые называют «спикулы» или «морковки» (рис. 2). Иногда в некоторых природных камнях могут наблюдаться включения, напоминающие «хлебные крошки», но при большом увеличении подобные включения в природных камнях более похожи на очень мелкие белесые хлопья ваты.
Наиболее часто на рынке встречается аметист. Синтетический аметист обычно никогда не проявляет сильно выраженной цветовой зональности, которая присутствует в некоторых природных аметистах (яркие цветные зоны граничат с бесцветными). Синтетический материал проявляет исключительно четкую цветовую зональность только тогда, когда в камне сохранилась затравочная пластина. В синтетических аметистах наблюдается линейная цветовая зональность только в одном направлении, и при этом нет абсолютно бесцветных зон. Двойникование, развивающееся в синтетическом аметисте, приводит к появлению конусообразных ярких или темных секторов, расширяющихся от затравочной пластины к периферии кристалла. Наличие данных выделенных цветом секторов служит четким диагностическим признаком синтетического происхождения аметиста (рис. 3).
Первоначально идентификация синтетического аметиста была несложной, так как не синтезировалось сдвойникованного материала. Большинство природных аметистов проявляет двойникование по бразильскому закону (рис. 4), которое никогда не проявлялось в более старом синтетическом кварце. Исключение из этого правила составляли природные аметисты из района Брандберг в Намибии и многие аметисты из Мексики, но эти месторождения не имеют высокого коммерческого значения.
Диагностика усложнилась, когда производители синтетического кварца стали использовать затравочные пластины, в которых было проявлено бразильское двойникование, переходящее в синтетический кварц. Но это остается сегодня относительной редкостью.
В синтетических цитринах может формироваться волнистая цветовая зональность в одном направлении, перпендикулярно оптической оси, что служит неопровержимым доказательством синтетического происхождения камня. В некоторых случаях в ограненных камнях могут присутствовать фрагменты затравочных пластин из бесцветного синтетического кварца, отделенных от наращенного слоя выраженной, как бы припыленной здиков со шляпками». [2]
Рис. 1. Включения в виде «хлебных крошек» в синтетическом кварце, фото David Hargett. [1]
Рис. 2. Включения в синтетическом кварце, так называемые «спикулы в виде гвоздиков со шляпками». [2]
Рис. 3. Зональность в виде фрагментов конусообразных секторов насыщенной окраски в синтетическом аметисте. Фото Shane McClure. [1]
Рис. 4. Двойникование по бразильскому закону (в скрещенных поляризационных фильтрах в природном аметисте. [2]
Бывают случаи, когда не очень добросовестные продавцы ювелирных камней предлагают синтетические бериллы под видом турмалина, а иногда даже выдают за синтетический турмалин!
Рис. 5. Синтетические бериллы, выращенные в России. [5]
Рис. 6. Синтетический берилл сине-зеленого цвета, продаваемый под торговым названием «синтетический берилл цвета «Параиба».
Рис. 7. Субпараллельные неоднородные структуры роста в синтетическом гидротермальном синем берилле производства Россия.
Основные физические свойства синтетических бериллов, такие как значения показателей преломления, плотность, проявление плеохроизма, не отличаются от свойств природных бериллов. Диагностическим же признаком данных камней являются характерные внутренние особенности. В первую очередь – это наличие неоднородных структур роста: так называемый «шеврон» и волнистые субпараллельные линии роста (рис. 7). Возникновение подобных структур связано с ориентировкой затравочной пластины.
Также в синтетических бериллах могут наблюдаться жидкие и газово-жидкие включения и встречаться так называемые «спикулы», образованные твердым включением и отходящим от него коротким коническим каналом, содержащим жидкость или жидкость и газ, которые являются также характерными внутренними особенностями для синтетических камней, получаемых гидротермальным методом.
В дополнение к микроскопическому исследованию для определения происхождения камня иногда необходимо применение неразрушающих аналитических и спектроскопических методов исследования для определения содержания элементов примесей.
История гидротермального синтеза корунда началась, когда в конце 1950-х годов Альбертом Болменом, Бобом Лодайзом в лаборатории «Белл» были получены первые кристаллы синтетических лейкосапфиров. Модифицированный вариант их метода можно было использовать для выращивания кристаллов синтетических рубинов. Гидротермальные синтетические корунды различных цветов, произведенные в России Институтом геологии, геофизики и минералогии (в Новосибирске), появились на рынке цветных камней в 1993 году. Технология производства синтетического корунда различных цветов гидротермальным методом была разработана исследователями совместного российско-тайского предприятия Tairus («Тайрус»). Это было достигнуто введением в синтетический корунд комбинаций различного количества примесей Ni2+, Ni3+ и Cr3+. Наиболее популярны на рынке синтетические рубины и синтетические сапфиры, хотя встречаются синтетические корунды других цветов.
Основным диагностическими признаками синтетических корундов, выращенных гидротермальным методом, являются так называемые субпараллельные (не совсем параллельные) полосы – границы между разноокрашенными секторами роста диагностических ростовых структур, образованных длинными тонкими микрокристаллами корунда, которые ассоциируются с характерным типом тонкой цветовой зональности (рис. 8). Иногда для ее наблюдения необходимо использование иммерсионной жидкости или применение скрещенных поляризационных фильтров. Если повернуть камень и посмотреть в направлении этих субпараллельных полос, то можно наблюдать характерные зигзагообразные или мозаичные ростовые структуры, называемые «шеврон» (рис. 9). Эти структуры можно видеть как в иммерсионный микроскоп, так и иногда без применения иммерсии. Однако в желтых и светло-голубых камнях данные ростовые особенности не видны и их диагностика осложнена.
Образцы синтетических гидротермальных корундов могут не иметь включений. Но в ряде случаев в камнях практически всех цветов наблюдаются газово-жидкие включения в виде «отпечатков пальца», идентичные подобным включениям в природных корундах. В желтых образцах наблюдаются большие двухфазные включения неправильных, удлиненных форм, расположенных вдоль плоскости перпендикулярно затравке.
Также в камнях различного цвета возможны включения хлопьевидных агрегатов медьсодержащих соединений синего цвета.
Плеохроизм сине-зеленых до зеленых синтетических гидротермальных сапфиров отличается от природных камней аналогичных цветов. У природных наблюдается сильный до среднего желтовато-зеленый, зеленый или синевато-зеленый параллельно оси С до синевато-зеленого и синего перпендикулярно оси С. У синтетических – красновато-оранжевый до желтовато-оранжевого параллельно оси С и синевато-зеленый до желтовато-зеленого перпендикулярно оси С. В камнях с содержанием Cr вдоль оптической оси наблюдается красновато-фиолетовый цвет плеохроизма, а перпендикулярно оптической оси – сине-зеленый (рис. 10). При исследовании химического состава синтетических корундов обнаруживается наличие примеси Ni, что никогда не отмечалось в природных камнях.
Рис. 8. Диагностические ростовые структуры в синтетических гидротермальных рубинах
Рис. 9. Характерные зигзагообразные структуры роста (так называемый «шеврон») в синтетических гидротермальных зеленых сапфирах. [10]
Рис. 10. Характерный плеохроизм, наблюдаемый в синтетических гидротермальных сапфирах: параллельно оси С красновато-фиолетовый, а перпендикулярно – сине-зеленый цвет
АВТОРЫ
Хомрач Маргарита Владимировна, завлабораторией и доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», Graduate Gemologist GIA
Романова Екатерина Ивановна, доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», доцент кафедры геммологии МГРИ-РГГРУ, Graduate Gemologist GIA