Особенности синтетической шпинели

Синтетическая шпинель - это минерал, полученный в искусственных условиях и широко используемый в ювелирной сфере. Данный монокристалл часто используются для имитации природной шпинели, а также других камней, используемых в ювелирном деле, таких как александрит, топаз, сапфир, циркон, аквамарин.

На сегодняшний день натуральный камень очень редко используется в ювелирной промышленности и практически не встречается в свободной продаже. Это связано с целым рядом причин: редкостью минерала, сложностью его выработки и обработки. Именно поэтому все большую популярность и востребованность приобретают кристаллы искусственного происхождения. Внешне они практически не отличаются от своих природных аналогов, а благодаря различным добавлениям окрашивающих веществ можно получить шпинель любого цвета или оттенка. Сходство синтетической шпинели с естественной довольно высокое, но все же в преимущественном большинстве случаев она используется для имитации других драгоценных камней и минералов.

На сегодняшний день известно несколько методик синтеза шпинели в лабораторных условиях. Одним из самых известных и часто применяемых способов выращивания синтетических ювелирных камней является метод Вернейля - это первая методика, которая получила широкое распространение в сфере промышленного синтезирования монокристаллов.

Видео по теме "АКРИЛ/ Особенности материала/ Краски и кисти Малевичъ"

Методики синтезирования шпинели

Для синтезирования шпинели в лабораторных условиях используется смесь окисленного алюминия и магния, для получения которых берутся аммоний-алюминиевые квасцы и магния сульфат. Основной принцип метода Вернейля таков. Для данной методики используется специальный аппарат, горелка которого имеет сопло, направленное вниз. К соплу подводится водород через внешнюю трубку, соответственно, к внутренней трубке - кислород.

Через трубку с внутренней стороны подается окись алюминия, измельченного в порошок. Зернистость алюминия при этом не должна превышать отметку в 20 мкм. Порошок алюминия в полости внутренней трубки аппарата нагревается и при взаимодействии с водородно-кислородным пламенем расплавляется.

В нижней части конструкции, непосредственно под соплом располагается так называемый кристаллоноситель - специальная трубка из корунда, на поверхность которой капает окись алюминия, расплавленная в водородно-кислородном пламени. Таким образом получается шарик расплава.

Полученные «бульки», являются поликристаллами. Для того чтобы из них получились монокристаллы, используют последующее кислородное оплавление.

Так как данный синтетический камень нашел наиболее распространенное применение в ювелирном деле, к исходной смеси окисленного алюминия и магния добавляются разнообразные примеси металлов, дающие в результате яркий окрашивающий эффект. Например, голубая шпинель получается при добавлении трехвалентного хрома. Такой камень может иметь самые разные оттенки голубого, имитирует аквамарин, циркон или сапфир и пользуется огромной популярностью в современной ювелирной промышленности.

Видео по теме "Тест серверных процессоров AMD Opteron 6276. Синтетические и игровые тесты. Выводы"

В современных лабораторных условиях синтетическая шпинель добывается также посредством метода Чохральского. Его основной принцип заключается в помещении расплава исходного вещества, из которого синтезируются кристаллы, в специальный огнеупорный аппарат. Вытяжной вал с данным веществом нагревают при высокой частоте и медленно перемещают по направлению вверх. Данный вал с помещенным расплавом неспешно вращают - это обеспечивает равномерное распределение дополнительных примесей и установление равномерного температурного режима.

На сегодняшний день для искусственного выращивания шпинели используются и некоторые другие методики, например, гидротермальный способ или метод кристаллизации с использованием флюсов. Но по своей эффективности и производительности данные методики значительно уступают системам искусственной кристаллизации Вернейля и Чохральского. Именно поэтому наибольшее распространение в современной промышленности получили вышеуказанные способы.

Видео по теме "ScienceHub #03: Синтетическая микробиология"

Свойства синтетической шпинели

Кристаллы, полученные искусственным путем, могут иметь самые разные оттенки и тона: это зависит от того, какие окрашивающие примеси металлов были добавлены в процессе выращивания. Шпинель может быть абсолютно прозрачной или разноцветной. Каждый вид данного камня имеет свое название среди специалистов: бесцветный камень называется дегусситом, зеленый - эринидом, а знаменитый голубой камень часто именуется азурлитом.

Кристаллы шпинели, полученные искусственным путем, отличаются высокими показателями спайности, плотности, а также превосходной чистотой, которая редко встречается у камней природного происхождения. В преимущественном большинстве случаев синтетические минералы не содержат мелких пузырьков и полос, а линии роста, имеющие изогнутую или ломаную форму, слабо выражены или отсутствуют. В случае если камень все же содержит пузырьки, они чаще всего имеют сложную, асимметрическую форму и разнообразный диаметр. Синтетическая шпинель может иметь так называемые двухфазные вкрапления, имеющие форму небольших плоских пустот. Полость этих пустот может быть заполнена газовым веществом или жидкостью, они могут иметь неправильную, причудливую форму.

Как отличить синтетические кристаллы от натуральных?

Несмотря на чрезвычайную внешнюю схожесть, состав и свойства синтетической шпинели кардинально отличаются от природного аналога. Значительная доля в составе камня, выращенного в лабораторных условиях, отводится окиси алюминия и магния - именно эти вещества используются как исходные при синтетической кристаллизации минерала. Эта особенность сказывается на уровне преломления кристалла, который в синтетическом камне заметно выше, чем в природном.

На нынешнем рынке ювелирных камней огромной популярностью пользуется синтетическая голубая шпинель - камень, имитирующий аквамарин или сапфир, в зависимости от его оттенка.

Видео по теме "Циркон из Вьетнама 9,70 карата"

Для того чтобы дифференцировать голубой синтетический аналог от природного минерала часто используется метод Челси.

Его принцип заключается в том, что если при рассмотрении через фильтр Челси голубой камень имеет ярко выраженный бордовый или алый оттенок, это, как правило, свидетельствует о том, что в составе минерала присутствует кобальт. Как известно, для получения синтетической шпинели насыщенного или светлого голубого цвета к окиси алюминия и магния добавляется порошок кобальта. Именно добавление кобальта является основой характерного голубого оттенка, который приобретают выращенные в лабораторных условиях кристаллы и обеспечивает максимальную схожесть кристаллов с сапфирами, аквамаринами и лазуритами.

Характерной особенностью синтетической шпинели в ограненном виде является отличная игра света, которая мало чем уступает более дорогим драгоценным камням, например, бриллиантам. В ювелирном производстве прозрачные синтетические кристаллы часто используются в качестве более дешевого аналога бриллиантов при изготовлении колец, серег, браслетов и других ювелирных украшений.