У дома › молитви › Отглеждане на рубинени кристали и други изкуствени камъни у дома. Отглеждането на кристали е чудесна възможност за забогатяване

Отглеждане на рубинени кристали и други изкуствени камъни у дома. Отглеждането на кристали е чудесна възможност за забогатяване

По своите физични свойства и химичен състав синтетичните скъпоценни камъни практически не се различават от естествените. Не всички продукти, продавани в магазините за бижута, съдържат естествени камъни. И това е съвсем нормално. Помислете как да отворите свой собствен бизнес за отглеждане на рубинени кристали у дома.

Основният проблем е, че повечето естествени камъни нямат всички необходими характеристики, за да се показват в бижута. Камъните, получени във фабриката или лабораторията, имат почти същите характеристики. Освен това синтетичното производство на бижута е по-евтино от добива на естествени в дълбоки и животозастрашаващи мини.

Отглеждане с ограничени соли

Калиевата стипца е подходяща за този метод. У дома е най-добре да отглеждате кристали от меден сулфат. Те не растат добре от обикновена сол. Но медният сулфат е лесен за закупуване и от него растат много красиви сини изкуствени скъпоценни камъни.

1. Подготвяме контейнера.В него ще направим наситен солен разтвор. Изсипете няколко супени лъжици сол, залейте с вода и разбъркайте. Добавете сол, докато престане да се разтваря. Използвайте гореща вода, за да не сгрешите с пропорциите. Има криви на разтворимост за различни соли. Те показват колко грама могат да се разтворят в 100 ml вода при определена температура.

Криви на разтворимост

2. Филтрирайте разтвора.Тази стъпка е много важна, особено ако купувате син витриол от градинарски магазин. Ако разтворът е мръсен, кристалът ще расте с дефекти. Оставяме разтвора за един ден, така че излишните кристали да паднат от него. Те се установяват на дъното на чашата и ни служат като семе (основните елементи, върху които ще растат нови).

3. Завързваме кристала към въдицата.Увиваме въдицата на молив и окачваме това устройство на чаша с наситен разтвор. С течение на времето водата се изпарява, насищането на разтвора се увеличава. Излишък от вещество, което не може да се разтвори, се утаява върху нашия продукт.

4. Веднъж на всеки две седмици добавяйте наситен разтвор към чашата.защо да го правиш С течение на времето водата се изпарява и в даден момент от растежа няма да е достатъчно и растежът ще спре.

важно!Добавеният разтвор трябва да е със същата температура като разтвора, в който расте кристалът. Ако е най-високата, можем да развалим всичко.

5. След три месеца изваждаме кристалаи го подсушете с кърпа.

6. Покриваме продукта с 1-2 слоя безцветен лак за нокти.Това е необходимо, за да не изсъхне и да не загуби блясъка си. След изсъхване продуктът може да се вземе с ръка.

Ето някои прекрасни рубини, които можете да отгледате у дома!

Рубинът е един от най-известните и красиви скъпоценни камъни, който е високо ценен от хората в продължение на хиляди години. Ярко червеният му цвят се свързва с цвета на огъня или кръвта и символизира жизненост и енергия. Естествените рубини рядко са големи и прозрачни, така че особено изключителните камъни стават национални съкровища в различни страни, украсяват нещата на кралските семейства и аристократите.

Описание на естествени и синтетични рубини

Естественият рубин е много твърд минерал, вид корунд. Химическият му състав е много прост - това е алуминиев оксид Al 2 O 3 с микроскопичен примес на хром, който осигурява червен цвят.

Безцветният корунд няма ювелирна стойност, но поради твърдостта си се използва в техниката като абразивен материал. Други бижутерски разновидности на корунда са сапфирът, чийто син цвят се осигурява от смес от титан и желязо, и бледозелен изкуствен амарило.

Рубините варират в цвят от розово до огнено червено и кафяво, а най-скъпият нюанс се счита за „гълъбова кръв“: яркочервен с примес на лилаво.Изделията от този камък имат характерен стъклен блясък.

В допълнение към красивия цвят, рубинът се характеризира с интересен оптичен феномен - проявлението на шестлъчева звезда върху гладка извита каменна повърхност (астеризъм). Това се дължи на суперпозиции на пречупване на светлината в кристала. Звездните рубини не се режат, а се оставят като кабошони.

Естествените камъни рядко са с перфектно качество, следователно, преди да бъдат пуснати в продажба, те се подлагат на различни видове обработка. Най-популярните техники са нагряване, обогатяване с берилий за подсилване на червения цвят и запълване на пукнатини в нискокачествени камъни със стъкло.

В момента повечето от "естествените" рубини на пазара са композитни, тъй като са преминали през процес на запълване със стъкло, чиято маса в крайна сметка може да достигне до 50 процента от масата на камъка. Естественият рубин е най-скъпият скъпоценен камък след диаманта. Рекордният 25-каратов камък е закупен през 1995 г. от шейха на Бруней за 12 милиона долара.

Синтетичните рубини са камъни, които по химичен състав са идентични с естествения минерал, но получени по изкуствен път. Първите малки кристали от рубин са получени от Марк Гуден от стопилка на корунд през 1837 г. По-късно учените се научили как да сливат фрагменти от естествени камъни в така наречените "сиамски рубини".

Използвайки този метод, французите получиха камъни за бижута с тегло до 10 карата. Въпреки това, първият наистина изкуствен алуминиев рубин е получен едва в края на 19 век от Огюст Вернел. Неговият метод позволи бързото отглеждане на големи кристали в промишлен мащаб и постави началото на широкото производство на синтетични рубини по целия свят.

Основните съвременни методи за отглеждане на рубини

В момента се използват редица промишлени методи за синтез на кристали от скъпоценни камъни, например:

Синтетичните рубини се използват в промишлеността за производството на твърдотелни рубинени лазери.

Благодарение на квантовите преходи в рубинен кристал по време на облъчване, такъв лазер генерира насочен лъч червена светлина с дължина на вълната 694,3 nm. От 1960 г. това устройство се използва в медицината (отстраняване на татуировки) и за решаване на различни технически проблеми (импулсна холография).

Фалшиви рубини: как да различим синтетичен камък от естествен?

Най-сигурният начин да разберете дали вашият камък е синтетичен или естествен е да се консултирате с професионален бижутер. Тъй като химическият състав на изкуствения рубин е идентичен с естествения минерал, не винаги е възможно надеждно да се провери произходът на камък у дома.

Има няколко полезни съвета как сами да определите автентичността на рубин.На първо място, трябва внимателно да разгледате камъка в силна лупа или под микроскоп. Ще бъде достатъчно десетократно увеличение с добро осветление. Синтетичните рубини обикновено са безупречни, докато естествените рубини имат незначителни повърхностни несъвършенства или пукнатини. Мехурчетата и включванията вътре в камъка също показват неговия изкуствен произход.

Поради високата цена и популярност, други минерали често се продават под прикритието на рубини, които са много по-евтини. Сред тях най-често срещаните са:

гранати (карелски рубини). Тъмночервени или пурпурни камъни, които имат доста матов цвят. Те са по-меки от рубини;
турмалин. Минералът е червено-розов цвят, също по-нисък от рубина по твърдост;
червено стъкло;
композитни рубини. Това са нискокачествени естествени рубини, чиито пукнатини са запълнени с цветно стъкло.

Има няколко правила за това как да различите рубин от фалшив, особено ако не е направен много добре. На първо място, обърнете внимание на рязането: истинският камък трябва да има точни и изпипани ръбове, докато неговите имитации могат да бъдат заоблени и изгладени. Друг метод за изпитване е определянето на твърдостта.

Рубинът е много твърд камък и оставя безцветни драскотини върху стъклена или керамична повърхност, докато монетата не оставя следа върху него. Ако вашият камък остави червена ивица върху стъклото, това означава, че е изкуствено боядисан. Рубинът се различава от стъклото по плътност (той е един път и половина по-тежък) и твърдост (лесно надрасква стъкло).

За съжаление, без специално оборудване може да не е възможно да се разграничи висококачествен фалшификат от естествен рубин. До 19-ти век такива методи изобщо не съществуват, следователно в много исторически реликви, корони и бижута вместо рубини се вмъкват други червени скъпоценни камъни.

Магическите и лечебни свойства на рубините

Рубините традиционно са надарени с магически свойства сред различните народи. Будистите вярвали, че този камък събужда способността на човек за изкуство. Индийските магьосници вярвали, че с помощта на този камък човек може да придобие власт над другите хора. Често рубините се считат за символ на страст, любов и енергия, понякога с тях се свързват благородните намерения на собственика им. Този скъпоценен камък дава сила и предпазва от черна магия.

Средновековните лекари са използвали рубини за лечение на епилепсия, парализа и дори депресия. Големи камъни се запарват във вода и тази инфузия се използва за лечение на червата и импотентност. Съвременната народна медицина смята, че носенето на рубини нормализира работата на кръвоносната система и има благоприятен ефект върху сърцето.

Въпреки това, за да работи камъкът, той трябва да е естествен, тъй като изкуствените рубини са лишени от магически и лечебни свойства.

Поради високата стойност на естествените рубини от древни времена на пазара масово навлизат различни имитации и фалшификати. В края на 19 век е изобретено отглеждането на рубини, химически идентични с естествените.

Към днешна дата има много начини за отглеждане на големи и прозрачни кристали, които се използват както в бижутерията, така и в техническите области, например при производството на рубинени лазери. Въпреки това, естественият рубин струва много повече от изкуствения рубин и остава за предпочитане за производството на елитни бижута или магически талисмани.

Отглеждането на рубинени кристали у дома е достъпно за всеки. Работата не изисква оборудвана лаборатория, придобиване на теоретични и практически знания в областта на минералогията, закупуване на специални химикали. Всичко необходимо може да намерите в кухнята.

Домашно експериментиране

Препоръчително е да започнете да отглеждате рубини с малки обеми. Първо се натрупва опит, разбира се целият процес и след това започва директна систематична работа. Синтетичното творение на собствените ви ръце няма да отстъпва по красота и привлекателност на естествените минерали. Камъните са търсени сред бижутерите, така че успешният опит може да донесе допълнителен доход, ако намерите пазар.

Има няколко начина за отглеждане. Препоръчително е да опитате всички опции, след което да спрете на тази, която ви харесва.

Изкуствените скъпоценни скали, създадени от човека, не се различават от естествените по химичен състав и физични свойства. Предимството на домашните технологии е, че ви позволяват да създавате идеално чисти породи. В природата това се случва много рядко. Ювелирните качества на лабораторните екземпляри са доста добри. Друг плюс на минерала е цената. Камъните са по-евтини от техните оригинали, които произхождат от дълбоки мини.

органични соли

Лесно е да отглеждате рубинен кристал от различни соли:

меден сулфат;
калиева стипца;
обикновена сол.

Най-дългият процес, базиран на сол, най-красивите проби се получават от витриол. Производството на рубинени кристали се основава на следните стъпки:

Подготовка на резервоара. Трябва да съдържа сол и наситен водно-солев разтвор. Вземете гореща вода. Процесът е постепенен. Разредете две супени лъжици с вода, разбъркайте добре. След това се добавя сол и се разбърква. необходимо е да се вземе душ, докато солта спре да се разтваря. За да запазят пропорциите, те вземат подсказка: таблица на разтворимостта на различни соли в 100 ml вода, връзката им с температурата на течността.
Филтриране на разтвора. Разтворът трябва да е чист. Примесите от мръсотия ще развалят структурата на камъка. Ще покаже дефекти. Разтворът престоява 24 часа. През този период на дъното на контейнера се образуват кристали. Те ще станат основата на рубина.
Растежът на изкуствен минерал. На оформения камък на дъното на чашата се завързва въдица. Навива се на молив или дървена клечка. Устройството е инсталирано на резервоара. Кристалът е в разтвор, суспендиран. Водата има тенденция да се изпарява, наситеният физиологичен разтвор освобождава излишък, който се фиксира върху получената проба.
Добавяне на солен разтвор. Водата винаги се нуждае от определено количество, ако тя стане оскъдна, кристалът ще спре да расте. При нормална стайна температура водата се добавя веднъж на всеки 2 седмици.

За да получите рубини у дома, ще трябва да изчакате около 3 месеца. След това камъкът се освобождава от физиологичен разтвор, изсушава се с мека кърпа. Пробата е покрита с безцветен лак за нокти на няколко слоя.

Съвет на опитни производители на кристали. Разтворът на солта трябва да бъде със същата температура като водата в съда. Кристалът расте при малко по-ниска температура, но високите покачвания на разтворите се развалят и спират растежа.

Апарат за работа вкъщи

За да създадете рубини у дома, ще ви е необходим апарат, кръстен на своя създател Верньой. Техниката на изобретателя позволява отглеждането на рубин с тегло 30 карата за 3 часа. Технологията направи възможно създаването на ценен материал в точното количество. Индустриалните съоръжения започнаха активно да прилагат развитието на Verneuil. Времето направи свои собствени корекции и днес такова устройство лесно се сглобява у дома. Компоненти на устройството:

катетометър;
разтърсващ механизъм;
бункер;
горелка;
заглушавам;
нарастващ кристал;
държач за кристали;
механизъм за спускане на кристали.

Устройството се използва за отглеждане не само на рубини. Често в устройството се създават сини топази, изумруди и камъни с полупрозрачна прозрачна структура.

Домашно производствен процес:

Прахът се изсипва в бункера през фунията. Прахов състав - Al2O3, допълнителен компонент - Cr2O3.
С помощта на горелка се подава пламък към дъното на бункера.
Прахът започва да се топи.
Слоевете разтопен прах са нарастващ рубинен кристал.

Чрез спускащия механизъм изкуственият минерал се придвижва надолу. В устройството можете да получите различни нюанси. Скоростта на образуване на кристали е по-висока, отколкото в резервоара. Ще отнеме само 3 часа и можете да се възхитите на рубина. За една проба са необходими следните обеми компоненти:

6 g Al2O3;
0,2 g Cr2O.

Суровите кристални образувания са с изключителна форма. Те първоначално са подобни на естествените, но в същото време винаги са уникални.

Работата с устройството на пръв поглед е сложна и трудоемка. Всъщност устройство, изобретено от френски изобретател преди повече от 100 години, няма да създаде никакви специални проблеми. Сглобява се от части, които практичните хора имат във фермата. Изработването на апарата и закупуването на прах са основните етапи на подготовката.

Икономически изчисления

Домашната техника винаги е по-евтина. Можете да изчислите цената на всички компоненти, разходите и да определите приблизителната цена на получените проби. Какво се взема предвид рубин:

цената на частите на устройството;
разходи за електроенергия;
цена за закупуване на прахове за основата на кристала.

Дори приблизителните изчисления ще покажат ползата. Цената на всички компоненти няма да бъде 500 рубли. За такива пари е трудно да се купи рубинено бижу с красив външен вид и отлично качество. Процесът не трябва да плаши домашните експериментатори със законност. Естествените минерали се регулират от държавата, синтетичните минерали не подлежат на документи. Ако се вземе решение за откриване на малко производство, то трябва да бъде регистрирано по предписания начин. Душата ще бъде на място, работата ще носи само удовлетворение.

Скъпоценен камък, създаден от вас, ще се превърне в гордост. Майсторът постепенно ще се научи да променя нюансите на рубините. Следващата стъпка ще бъде творческа работа върху получените образци, преобразуването на техните интериорни елементи и оригинални декорации.

Метод на Огюст Верньой
Определяне на конкуренцията в тази област
Регистрирайте домашно производство
рекламни дейности
Подробен метод за отглеждане на кристали у дома!

Отглеждане с ограничени соли

Криви на разтворимост

5. След три месеца изваждаме кристалаи го подсушете с кърпа.

Ето някои прекрасни рубини, които можете да отгледате у дома!

Метод на Огюст Верньой

За да се получи рубин в лабораторията, се използва апарат, изобретен от френския учен Огюст Верньойл преди повече от 100 години. В интернет можете да намерите информация за метода за отглеждане на рубин и по-опростено оборудване на френски учен, което може да се използва у дома. Според метода на Огюст Верньой за 2-3 часа можете да отгледате рубинен кристал, чиято маса е 20-30 карата. Трябва да се отбележи, че този метод се прилага и за производството на топаз с различни нюанси (жълто, синьо, бяло и прозрачно).

Чертеж на апарата на Верньойл

За да получите продукт с тегло 30 карата, ви трябват 3 kWh електроенергия и 3 часа време. В парично изражение това ще бъде по-малко от $1. За производството на един кристал са необходими 0,2 g хромен оксид и 6 g прах от алуминиев оксид, чиято цена ще бъде не повече от $ 0,50.

Не е нужно да сте икономист, за да разберете, че ако дори нешлифован кристал се продаде на бижутер, печалбата ще бъде много солидна. След като угодите на жена си с домашни топази и рубини, ще получите несравними психологически „дивиденти“.

Изтеглете подробно описание на метода Verneuil

Технология за производство на синтетични сапфири, рубини и корунд

Единични кристали от ламеларен сапфир (безцветен корунд) се отглеждат чрез методи на стопяване, което позволява получаването на кристали с тегло до няколко килограма. Синтетичните сапфирови монокристали се отглеждат от алуминиев оксид чрез разтягане с форми с даден профил по метода на Степанов. Като безцветен структурен материал, ламеларният сапфир се използва в полупроводниковата и електронната промишленост, тънкослойната хибридна и интегрирана микроелектроника, осветителната техника, производството на химическо оборудване и други индустрии.

Плочите от оптически прозрачен и безцветен корунд (сапфир) варират значително в цената в зависимост от наличието на невидими за окото микродефекти. Средният размер на плочите е 170х170 мм, а височината е 30 мм. Пълното формиране на висококачествени суровини се извършва за около седмица. Плоча с микроскопични дефекти, невидими за окото (визуално абсолютно перфектна) е доста подходяща за използване в бижута като суровина, но може да не е подходяща за нуждите на фината промишлена оптика и следователно цената на суровините ще варира значително. Това, което е идеално за бижута и има реалистична цена, може да не е достатъчно за индустриални нужди.

В началото на растежа сапфирените кристали са безцветни, но след това, когато се натрупат примеси, стават леко розови. И ако поставите розов корунд за известно време под ултравиолетова (UV) лампа, тогава розовото постепенно се превръща в прекрасно винено кафеникаво. Цветът на сапфира е като винен топаз, само че е по-твърд.

Сапфирните монокристални плочи, според нарастващата технология, приличат на процеса на замразяване на обикновена вода и нейните модификации. Ако е тип "газирана вода", ще има много мехурчета, видими за окото. Ако е от типа "tap or open source" ще има много скрити и невидими балончета, които правят сапфира неизползваем под микроскоп. Типът "вода с чужди примеси" ще даде примеси в сапфира. Идеалният вариант - тип "дестилирана вода без газ и примеси, във вакуум" - се използва за направата на увеличителни и редуциращи стъкла за изгаряне на чипове и процесори на съвременни компютри (Intel в САЩ, доклади на семинари и симпозиуми през 2006-2007 г. и по-късно). Много подходящо.

Монокристалите на синтетичния корунд са модификация на алуминиев оксид, в която малка част от алуминиевите йони могат да бъдат изоморфно заменени с йони от желязната група или медни йони. Отглеждането на синтетични монокристали с широка гама от цветове (рубини, сапфири, топази, аметисти и др.) се извършва по метода на Verneuil. Синтетичните корунди се използват в производството на бижута, часовници и инструменти. Корундовите отпадъци се използват за производството на висококачествени абразивни и огнеупорни продукти. Апаратът Verneuil също така прави възможно отглеждането на синтетични шпинели и други подобни.

Рубинът и сапфирът са минерали, които, въпреки че се различават по външен вид, имат идентична кристална структура и свойства, с изключение на наличието на незначителни концентрации на примесни елементи, които им придават характерните цветове. Рубинът и сапфирът се състоят главно от алуминиев оксид Al2O3, кристалната форма на който минералолозите наричат корунд. Кристали, отгледани по метода на Verneuil известен като Були, очевидно поради факта, че първоначално са имали заоблена форма. Този термин, измислен от Gaudin и използван от Verneuil, стана често срещан сред производителите на кристали, въпреки факта, че кристалите сега са цилиндрични.

Verneuil отглежда Bouli с тегло 2,5-3 g (12-15 карата) в рамките на 2 часа. Булите бяха с кръгла форма, като някои от тях бяха с диаметър 5-6 мм. Днес се отглеждат цилиндрични буле с диаметър 20 mm и дължина на цилиндъра 50-70 mm и т. нар. полубуле (половина от цилиндър, разрязан по дължина с основа 10 х 20 mm). Обемът на такъв полу-бул 10 х 20 х 60-70 мм е 10-11 кубически метра. см и тегло съответно 40-45 грама. Тази суровина все още не се измерва в карати (но може лесно да се преизчисли - масата е 200-250 карата).

Монокристални прозрачни бутилки и пръти от изкуствен корунд (синтетични рубини и сапфири) се получават чрез топене и прекристализация на алуминиев оксид (алуминиев оксид) в кислородно-водороден пламък. Булите могат да бъдат допълнително оцветени: с примеси на Cr (хром, до 2%) йони - в червено, V (ванадий) - в сивозелено при дневна светлина и лилаво при изкуствена светлина, Mn (манган) - в жълтеникаво розово, Ni ( никел) - в жълто, Ti (титан) - в розово-виолетови цветове. При рязане на синтетичен корунд под различни имена (сапфир, рубин, топаз, александрит, аметист) те се използват в бижутерията; червени корунди - рубини - като еталонни камъни за механични часовници и други прецизни инструменти, и пръти - в оптични генератори (лазери). Плътността на синтетичния корунд е 4 g/cc, твърдостта е 9 за цветните корунди и 9,25 за моасонита (твърдостта на диаманта е 10 по скалата на Моос). Кристалната структура на корунда се състои от атоми Al (алуминий), заобиколени от 6 атома O (кислород), които образуват най-плътната хексагонална опаковка. Корундът също се характеризира с висока химическа устойчивост и висока точка на топене (2020-2050 градуса C, отнася се за огнеупорни материали).

Институт по кристалография на Академията на науките на СССР. А. В. Шубников разработи методи за синтез на корунд, с помощта на които се получават корундови кристали с различни форми. Този метод дава възможност за отглеждане на левкосапфирови кристали под формата на големи пластини с определена предварително зададена кристалографска ориентация. Контейнерът от молибден, напълнен с изходния материал, се поставя във вакуумна пещ, където се нагрява до над 2000° C. Двуалуминиевият оксид се стопява. Контейнерът със стопилката бавно се придвижва към области с по-ниска температура и когато температурата падне до определена стойност, стопилката кристализира. За насочена кристализация в стопилката се въвежда зародишен кристал. Целият процес е автоматизиран.

В индустриален мащаб изкуствените корундови материали се получават чрез топене на боксит в електрически пещи с редуциращ агент (железни стружки). Те се използват и като абразиви; използвайки методите на праховата металургия, те се използват за производство на фрези за обработка на метали при високи температури. Не са подходящи за бижутерийната индустрия (за рязане като вложки).

Оказва се, че сега се фалшифицират не само естествени природни камъни. Тъй като след разпадането на СССР цените на суровините от синтетичен корунд станаха доста високи, цените на синтетичния корунд, сапфирите и рубините също не се оказват евтини. Снимката вдясно е типичен пример. фалшификати на синтетични монокристали на корунд(синтетични рубини и сапфири). Доста ярки цветове и характерна голтовка (форма, наподобяваща заоблени камъчета). Изглежда, че е подобен на корунда и може да се продава скъпо, но не е отгледан по метода на Вернел.

Ако някой все още има съветски синтетични рубини (камъни, произведени в СССР) в бижута, не бързайте да се отървете от тях. Имате пример за отличен машинно шлифован камък и рядък пример за ценен синтетичен корунд. Сега не можете просто да ги купите в магазин за бижута. Днес цените на шлифовани синтетични корунди, рубини и сапфири за бижута са многократно по-високи от цените на традиционните безцветни и цветни кубични циркони (синтетични кубични циркони), въпреки че са значително по-евтини от цените на естествените суровини и естествените скъпоценни камъни на групата на корунда.

Технологични особености на производството на корунд

Метод на Огюст Верньой.Годината на раждане на индустриалния синтетичен рубин е 1905 г. Технологията на Verneuil се състои в използването на вертикална горелка с подаване на алуминиев прах в пламъка чрез кислороден поток. Прахът се разклаща в газовия поток под действието на електрически задвижван вибратор. Използването на газонепропусклива гумена уплътнение позволява ударът на вибратора да се предаде към съда, съдържащ алуминиевия прах, без изтичане на кислород. В студената част на пламъка се поставя керамичен щифт, върху който се събират капки течен алуминиев оксид, които се образуват при топенето на праха, който се събужда през горещата зона на пламъка.

Пламъкът е заобиколен от керамичен щит, който играе ролята на изолатор и предпазва растящата буля от течение. Този муфел е оборудван с прозорец за наблюдение, който е запечатан със слюда в оригиналния апарат на Verneuil. Прекомерното нагряване на горната част на апарата поради топлинния поток от горещата зона се предотвратява чрез използването на водно охлаждане.

В началния етап на растеж на Bouli прахът, падащ върху щифта, се втвърдява и образува конус от материал с относително ниска плътност. Впоследствие конусът се премества в горещата зона на пламъка, където върхът му започва да се топи. В този момент се образуват няколко кристала, но един от тях е ориентиран по посока на най-високата скорост на растеж. Той инхибира растежа на други кристали и служи като семе за развиващия се Bulli. Умението на оператора е изключително важно в ранния етап на растеж, тъй като температурата на пламъка или скоростта на подаване на прах може да се наложи да се коригират по време на избора на кристали.

След като преобладаващият растеж на един кристал започне в централната част, за да се увеличи диаметърът на Bouley, увеличете скоростта на подаване на праха и постепенно увеличете температурата на пламъка чрез регулиране на скоростта на потока кислород. Горната повърхност на Boule става закръглена и свежи порции алуминиев оксид се подават върху нея под формата на падащи капки стопилка. След това стойката със стъблото се спуска със скорост, съответстваща на скоростта на растеж на Bouley. Най-важното условие за растежа на висококачествени кристали е равномерното подаване на праха, толкова много усилия се изразходват за подготовката на захранващия материал, така че да има добра течливост.

Ако прахът е твърде груб, включването на големи студени частици може да доведе до втвърдяване на тънък разтопен слой. Тогава много малки кристали се зараждат и Bulya губи структурата на единичен кристал. Използването на твърде фин прах е свързано с опасност от изпаряване на алуминиев оксид в пламъка. Оптималните размери на частиците са в субмикронния диапазон (по-малко от хилядни от милиметъра - 20 микрона). Частиците трябва да имат правилна форма, тъй като само в този случай те реагират еднакво на удара на вибратора (и се изсипват равномерно). Verneuil получава алуминиев оксид от амониева стипца, съдържаща около 2,5% примеси от хромова стипца (получават се класически червени буле). Прах от този състав се нагрява до разлагането на стипцата и образуването на оксиди, които се натрошават и пресяват през телено сито, за да се изберат частици с необходимия размер.

Метод на Чохралски(metod pulling method) е както следва: стопилката на веществото, от което се предполага, че кристализират камъните, се поставя в огнеупорен тигел, направен от огнеупорен метал - платина, родий, иридий, молибден или волфрам - и се нагрява с висока честота индуктор над точката на топене. Семената от материала на бъдещия кристал се спускат в стопилката на изпускателния вал и върху него се отглежда синтетичен материал до желаната дебелина. Валът със семето се повдига постепенно нагоре със скорост 1-50 mm/h с едновременно въртене с честота 30-150 rpm -1 . Завъртете вала, за да изравните температурата на стопилката и да осигурите равномерно разпределение на примесите. Диаметър на кристала до 50 мм, дължина до 1 м. По метода на Чохралски се отглеждат изкуствен гранат, както и корунд, шпинел, хризоберил, литиев ниобат и др.

Появиха се голям брой научни статии за отглеждането на корунд и шпинел метод на пламъчно топене(метод на зоново топене). В процеса на отглеждане на кристали по този метод малка площ - зона - се разтопява с помощта на нагревателен механизъм и след това нагревателят се движи по протежение на пробата, във връзка с което единичен кристал расте последователно. Има два варианта на този метод: при метода на хоризонтална насочена кристализация се използва дълга тясна лодка (получените кристали са под формата на пластини с размери 220x100x20 mm или повече, в зависимост от размера на лодката), при вертикална версия - плаваща зона - използва се синтерована пръчка (буле), фиксирана в горната и долната част.

Основно внимание е отделено на връзката между дефектите в кристалите и условията, при които се отглежда Boole. Основното несъвършенство на този метод за отглеждане на кристали е наличието на стъпаловиден температурен градиент между горещата област на пламъка, където се намира разтопеният връх на Bouley, и по-студената долна част. Рязката промяна на температурата по оста на Bouley създава силни напрежения в кристала и, когато се изваждат от пещта, Bouleys често се напукват (по протежение на цилиндъра) с образуването на два полуцилиндрични фрагмента (полубули). За нуждите на бижутерийната индустрия такива полу-були са доста подходящи за рязане.

Технологични особености на производството на звездни сапфири (астерикси)

През 1947 г. клонът Linde на Union Carbide Corporation в Източен Чикаго започва да произвежда звездовидни сапфири и рубини по метода Verneuil. През 1949 г. този метод е патентован. Звездните камъни са наречени заради необичайния си външен вид, когато се гледат по протежение на кристал по главната му ос. Шест блестящи ивици се излъчват от центъра на кристала, така че се създава впечатляваща картина, съответстваща на символичното изображение на звезда или звездичка. Получават се много ярки звездни камъни, които липсват в природата.

Такова явление в корунда се дължи на наличието на тънки игли от рутил - алуминиев титанат (Al2TiO5), които са удължени в ивици, разположени в съответствие със симетрията на кристалната структура под ъгъл 60 o една спрямо друга. Това се постига чрез добавяне на малки количества рутил към алуминиевия прах. По време на образуването на бутилката рутилът се разтваря в разтопения слой алуминиев оксид, но при охлаждане след кристализация на бутилката се утаява под формата на игли, но главно под формата на Al2TiO5, който се образува в резултат на взаимодействието от рутил и алуминий. Според патента на Linde, най-добри резултати се постигат чрез добавяне на 0,1% до 0,3% рутил към праха и след това отгряване на бутилката при 1100-1500°C за няколко часа, за да се изолират иглите Al2TiO5. Звездните камъни обикновено се правят под формата на доста куполообразни кабошони, в който случай те са най-ефектни.

Основната трудност при производството на звездни камъни е да се постигне равномерно разпределение на иглите Al2TiO5, така че звездата да заема цялата ширина на камъка. Експертите на Linde са установили, че най-добри резултати се постигат чрез промяна на скоростта на кислородния поток, което води до периодични температурни промени. Най-удобният начин да направите това е с клапан, който частично спира подаването на кислород. Установено е, че тази процедура води до периодична промяна в разпределението на иглите. Ако при ниска скорост на потока кислород иглите се разпределят по цялата ширина на бутилката, тогава високата скорост на потока благоприятства тяхната кристализация само в периферната част.

Най-зрелищният звезден модел се появява, когато дебелината на редуващите се слоеве е 1 mm. Тази процедура демонстрира едно от основните предимства на изкуствените скъпоценни камъни пред естествените: производителят на кристали контролира условията за производство на материала и може да ги промени, за да постигне най-добър резултат. Любителите на естествени кристали признават възможността за някои обработки на камъните за подобряване на външния им вид, като нагряване на циркон, но те нямат способността да контролират условията, при които кристалите първоначално са израснали. Само в редки случаи естественият звезден камък може да се конкурира със своя двойник, създаден от човека, в чисто визуално възприятие.

Линде прави звездни камъни по друг начин, когато предварително изрязан кабошон от камък, синтезиран без добавки от рутил, се потапя в стопилка от рутил, за да се образува много тънък слой игли. Едва след това се извършва окончателното полиране. Такива камъни се различават от обикновените звездни камъни с по-голяма прозрачност, но не се продават в голям мащаб.

В допълнение към рубин и сапфир, звездните камъни на Linde се предлагат в разновидности на лилаво, зелено, розово, жълто и кафяво, както и опушено синьо и опушено червено. Тъй като първоначалният патент вече е изтекъл, се появиха редица други доставчици, например в Германия. Съобщава се за безцветен звезден сапфир. Такава конкуренция доведе до спад на цената на синтетичните звездовидни корунди. Фирмата Linde прекрати производството си и продаде оборудването си, въпреки че камъните от Alvin Company от Ню Джърси все още се предлагат за продажба. Очевидно в момента основният доставчик на звездни камъни, които все още са много популярни в САЩ, е компанията Jeva.

Синтетичните скъпоценни камъни са практически неразличими от естествените камъни по своя химичен състав и физични свойства. Целият проблем. Оказва се, че сред естествените скъпоценни камъни не всички имат достатъчна чистота и други качества на скъпоценни камъни, за да бъдат удостоени да бъдат представени в магазините за бижута, а в лабораторно или фабрично производство технологичният процес може да бъде отстранен до такава степен, че всички отгледани кристали в лабораторията ще има почти същите бижутерски характеристики.

И в производството те са много по-евтини от техните "колеги" със същото качество, добивани в дълбоки и животозастрашаващи работни мини. Освен това находищата на определени минерали не са разпръснати в изобилие равномерно по цялото земно кълбо, а са концентрирани, като правило, на няколко места.

Отглеждане на рубинени кристали у дома

По-нататъшната мисъл течеше по аналогия с витражите и мозайките. Ако в интернет срещнах оферти за тези услуги от големи реномирани компании със солидни производствени мощности и паричен поток, тогава се запитах защо е невъзможно да се правят малки витражи (вложки в интериорни врати, стенни лампи и др.) буквално на бюрото ви?

Проучих технологията, озадачен съм как може да се опрости за домашна употреба, проведох определен брой експерименти - и получих резултата!

По същия начин Александър и аз започнахме творчески да преработваме идеята за отглеждане на кристали от скъпоценни камъни у дома. Изучихме (на въвеждащо ниво) различни методи и се спряхме на метода на френския учен Огюст Верней, който създаде оригинална техника и оборудване преди повече от 100 години, което направи възможно отглеждането на рубинени кристали с тегло 20-30 карата за 2-3 часа. Това беше изключително постижение на науката и технологиите не само защото направи възможно изкуственото производство на такъв ценен материал в необходимите количества, но и защото отвори перспективи за синтез и растеж на кристали от други скъпоценни камъни.

Успехът на O. Verneuil е предшестван от почти половин век изследвания върху синтеза на рубин.

Простотата и надеждността на метода Verneuil доведе до бързото организиране на промишленото производство на тези кристали, първо във Франция, а по-късно в почти всички високоразвити страни на света.

Първата фигура показва самия принцип на метода Verneuil (нали - всичко изглежда доста просто!), А втората снимка показва апарата Verneuil.

Принципът на действие на метода на Verneuil

Апарат на Верньойл

Изглежда доста сложно, дори в началото вдъхва известен страх - казват, никога не бих направил такова нещо! Но това са фалшиви страхове. В края на краищата трябва да се припомни още веднъж, че изобретателят е създал технологията си преди повече от 100 години!

Естествено, той не е имал на разположение онези електрически и механични "трикове", които са достъпни за всеки домашен майстор в момента!

Започнахме да работим върху този проблем - как да опростим апарата Verneuil чрез използването на съвременни електрически компоненти и механизми с широка наличност и да създадем "кухненска" версия на апарата.

И ние успяхме!

Сайтът http://rubin-bmm.narod.ru съдържа по-подробна информация за нашата "кухненска" версия на апарата Verneuil.

По метода Verneuil можете да отглеждате кристали не само от рубин, но и от син, бял (прозрачен) и жълт топаз (както и други нюанси по желание).

Публикувам подробно описание на версията "кухня" (със съгласието на Александър) като основен генератор на идеята и изобщо не се страхувам от конкуренцията на онези ентусиасти, които решат да следват тази идея. Причината е много проста: в момента изкуствените скъпоценни кристали се отглеждат в много страни по света, но веднага щом отидете в магазин за бижута, веднага ще стане очевидно, че цените все още са „хапещи“. И насищането на пазара, очевидно, все още е много, много далеч. И дори ако след като прочетете тази информация, има няколко хиляди ентусиасти, тогава с нашата "домашна" продукция всички ние не можем да направим никакво специално "време" в този пазарен сегмент. Следователно резултатите от нашето изследване могат да бъдат публикувани без страх от нищо. Напротив, ако в нета се появи нещо като "Асоциация на производителите на домашни кристали" :-), тогава ще бъде още по-интересно и полезно за всички, тъй като, както знаете, две глави са добри, а две хиляди - може уверено да се предположи - много по-добре. И някои от тези глави може да се окажат много по-леки и техните идеи ще помогнат на всеки, който се интересува, да опрости и подобри допълнително устройството и да го превърне от "кухня", например, в "нощно шкафче": - ).

Сега няколко думи за икономическата ефективност на проекта. За да отгледате рубинен кристал с тегло 20-30 карата (4-6 грама!), Ще са необходими 3 часа и около 3 kWh електроенергия. Изчислете колко струва във вашия район. Мисля. че цифрата ще бъде по-малко от 10 рубли. Цената на 6 грама прах от алуминиев оксид и 0,2 грама хромов оксид обикновено не може да струва повече от 50 копейки.

Така че, ако вие, драги читателю, предложите дори нешлифован кристал на заинтересован бижутер, тогава не е нужно да имате глава на Сорос, за да разберете, че печалбата от сделката ще бъде много солидна. Е, ако някой от ръчно изработените мъже зарадва жена си или приятелката си с рубини и топази, тогава психологическите дивиденти от подобни "инвестиции" изобщо не могат да бъдат изчислени! :-).

Още няколко думи за правната законност на такова производство. Разбира се, все още трябва да се консултираме задълбочено с юристи, но законът на Руската федерация „За скъпоценните метали и скъпоценните камъни“, който прегледах (последно изменен на 18 юли 2005 г. N 90-FZ), казва много конкретно, че обектът на Регламент на този закон са „скъпоценни камъни - естествени диаманти, изумруди, рубини, сапфири и александрити, както и естествени перли в необработен (естествен) и обработен вид. Уникалните кехлибарени образувания се приравняват към скъпоценни камъни по начина, установен от правителството на Руската федерация. Този списък със скъпоценни камъни може да бъде променян само от федералния закон. Специално изтъкна думата - "естествен". Нищо не се казва за синтетика.

Популярни в категория: