Dom › Molitve › Uzgoj kristala rubina i drugog umjetnog kamenja kod kuće. Uzgajanje kristala odlična je prilika da se obogatite

Uzgoj kristala rubina i drugog umjetnog kamenja kod kuće. Uzgajanje kristala odlična je prilika da se obogatite

Po svojim fizičkim svojstvima i hemijskom sastavu, sintetičko drago kamenje se praktično ne razlikuje od prirodnog. Ne sadrže svi proizvodi koji se prodaju u draguljarnicama prirodno kamenje. I to je sasvim normalno. Razmislite o tome kako otvoriti vlastiti posao uzgoja kristala rubina kod kuće.

Glavni problem je u tome što većina prirodnog kamenja nema sve potrebne karakteristike da se pokaže u nakitu. Kamenje dobijeno u fabrici ili laboratoriji ima skoro iste karakteristike. Osim toga, sintetička proizvodnja nakita je jeftinija od vađenja prirodnog u dubokim i po život opasnim rudnicima.

Uzgajanje s ograničenim unosom soli

Kalijum alum je pogodan za ovu metodu. Kod kuće je najbolje uzgajati kristale iz bakrenog sulfata. Ne rastu dobro od obične soli. Ali bakreni sulfat je lako kupiti, a iz njega rastu vrlo lijepi plavi umjetni dragulji.

1. Pripremamo posudu. U njemu ćemo napraviti zasićeni rastvor soli. Sipajte nekoliko kašika soli, prelijte vodom i promešajte. Posolite dok se više ne otapa. Koristite toplu vodu kako ne biste pogriješili s proporcijama. Postoje krive rastvorljivosti za različite soli. Oni pokazuju koliko se grama može otopiti u 100 ml vode na određenoj temperaturi.

Krivulje rastvorljivosti

2. Filtrirajte rastvor. Ovaj korak je vrlo važan, posebno ako kupujete plavi vitriol u vrtlarskoj radnji. Ako je otopina prljava, kristal će rasti s defektima. Ostavimo otopinu jedan dan tako da višak kristala ispadne iz njega. Oni se talože na dnu čaše i služe nam kao sjeme (glavni elementi na kojima će izrasti novi).

3. Kristal vežemo za konac za pecanje. Umotamo ribolovnu liniju na olovku i objesimo ovaj uređaj na staklo sa zasićenom otopinom. S vremenom voda isparava, zasićenost otopine se povećava. Višak tvari koja se ne može otopiti taloži se na našem proizvodu.

4. Jednom u dvije sedmice dodajte zasićeni rastvor u čašu. Zašto to učiniti? Vremenom voda ispari i u nekom trenutku rasta neće biti dovoljna i rast će prestati.

Bitan! Dodati rastvor treba da bude iste temperature kao i rastvor u kome kristal raste. Ako je najviša, možemo sve upropastiti.

5. Nakon tri mjeseca vadimo kristal i osušite ga peškirom.

6. Prekrivamo proizvod sa 1-2 sloja bezbojnog laka za nokte. To je neophodno kako se ne bi osušio i ne izgubio sjaj. Nakon sušenja proizvod se može uzeti rukom.

Evo nekoliko divnih rubina koje možete uzgajati kod kuće!

Rubin je jedno od najpoznatijih i najljepših dragog kamenja koje su ljudi visoko cijenili hiljadama godina. Njegova jarko crvena boja povezana je s bojom vatre ili krvi i simbolizira vitalnost i energiju. Prirodni rubini rijetko su veliki i prozirni, pa posebno istaknuto kamenje postaje nacionalno blago u različitim zemljama, krasi stvari kraljevskih porodica i aristokrata.

Opis prirodnih i sintetičkih rubina

Prirodni rubin je veoma tvrd mineral, vrsta korunda. Njegov hemijski sastav je vrlo jednostavan - to je aluminijum oksid Al 2 O 3 sa mikroskopskom primesom hroma, koji daje crvenu boju.

Bezbojni korund nema nakitnu vrijednost, ali se zbog svoje tvrdoće u tehnici koristi kao abrazivni materijal. Druge vrste nakita od korunda su safir, čiju plavu boju daje mješavina titana i željeza, te blijedozeleni umjetni amarillo.

Rubini su u rasponu boja od ružičaste do vatrenocrvene i smeđe, a najskupljom nijansom se smatra „golublja krv“: jarko crvena s primjesom ljubičaste. Proizvodi od ovog kamena imaju karakterističan staklasti sjaj.

Osim lijepe boje, rubin karakterizira i zanimljiv optički fenomen - manifestacija šestokrake zvijezde na glatkoj zakrivljenoj površini kamena (asterizam). To je zbog superpozicije prelamanja svjetlosti unutar kristala. Zvezdani rubini se ne režu već ostavljaju kao kabošoni.

Prirodno kamenje rijetko je savršenog kvaliteta, pa se prije nego što krene u prodaju podvrgava raznim vrstama obrade. Najpopularnije tehnike su zagrijavanje, obogaćivanje berilijumom za pojačavanje crvene boje i popunjavanje pukotina u kamenu lošeg kvaliteta staklom.

Trenutno je većina "prirodnih" rubina na tržištu kompozitna, jer su prošli proces punjenja staklom čija masa na kraju može doseći i do 50 posto mase kamena. Prirodni rubin je najskuplji dragi kamen nakon dijamanta. Rekordni kamen od 25 karata kupio je 1995. šeik Bruneja za 12 miliona dolara.

Sintetički rubini su kamenje koje je po svom hemijskom sastavu identično prirodnom mineralu, ali je dobijeno veštački. Prve male kristale rubina dobio je Mark Gooden iz taline korunda davne 1837. Kasnije su naučnici naučili kako da spoje fragmente prirodnog kamenja u takozvane "sijamske rubine".

Koristeći ovu metodu, Francuzi su dobili kamenje za nakit do 10 karata. Međutim, prvi istinski umjetni rubin od glinice dobio je tek krajem 19. stoljeća Auguste Vernel. Njegova metoda omogućila je brzo uzgajanje velikih kristala u industrijskom obimu i postavila temelje za široku proizvodnju sintetičkih rubina širom svijeta.

Glavne moderne metode uzgoja rubina

Trenutno se za sintezu kristala dragog kamenja koriste brojne industrijske metode, na primjer:

Sintetički rubini se koriste u industriji za proizvodnju čvrstih rubin lasera.

Zbog kvantnih prelaza u kristalu rubina tokom zračenja, takav laser generiše usmereni snop crvene svetlosti talasne dužine od 694,3 nm. Od 1960. godine ovaj uređaj se koristi u medicinskoj industriji (uklanjanje tetovaža) i za rješavanje različitih tehničkih problema (pulsna holografija).

Lažni rubini: kako razlikovati sintetički kamen od prirodnog?

Najsigurniji način da saznate da li je vaš kamen sintetički ili prirodan je da se obratite profesionalnom draguljaru. Budući da je kemijski sastav umjetnog rubina identičan prirodnom mineralu, nije uvijek moguće pouzdano provjeriti porijeklo kamena kod kuće.

Postoji nekoliko korisnih savjeta kako sami odrediti autentičnost rubina. Prije svega, morate pažljivo ispitati kamen u jakoj lupi ili pod mikroskopom. Desetostruko povećanje uz dobro osvetljenje biće dovoljno. Sintetički rubini su obično besprijekorni, dok prirodni rubini imaju manje površinske nesavršenosti ili pukotine. Mjehurići i inkluzije unutar kamena također ukazuju na njegovo umjetno porijeklo.

Zbog visoke cijene i popularnosti, drugi minerali se često prodaju pod maskom rubina, koji su mnogo jeftiniji. Među njima, najčešći su:

granati (karelijski rubini). Tamnocrveno ili grimizno kamenje koje ima prilično dosadnu boju. Mekši su od rubina;
turmalin. Mineral je crveno-ružičaste boje, takođe inferiorniji od rubina u tvrdoći;
crveno staklo;
kompozitni rubini. To su prirodni rubini niske kvalitete, pukotine u kojima su ispunjene obojenim staklom.

Postoji nekoliko pravila o tome kako razlikovati rubin od lažnog, posebno ako nije dobro napravljen. Prije svega, obratite pažnju na rez: pravi kamen treba da ima precizne i brušene rubove, a njegove imitacije mogu biti zaobljene i zaglađene. Druga metoda ispitivanja je određivanje tvrdoće.

Rubin je vrlo tvrd kamen i ostavlja bezbojne ogrebotine na staklenoj ili keramičkoj površini, dok novčić ne ostavlja trag na njoj. Ako vaš kamen ostavlja crvenu crtu na staklu, to ukazuje da je umjetno obojen. Rubin se od stakla razlikuje po gustoći (jedan i po puta teži) i tvrdoći (lako grebe staklo).

Nažalost, bez posebne opreme možda neće biti moguće razlikovati visokokvalitetni lažnjak od prirodnog rubina. Sve do 19. stoljeća takve metode uopće nisu postojale, pa se u mnoge povijesne relikvije, krune i nakit umjesto rubina ubacuju drugi crveni dragulji.

Čarobna i ljekovita svojstva rubina

Rubini su tradicionalno obdareni magičnim svojstvima među različitim narodima. Budisti su vjerovali da ovaj kamen budi sposobnost osobe za umjetnost. Indijski mađioničari su vjerovali da se uz pomoć ovog kamena može steći moć nad drugim ljudima. Često se rubini smatraju simbolom strasti, ljubavi i energije, ponekad su s njim povezane plemenite namjere njegovog vlasnika. Ovaj dragulj daje snagu i štiti od crne magije.

Srednjovjekovni liječnici koristili su rubine za liječenje epilepsije, paralize, pa čak i depresije. Veliki kamenčići su ulivani u vodu, a ova infuzija se koristila za liječenje crijeva i impotencije. Moderna tradicionalna medicina vjeruje da nošenje rubina normalizira rad krvožilnog sistema i blagotvorno djeluje na srce.

Međutim, da bi kamen djelovao, mora biti prirodan, budući da su umjetni rubini lišeni magičnih i ljekovitih svojstava.

Zbog visoke vrijednosti prirodnih rubina od davnina, razne imitacije i krivotvorine masovno ulaze na tržište. Krajem 19. stoljeća izumljeno je uzgoj rubina, hemijski identičnih prirodnim.

Do danas postoji mnogo načina za uzgoj velikih i prozirnih kristala, koji se koriste kako u nakitu tako iu tehničkom polju, na primjer, u proizvodnji rubin lasera. Međutim, prirodni rubin košta mnogo više od umjetnog i ostaje poželjniji za izradu elitnog nakita ili čarobnih talismana.

Uzgoj kristala rubina kod kuće dostupan je svima. Za rad nije potrebna opremljena laboratorija, sticanje teorijskih i praktičnih znanja iz oblasti mineralogije, nabavka specijalnih hemikalija. Sve što vam je potrebno možete pronaći u kuhinji.

Kućno eksperimentisanje

Savjetuje se da počnete uzgajati rubine s malim količinama. Prvo se stiče iskustvo, razume se ceo proces, a onda počinje direktan sistematski rad. Sintetička kreacija vlastitih ruku neće biti inferiorna u ljepoti i privlačnosti prirodnim mineralima. Kamenje je traženo među zlatarima, pa uspješno iskustvo može donijeti dodatni prihod ako nađete tržište.

Postoji nekoliko načina za uzgoj. Savjetuje se da isprobate sve opcije, a zatim se zaustavite na onoj koja vam se sviđa.

Umjetne dragocjene stijene koje je stvorio čovjek ne razlikuju se od prirodnih po hemijskom sadržaju i fizičkim svojstvima. Prednost kućnih tehnologija je u tome što vam omogućavaju stvaranje savršeno čistih pasmina. U prirodi se to dešava veoma retko. Kvalitete nakita laboratorijskih uzoraka su prilično dobre. Još jedan plus minerala je cijena. Kamenje je jeftinije od originala, koji potiče iz dubokih rudnika.

organske soli

Lako je uzgojiti kristal rubina iz raznih soli:

bakar sulfat;
kalijum alum;
obična so.

Najduži proces na bazi soli, najlepši uzorci se dobijaju od vitriola. Proizvodnja kristala rubina zasniva se na sljedećim koracima:

Priprema rezervoara. Trebalo bi da sadrži sol i zasićeni rastvor vode i soli. Uzmi toplu vodu. Proces je postepen. Dvije supene kašike razblažite vodom, dobro promešajte. Zatim se dodaje sol i miješa. potrebno je tuširati se dok se sol ne otapa. Da bi zadržali proporcije, uzimaju nagoveštaj: tabelu rastvorljivosti različitih soli u 100 ml vode, njihov odnos sa temperaturom tečnosti.
Filtracija rastvora. Rastvor mora biti čist. Nečistoće prljavštine će pokvariti strukturu kamena. To će pokazati nedostatke. Rastvor ostaje 24 sata. Tokom ovog perioda, kristali se formiraju na dnu posude. Oni će postati osnova rubina.
Rast vještačkog minerala. Za kamen formiran na dnu čaše vezana je uže za pecanje. Namotava se na olovku ili drveni štapić. Uređaj je instaliran na rezervoaru. Kristal je u rastvoru, suspendovan. Voda teži da ispari, zasićeni fiziološki rastvor oslobađa višak, koji se fiksira na rezultirajućem uzorku.
Dodavanje rastvora soli. Vodi je uvijek potrebna određena količina, ako je postane malo, kristal će prestati rasti. Na normalnoj sobnoj temperaturi, voda se dodaje jednom u 2 sedmice.

Da biste dobili rubine kod kuće, morat ćete čekati oko 3 mjeseca. Zatim se kamen oslobodi od slane otopine, osuši mekom krpom. Uzorak je prekriven bezbojnim lakom za nokte u nekoliko slojeva.

Vijeće iskusnih proizvođača kristala. Rastvor soli mora biti na istoj temperaturi kao i voda u posudi. Kristal raste na nešto nižoj temperaturi, ali visoki porasti rastvora kvare i zaustavljaju rast.

Aparat za rad kod kuće

Da biste kod kuće stvorili rubine, trebat će vam aparat nazvan po njegovom kreatoru, Verneuil-u. Tehnika pronalazača omogućava uzgoj rubina težine 30 karata za 3 sata. Tehnologija je omogućila stvaranje dragocjenog materijala u pravoj količini. Industrijski objekti počeli su aktivno provoditi razvoj Verneuila. Vrijeme je napravilo svoja prilagođavanja, a danas se takav uređaj lako sastavlja kod kuće. Komponente uređaja:

katetometar;
mehanizam za tresenje;
bunker;
plamenik;
muffle;
rastući kristal;
držač kristala;
mehanizam za spuštanje kristala.

Uređaj se koristi za uzgoj ne samo rubina. Često se u uređaju stvaraju plavi topaz, smaragdi i kamenje s prozirnom prozirnom strukturom.

Proces kućne proizvodnje:

Prašak se sipa u rezervoar kroz levak. Sastav praha - Al2O3, dodatna komponenta - Cr2O3.
Uz pomoć plamenika, plamen se dovodi na dno bunkera.
Prašak počinje da se topi.
Slojevi rastopljenog praha su rastući kristal rubina.

Kroz mehanizam za spuštanje, umjetni mineral se pomiče prema dolje. U uređaju možete dobiti različite nijanse. Brzina formiranja kristala je veća nego u rezervoaru. To će trajati samo 3 sata, a možete se diviti rubinu. Za jedan uzorak potrebne su sljedeće količine komponenti:

6 g Al2O3;
0,2 g Cr2O.

Sirove kristalne formacije su izvanrednog oblika. Izvorno su slični prirodnim, ali u isto vrijeme uvijek jedinstveni.

Rad sa uređajem na prvi pogled je složen i mukotrpan. Zapravo, uređaj koji je izumio francuski izumitelj prije više od 100 godina neće stvarati nikakve posebne probleme. Sastavljen je od delova koje praktični ljudi imaju na farmi. Izrada aparata i kupovina praha su glavne faze pripreme.

Ekonomske kalkulacije

Kućna tehnika je uvijek jeftinija. Možete izračunati cijenu svih komponenti, troškove i odrediti približnu cijenu primljenih uzoraka. Šta se uzima u obzir rubin:

cijena dijelova uređaja;
troškovi električne energije;
cijena za kupovinu pudera za bazu kristala.

Čak će i približne kalkulacije pokazati korist. Trošak svih komponenti neće biti 500 rubalja. Za takav novac teško je kupiti rubin nakit lijepog izgleda i izvrsne kvalitete. Proces ne bi trebao uplašiti kućne eksperimentatore zakonitošću. Prirodni minerali su regulisani od strane države, sintetički minerali nisu predmet dokumenata. Ukoliko se donese odluka o otvaranju male proizvodnje, ista se registruje na propisan način. Duša će biti na mestu, rad će doneti samo zadovoljstvo.

Dragi kamen koji ste sami kreirali postat će ponos. Majstor će postepeno naučiti mijenjati nijanse rubina. Sljedeći korak bit će kreativni rad na primljenim uzorcima, transformacija njihovih predmeta dizajna interijera i originalnih ukrasa.

Metoda Auguste Verneuil
Određivanje konkurencije u ovoj oblasti
Registrirajte kućnu proizvodnju
promotivne aktivnosti
Detaljna metoda uzgoja kristala kod kuće!

Uzgajanje s ograničenim unosom soli

Krivulje rastvorljivosti

4. Jednom u dvije sedmice dodajte zasićeni rastvor u čašu. Zašto to učiniti? Vremenom voda ispari i u nekom trenutku rasta neće biti dovoljna i rast će prestati.

Bitan! Dodati rastvor treba da bude iste temperature kao i rastvor u kome kristal raste. Ako je najviša, možemo sve upropastiti.

5. Nakon tri mjeseca vadimo kristal i osušite ga peškirom.

6. Prekrivamo proizvod sa 1-2 sloja bezbojnog laka za nokte. To je neophodno kako se ne bi osušio i ne izgubio sjaj. Nakon sušenja proizvod se može uzeti rukom.

Evo nekoliko divnih rubina koje možete uzgajati kod kuće!

Metoda Auguste Verneuil

Za dobijanje rubina u laboratoriji koristi se aparat koji je izumeo francuski naučnik Auguste Verneuil prije više od 100 godina. Na internetu možete pronaći informacije o metodi uzgoja rubina i pojednostavljenoj opremi francuskog naučnika, koja se može koristiti kod kuće. Prema metodi Auguste Verneuil, za 2-3 sata možete izrasti kristal rubina, čija je masa 20-30 karata. Treba napomenuti da se ova metoda primjenjuje i na proizvodnju topaza različitih nijansi (žuta, plava, bijela i prozirna).

Crtež Verneuilovog aparata

Da biste dobili proizvod od 30 karata, potrebno vam je 3 kWh električne energije i 3 sata vremena. U novčanom smislu, to će biti manje od 1 dolara. Za proizvodnju jednog kristala potrebno je 0,2 g krom oksida i 6 g praha aluminij oksida, čija cijena neće biti veća od 0,50 dolara.

Ne morate biti ekonomista da biste shvatili da ako se čak i nebrušeni kristal proda zlataru, profit će biti vrlo solidan. Obradovavši svoju ženu domaćim topazama i rubinima, dobit ćete neuporedive psihološke "dividende".

Preuzmite detaljan opis Verneuil metode

Tehnologija za proizvodnju sintetičkih safira, rubina i korunda

Monokristali lamelarnog safira (bezbojnog korunda) uzgajaju se metodama taljenja, što omogućava dobivanje kristala težine do nekoliko kilograma. Sintetički safir monokristali se uzgajaju iz aluminij oksida rastezanjem kalupima zadanog profila po Stepanov metodi. Kao bezbojni strukturni materijal, lamelarni safir se koristi u poluvodičkoj i elektronskoj industriji, tankoslojnoj hibridnoj i integrisanoj mikroelektronici, rasvjeti, proizvodnji kemijske opreme i drugim industrijama.

Ploče od optički prozirnog i bezbojnog korunda (safira) uvelike variraju u cijeni ovisno o prisutnosti mikro-defekta nevidljivih oku. Prosječna veličina ploča je 170x170 mm, a visina 30 mm. Kompletno formiranje visokokvalitetnih sirovina vrši se za oko nedelju dana. Ploča s mikroskopskim nedostacima nevidljivim oku (vizualno apsolutno savršena) je sasvim prikladna za upotrebu u nakitu kao sirovina, ali možda nije prikladna za potrebe fine industrijske optike, pa će cijena sirovina jako varirati. Ono što je idealno za nakit i realne cijene možda neće biti dovoljno za industrijske potrebe.

Na početku rasta kristali safira su bezbojni, ali zatim, kako se nečistoće nakupljaju, postaju blago ružičaste. A ako stavite ružičasti korund neko vrijeme pod ultraljubičastu (UV) lampu, tada se ružičasta postupno pretvara u divnu vinsku smećkastost. Boja safira je kao vinski topaz, samo tvrđi.

Safirne monokristalne ploče, prema tehnologiji uzgoja, podsjećaju na proces zamrzavanja obične vode i njenih modifikacija. Ako se radi o tipu "gazirane vode", oku će biti vidljivo puno mjehurića. Ako je tipa "voda iz česme ili otvorenog izvora", biće mnogo skrivenih i nevidljivih mehurića koji čine safir neupotrebljivim pod mikroskopom. Tip "voda sa stranim nečistoćama" će dati nečistoće u safir. Idealna opcija - tip "destilovana voda bez gasa i nečistoća, u vakuumu" - koristi se za pravljenje povećala i reduktora za sagorevanje čipova i procesora savremenih računara (Intel u SAD, izveštaji na seminarima i simpozijumima 2006-2007. i kasnije). Veoma relevantno.

Monokristali sintetičkog korunda su modifikacija aluminijevog oksida, u kojoj mali dio iona aluminija može biti izomorfno zamijenjen ionima željezne grupe ili ionima bakra. Uzgoj sintetičkih monokristala širokog spektra boja (rubina, safira, topaza, ametista itd.) vrši se Verneuil metodom. Sintetički korund se koristi u industriji nakita, satova i instrumenata. Otpad korunda se koristi za proizvodnju visokokvalitetnih abrazivnih i vatrostalnih proizvoda. Verneuil aparat također omogućava uzgoj sintetičkih spinela i slično.

Rubin i safir su minerali koji, iako se razlikuju po izgledu, imaju identičnu kristalnu strukturu i svojstva, osim prisustva manjih koncentracija nečistoća koje im daju karakteristične boje. Rubin i safir se uglavnom sastoje od aluminijum oksida Al2O3, čiji kristalni oblik mineralozi nazivaju korundom. Kristali uzgojeni po Verneuil metodi poznat kao Buli, očigledno zbog činjenice da su u početku imali zaobljen oblik. Ovaj izraz, koji je skovao Gaudin, a koristio Verneuil, postao je uobičajen među uzgajivačima kristala, uprkos činjenici da su kristali sada cilindrični.

Verneuil je uzgojio Bouli težine 2,5-3 g (12-15 karata) u roku od 2 sata. Bule su bile okruglog oblika, a neke od njih imale su prečnik 5-6 mm. Danas se uzgajaju cilindrične bule prečnika 20 mm i dužine cilindra 50-70 mm i tzv. poluboule (polovina cilindra rezane po dužini sa osnovom 10 x 20 mm). Zapremina takvog polu-boula 10 x 20 x 60-70 mm je 10-11 kubnih metara. cm i težina, respektivno, 40-45 grama. Ova sirovina se još ne mjeri u karatima (ali se lako može preračunati - masa je 200-250 karata).

Monokristalne prozirne bule i šipke od umjetnog korunda (sintetski rubini i safiri) dobivaju se topljenjem i prekristalizacijom glinice (aluminij oksida) u plamenu kisik-vodik. Boule se mogu dodatno bojiti: sa primesama jona Cr (hrom, do 2%) - u crvenu, V (vanadijum) - u sivkasto zelenu na dnevnom svetlu i ljubičastu na veštačkoj svetlosti, Mn (mangan) - u žućkasto ružičastu, Ni ( nikl) - u žutoj, Ti (titanijum) - u ružičasto-ljubičastim bojama. Prilikom rezanja sintetičkog korunda pod različitim nazivima (safir, rubin, topaz, aleksandrit, ametist), koriste se u nakitu; crveni korundi - rubini - kao referentno kamenje za mehaničke satove i druge precizne instrumente, i šipke - u optičkim generatorima (laserima). Gustoća sintetičkih korunda je 4 g/cc, tvrdoća je 9 za obojene korunde i 9,25 za moissonit (tvrdoća dijamanta je 10 po Mohsovoj skali). Kristalna struktura korunda sastoji se od atoma Al (aluminijuma) okruženih sa 6 O (kiseonika) atoma, koji čine najgušće heksagonalno pakovanje. Korund takođe karakteriše visoka hemijska otpornost i visoka tačka topljenja (2020-2050 stepeni C, odnosi se na vatrostalne materijale).

Institut za kristalografiju Akademije nauka SSSR-a. A. V. Shubnikov je razvio metode za sintezu korunda, uz pomoć kojih se dobijaju kristali korunda različitih oblika. Ova metoda omogućava uzgoj kristala leukosapfira u obliku velikih ploča s određenom unaprijed određenom kristalografskom orijentacijom. Posuda od molibdena napunjena polaznim materijalom stavlja se u vakuumsku peć u kojoj se zagreva na preko 2000°C. Aluminijum se topi. Kontejner sa talinom polako se pomera u područja sa nižom temperaturom, a kada temperatura padne na određenu vrednost, talina kristalizuje. Za usmjerenu kristalizaciju, sjemenski kristal se uvodi u talinu. Cijeli proces je automatiziran.

U industrijskim razmjerima, umjetni korundni materijali se dobivaju topljenjem boksita u električnim pećima s redukcijskim sredstvom (gvozdena strugotina). Koriste se i kao abrazivi; metodama metalurgije praha koriste se za izradu rezača za obradu metala na visokim temperaturama. Nisu pogodni za industriju nakita (za rezanje kao umetci).

Ispostavilo se da se sada ne lažira samo prirodno prirodno kamenje. Budući da su nakon raspada SSSR-a cijene sirovina sintetičkog korunda postale prilično visoke, ispostavilo se da i cijene sintetičkog korunda, safira i rubina nisu jeftine. Fotografija desno je tipičan primjer. krivotvorine sintetičkih monokristala korunda(sintetički rubini i safiri). Prilično jarkih boja i karakteristične goltovke (oblik podsjeća na zaobljene kamenčiće). Čini se da je sličan korundu i može se skupo prodati, ali nije uzgajan po Vernelovoj metodi.

Ako neko još uvijek ima u nakitu sovjetsko rezane sintetičke rubine (kamenje proizvedeno u SSSR-u), nemojte žuriti da ih se riješite. Imate primjer odličnog strojno rezanog kamena i rijedak primjer vrijednog sintetičkog korunda. Sada ih ne možete kupiti samo u draguljarnici. Danas su cijene rezanih sintetičkih korunda, rubina i safira za nakit višestruko veće od cijena tradicionalnih bezbojnih i obojenih kubičnih cirkonija (sintetičkih kubičnih cirkona), iako su osjetno jeftinije od cijena prirodnih sirovina i prirodnog dragog kamenja grupa korunda.

Tehnološke karakteristike proizvodnje korunda

Metoda Auguste Verneuil. Godina rođenja industrijskog sintetičkog rubina je 1905. Verneuilova tehnologija se sastojala od upotrebe vertikalnog plamenika sa dovodom praha glinice u plamen kroz struju kiseonika. Prah se trese u struji gasa pod dejstvom vibratora na električni pogon. Upotreba gasno nepropusne gumene uvodnice omogućava da se udar vibratora prenese na posudu koja sadrži prah glinice bez curenja kiseonika. U hladni dio plamena postavlja se keramička igla na kojoj se skupljaju kapi tekuće glinice, koje nastaju pri topljenju praha koji se budi kroz vruću zonu plamena.

Plamen je okružen keramičkim štitom, koji igra ulogu izolatora i štiti rastuću bulju od propuha. Ovaj muffle je opremljen prozorčićem za gledanje, koji je bio zapečaćen liskunom u originalnom Verneuil aparatu. Pretjerano zagrijavanje gornjeg dijela aparata uslijed protoka topline iz vruće zone sprječava se korištenjem vodenog hlađenja.

U početnoj fazi Boulijevog rasta, prah, padajući na iglu, stvrdne se i formira konus od materijala relativno male gustine. Nakon toga, konus se pomiče u vruću zonu plamena, gdje se njegov vrh počinje topiti. U ovom trenutku formira se nekoliko kristala, ali jedan od njih je orijentisan u pravcu najveće brzine rasta. On inhibira rast drugih kristala i služi kao sjeme za Bulli koji se razvija. Vještina operatera je izuzetno važna u ranoj fazi rasta, jer će možda biti potrebno prilagoditi temperaturu plamena ili brzinu dodavanja praha tokom odabira kristala.

Nakon što u centralnom dijelu počne dominantan rast jednog kristala, kako bi se povećao prečnik Bouleya, povećala brzina ubacivanja praha i postepeno povećavala temperaturu plamena podešavanjem brzine protoka kisika. Gornja površina Boule-a postaje zaobljena, a svježi dijelovi glinice se unose na nju u obliku padajućih kapi taline. Zatim se stalak sa stabljikom spušta brzinom koja odgovara stopi rasta Bouleya. Najvažniji uslov za rast visokokvalitetnih kristala je ujednačeno snabdevanje prahom, tako da se mnogo truda ulaže u pripremu sirovog materijala kako bi imao dobru protočnost.

Ako je prah previše grub, ugrađivanje velikih hladnih čestica može uzrokovati stvrdnjavanje tankog rastaljenog sloja. Tada se stvara jezgra mnogih malih kristala i Bulya gubi strukturu jednog kristala. Upotreba previše finog praha povezana je s opasnošću od isparavanja glinice u plamenu. Optimalne veličine čestica leže u submikronskom opsegu (manje od hiljaditih delova milimetra - 20 mikrona). Čestice moraju imati pravilan oblik, jer samo u tom slučaju jednako reaguju na udar vibratora (i ravnomjerno se sipaju). Verneuil je dobio glinicu od amonijum alum koji sadrži oko 2,5% nečistoća hroma alum (dobivene su klasične crvene bule). Prašak ovog sastava zagrijavan je do razgradnje stipse i stvaranja oksida, koji su usitnjeni i prosijani kroz žičano sito kako bi se odabrale čestice potrebne veličine.

Czochralski metoda(metoda izvlačenja taline) je sljedeća: talina tvari iz koje bi kamenje trebalo kristalizirati stavlja se u vatrostalni lončić od vatrostalnog metala - platine, rodija, iridija, molibdena ili volframa - i zagrijava na visokoj frekvenciji induktor iznad tačke topljenja. Sjeme iz materijala budućeg kristala spušta se u talog na izduvnoj osovini, a na njemu se uzgaja sintetički materijal do željene debljine. Vratilo sa sjemenom se postepeno podiže brzinom od 1-50 mm/h uz istovremenu rotaciju na frekvenciji od 30-150 o/min -1. Okrenite osovinu kako biste izjednačili temperaturu taline i osigurali ravnomjernu raspodjelu nečistoća. Prečnik kristala do 50 mm, dužina do 1 m. Umjetni granat, kao i korund, spinel, krizoberil, litijum niobat itd. uzgajaju se metodom Czochralskog.

Pojavio se veliki broj naučnih radova o uzgoju korunda i spinele metoda topljenja plamena(metoda zonskog topljenja). U procesu uzgoja kristala ovom metodom, mala površina - zona - se topi pomoću mehanizma grijanja, a zatim se grijač pomiče duž uzorka, u vezi s kojim jedan kristal raste uzastopno. Postoje dvije varijante ove metode: u metodi horizontalne usmjerene kristalizacije koristi se dugačak uski čamac (nastali kristali su u obliku ploča dimenzija 220x100x20 mm ili više, ovisno o veličini čamca), u vertikalnom verzija - plutajuća zona - koristi se sinterirana šipka (boule), fiksirana u gornjem i donjem dijelu.

Glavna pažnja je posvećena odnosu između defekata u kristalima i uslova pod kojima se Boole uzgaja. Glavna nesavršenost ove metode uzgoja kristala je prisustvo stepenastog temperaturnog gradijenta između vrućeg područja plamena, gdje se nalazi rastopljeni vrh Bouleya, i hladnijeg donjeg dijela. Oštra promjena temperature duž Bouleyeve ose stvara jaka naprezanja u kristalu i, kada se uklone iz peći, Bouleys često puca (uz cilindar) s formiranjem dva polucilindrična fragmenta (polu-boules). Za potrebe industrije nakita, takve poluboule su sasvim pogodne za rezanje.

Tehnološke karakteristike proizvodnje zvezdastih safira (asteriksa)

Godine 1947. ogranak Linde korporacije Union Carbide u istočnom Čikagu počeo je proizvoditi zvjezdane safire i rubine koristeći Verneuil metod. Ova metoda je patentirana 1949. godine. Zvjezdano kamenje je dobilo ime po svom neobičnom izgledu kada se gleda duž kristala duž njegove glavne ose. Šest sjajnih pruga zrači iz središta kristala tako da se stvara impresivna slika, koja odgovara simboličnoj slici zvijezde ili zvjezdice. Dobija se vrlo svijetlo zvjezdano kamenje, koje u prirodi nema.

Takav fenomen u korundu je uzrokovan prisustvom tankih iglica rutila - aluminij titanata (Al2TiO5), koje su izdužene u trake smještene u skladu sa simetrijom kristalne strukture pod uglom od 60o jedna u odnosu na drugu. Ovo se postiže dodavanjem malih količina rutila u prah glinice. Prilikom formiranja boula, rutil se otapa u rastopljenom sloju glinice, ali se nakon hlađenja nakon kristalizacije bula taloži u obliku iglica, ali uglavnom u obliku Al2TiO5, koji nastaje kao rezultat interakcije. rutila i glinice. Prema Linde patentu, najbolji rezultati se postižu dodavanjem 0,1% do 0,3% rutila u prah i zatim žarenjem boula na 1100-1500°C nekoliko sati kako bi se izolovale igle Al2TiO5. Starstones se obično izrađuju u obliku prilično kupolastih kabošona, u kom slučaju su najspektakularniji.

Glavna poteškoća u izradi zvjezdanog kamena je postizanje ravnomjerne raspodjele iglica Al2TiO5 tako da zvijezda zauzme cijelu širinu kamena. Linde stručnjaci su otkrili da se najbolji rezultati postižu variranjem brzine protoka kiseonika, što rezultira periodičnim varijacijama temperature. Najprikladniji način za to je ventil koji djelimično zatvara dovod kisika. Utvrđeno je da ovaj postupak dovodi do periodične promjene u distribuciji igala. Ako su pri malom protoku kiseonika iglice raspoređene po celoj širini boula, onda veliki protok pogoduje njihovoj kristalizaciji samo u perifernom delu.

Najspektakularniji zvjezdani uzorak pojavljuje se kada je debljina naizmjeničnih slojeva 1 mm. Ovaj postupak pokazuje jednu od glavnih prednosti umjetnog dragog kamenja u odnosu na prirodno drago kamenje: uzgajivač kristala kontrolira uvjete za izradu materijala i može ih mijenjati kako bi postigao najbolji rezultat. Ljubitelji prirodnih kristala priznaju mogućnost određenih tretmana kamenja za poboljšanje njihovog izgleda, kao što je zagrijavanje cirkona, ali nemaju mogućnost kontrolisanja uslova pod kojima su kristali prvobitno rasli. Samo u rijetkim slučajevima prirodni zvjezdani kamen može se takmičiti sa svojim umjetnim kolegom u čisto vizualnoj percepciji.

Linde izrađuje zvjezdane kamenje na drugi način, kada se prethodno izrezani kabošon od kamena sintetiziranog bez dodataka rutila uroni u rutilnu talinu kako bi se formirao vrlo tanak sloj iglica. Tek nakon toga se vrši završno poliranje. Takvo se kamenje razlikuje od običnog zvjezdanog kamenja po većoj transparentnosti, ali se ne prodaje u velikim količinama.

Osim rubina i safira, Linde zvjezdano kamenje dostupno je u varijantama ljubičaste, zelene, ružičaste, žute i smeđe, kao i dimno plave i dimno crvene. Pošto je originalni patent sada istekao, pojavio se niz drugih dobavljača, na primjer u Njemačkoj. Prijavljen je bezbojni zvezdasti safir. Takva konkurencija dovela je do pada cijene sintetičkih zvjezdanih korunda. Firma Linde je obustavila proizvodnju i prodala svoju opremu, iako je kamenje iz kompanije Alvin iz New Jerseya još uvijek dostupno za prodaju. Po svemu sudeći, trenutno je glavni dobavljač zvezdastog kamena, koji je još uvek veoma popularan u SAD, kompanija Jeva.

Sintetičko drago kamenje se praktično ne razlikuje od prirodnog kamenja po svom hemijskom sastavu i fizičkim svojstvima. Cijeli problem. Pokazalo se da među prirodnim dragim kamenjem nema svako dovoljno čistoće i drugih kvaliteta dragulja da bi bili počašćeni da budu predstavljeni u draguljarnicama, a u laboratorijskoj ili fabričkoj proizvodnji tehnološki proces se može otkloniti tako da svi kristali uzgojeni u laboratorija će imati gotovo iste karakteristike nakita.

I u proizvodnji su mnogo jeftiniji od svojih "kolega" istog kvaliteta, kopanih u dubokim i po život opasnim radnim rudnicima. Osim toga, naslage pojedinih minerala nisu rasute u izobilju ravnomjerno po cijeloj kugli zemaljskoj, već su koncentrisane, po pravilu, na nekoliko mjesta.

Uzgoj kristala rubina kod kuće

Dalje razmišljanje teklo je po analogiji sa vitražima i mozaicima. Ako sam na internetu naišao na ponude za ove usluge od velikih renomiranih kompanija sa solidnim proizvodnim kapacitetima i novčanim tokovima, onda sam se zapitao zašto je nemoguće napraviti male vitraže (umetke u unutrašnja vrata, zidne lampe itd.) bukvalno na tvom stolu?

Proučavao sam tehnologiju, zbunjen kako se može pojednostaviti za kućnu upotrebu, proveo određeni broj eksperimenata - i dobio rezultat!

Slično, Alexander i ja smo počeli kreativno prerađivati ideju uzgoja kristala dragog kamenja kod kuće. Proučavali smo (na uvodnom nivou) različite metode, te smo se odlučili na metodu francuskog naučnika Augustea Verneuila, koji je prije više od 100 godina stvorio originalnu tehniku i opremu koja je omogućila uzgoj kristala rubina težine 20-30 karata. za 2-3 sata. Ovo je bilo izvanredno dostignuće nauke i tehnologije, ne samo zato što je omogućilo veštačku proizvodnju tako vrednog materijala u potrebnim količinama, već i zato što je otvorilo izglede za sintezu i rast kristala drugog dragog kamenja.

Uspehu O. Verneuila prethodilo je skoro pola veka istraživanja o sintezi rubina.

Jednostavnost i pouzdanost Verneuil metode dovela je do brzog organizovanja industrijske proizvodnje ovih kristala, prvo u Francuskoj, a kasnije u gotovo svim visokorazvijenim zemljama svijeta.

Prva slika prikazuje sam princip Verneuil metode (zar ne - sve izgleda prilično jednostavno!), a druga slika prikazuje Verneuil aparat.

Princip rada Verneuil metode

Verneuil aparat

Izgleda prilično komplikovano, čak i na prvu izaziva neki strah - kažu, nikada ne bih uradio tako nešto! Ali to su lažni strahovi. Uostalom, treba još jednom zapamtiti da je izumitelj stvorio svoju tehnologiju prije više od 100 godina!

Naravno, nije imao na raspolaganju one električne i mehaničke "trikove" koji su u ovom trenutku dostupni bilo kojem kućnom majstoru!

Upravo na ovom problemu - kako pojednostaviti Verneuil aparat korištenjem modernih električnih komponenti i mehanizama široke dostupnosti i stvoriti "kuhinjsku" verziju aparata - počeli smo raditi.

I uspjeli smo!

Stranica http://rubin-bmm.narod.ru sadrži detaljnije informacije o našoj "kuhinjskoj" verziji Verneuil aparata.

Koristeći Verneuil metodu, možete uzgajati kristale ne samo rubina, već i plavog, bijelog (prozirnog) i žutog topaza (kao i drugih nijansi po želji).

Objavljujem detaljan opis "kuhinjske" verzije (uz saglasnost Aleksandra) kao glavnog generatora ideje i nimalo se ne plašim konkurencije onih entuzijasta koji odluče da slede ovu ideju. Razlog je vrlo jednostavan: trenutno se umjetni dragocjeni kristali uzgajaju u mnogim zemljama svijeta, ali čim odete u draguljarnicu, odmah će postati očito da cijene i dalje "grizu". A zasićenje tržišta je, po svemu sudeći, još uvijek jako, jako daleko. Pa čak i ako nakon čitanja ove informacije ima nekoliko hiljada entuzijasta, onda sa našom "kućnom" proizvodnjom ne možemo svi napraviti neko posebno "vrijeme" u ovom segmentu tržišta. Stoga se rezultati našeg istraživanja mogu objaviti bez straha od bilo čega. Naprotiv, ako se na netu pojavi nešto poput "Udruženja uzgajivača domaćeg kristala" :-), onda će svima biti još interesantnije i korisnije, pošto su, kao što znate, dvije glave dobre, a dvije hiljade - može se sa sigurnošću pretpostaviti - mnogo bolje. I neke od ovih glava mogu ispasti mnogo lakše, a njihove ideje pomoći će svima koji su zainteresirani da dodatno pojednostave i poboljšaju uređaj, te ga iz "kuhinje", na primjer, pretvore u "noćni ormarić" :- ).

Sada nekoliko riječi o ekonomskoj efikasnosti projekta. Za uzgoj kristala rubina od 20-30 karata (4-6 grama!), trebat će 3 sata i oko 3 kWh električne energije. Izračunajte koliko košta u vašem kraju. Razmisli. da će ta cifra biti manja od 10 rubalja. Trošak 6 grama praha aluminij oksida i 0,2 grama krom oksida općenito ne može koštati više od 50 kopejki.

Dakle, ako vi, dragi čitaoče, ponudite čak i nebrušeni kristal zainteresovanom draguljaru, onda ne morate imati soroševu glavu da biste shvatili da će profit od transakcije biti vrlo solidan. Pa, ako neko od ručno rađenih muškaraca obraduje svoju ženu ili devojku rubinima i topazama, onda se psihološke dividende od ovakvih "ulaganja" uopšte ne mogu izračunati! :-).

Još nekoliko riječi o pravnoj zakonitosti ovakvog postupka. Naravno, i dalje moram da se detaljno konsultujem sa advokatima, ali u zakonu Ruske Federacije „O PLEMENIM METALIMA I DRAGOM KAMENJU“ koji sam pregledao (posljednji put izmijenjen 18. jula 2005. N 90-FZ) je vrlo konkretno navedeno da Predmet regulisanja ovog zakona su dijamanti, smaragdi, rubini, safiri i aleksandriti, kao i prirodni biseri u sirovom (prirodnom) i obrađenom obliku. Jedinstvene formacije ćilibara su izjednačene sa dragim kamenjem na način koji je utvrdila Vlada Ruske Federacije. Ova lista dragog kamenja može se mijenjati samo saveznim zakonom.” Posebno je izdvojena riječ - "prirodno". O sintetici se ništa ne govori.

Popularno u kategoriji: