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Crescere cristalli di rubino e altre pietre artificiali a casa. La crescita dei cristalli è una grande opportunità per diventare ricchi

In termini di proprietà fisiche e composizione chimica, le pietre preziose sintetiche praticamente non differiscono da quelle naturali. Non tutti i prodotti venduti nelle gioiellerie contengono pietre naturali. E questo è abbastanza normale. Considera come aprire la tua attività in crescita di cristalli di rubino a casa.

Il problema principale è che la maggior parte delle pietre naturali non ha tutte le caratteristiche necessarie per sfoggiare in gioielleria. Le pietre ottenute in fabbrica o in laboratorio hanno quasi le stesse caratteristiche. Inoltre, la produzione sintetica di gioielli è più economica dell'estrazione di naturali in miniere profonde e pericolose per la vita.

Coltivazione con sali limitati

L'allume di potassio è adatto per questo metodo. A casa, è meglio coltivare cristalli dal solfato di rame. Non crescono bene dal sale normale. Ma il solfato di rame è facile da acquistare e da esso crescono gemme artificiali blu molto belle.

1. Prepariamo il contenitore. Faremo una soluzione salina satura al suo interno. Versare qualche cucchiaio di sale, versarlo con l'acqua e mescolare. Aggiungere il sale fino a quando non si scioglie più. Utilizzare acqua calda per non sbagliare con le proporzioni. Esistono curve di solubilità per diversi sali. Mostrano quanti grammi possono essere sciolti in 100 ml di acqua a una certa temperatura.

Curve di solubilità

2. Filtra la soluzione. Questo passaggio è molto importante, soprattutto se stai acquistando vetriolo blu da un negozio di giardinaggio. Se la soluzione è sporca, il cristallo crescerà con difetti. Lasciamo la soluzione per un giorno in modo che i cristalli in eccesso cadano da essa. Si depositano sul fondo del bicchiere e fungono da seme per noi (gli elementi principali su cui ne cresceranno di nuovi).

3. Leghiamo il cristallo alla lenza. Avvolgiamo la lenza su una matita e appendiamo questo dispositivo su un vetro con una soluzione satura. Nel tempo, l'acqua evapora, la saturazione della soluzione aumenta. Un eccesso di una sostanza che non può dissolversi si deposita sul nostro prodotto.

4. Una volta ogni due settimane, aggiungere una soluzione satura al bicchiere. Perché farlo? Nel tempo, l'acqua evapora e ad un certo punto della crescita non sarà sufficiente e la crescita si fermerà.

Importante! La soluzione aggiunta dovrebbe avere la stessa temperatura della soluzione in cui cresce il cristallo. Se è il massimo, possiamo rovinare tutto.

5. Dopo tre mesi, tiriamo fuori il cristallo e asciugarlo con un asciugamano.

6. Copriamo il prodotto con 1-2 strati di smalto incolore. Questo è necessario affinché non si secchi e non perda la sua lucentezza. Dopo l'essiccazione, il prodotto può essere assunto a mano.

Ecco alcuni meravigliosi rubini che puoi coltivare a casa!

Il rubino è una delle pietre preziose più famose e belle che è stata molto apprezzata dalle persone per molte migliaia di anni. Il suo colore rosso brillante è associato al colore del fuoco o del sangue e simboleggia la vitalità e l'energia. I rubini naturali sono raramente grandi e trasparenti, quindi pietre particolarmente eccezionali diventano tesori nazionali in diversi paesi, adornano le cose delle famiglie reali e degli aristocratici.

Descrizione dei rubini naturali e sintetici

Il rubino naturale è un minerale molto duro, un tipo di corindone. La sua composizione chimica è molto semplice: è ossido di alluminio Al 2 O 3 con una miscela microscopica di cromo, che fornisce un colore rosso.

Il corindone incolore non ha valore di gioielleria, ma a causa della sua durezza viene utilizzato nella tecnologia come materiale abrasivo. Altre varietà di gioielli di corindone sono lo zaffiro, il cui colore blu è fornito da una miscela di titanio e ferro, e un amarillo artificiale verde pallido.

I rubini variano di colore dal rosa al rosso fuoco e al marrone, e la tonalità più costosa è considerata il "sangue di piccione": rosso brillante con una mescolanza di viola. I prodotti realizzati con questa pietra hanno una caratteristica lucentezza vetrosa.

Oltre al bel colore, il rubino è caratterizzato da un interessante fenomeno ottico: la manifestazione di una stella a sei punte su una superficie liscia di pietra curva (asterismo). Ciò è dovuto alle sovrapposizioni della rifrazione della luce all'interno del cristallo. I rubini stellari non vengono tagliati ma lasciati come cabochon.

Le pietre naturali raramente sono di qualità perfetta, quindi, prima di essere messe in vendita, subiscono vari tipi di lavorazione. Le tecniche più popolari sono il riscaldamento, l'arricchimento con berillio per esaltare il colore rosso e il riempimento di crepe nelle pietre di bassa qualità con il vetro.

Attualmente, la maggior parte dei rubini "naturali" in commercio sono compositi, poiché hanno subito un processo di riempimento con vetro, la cui massa può arrivare fino al 50 per cento della massa della pietra. Il rubino naturale è la pietra preziosa più costosa dopo il diamante. La pietra da record da 25 carati è stata acquistata nel 1995 dallo sceicco del Brunei per 12 milioni di dollari.

I rubini sintetici sono pietre identiche al minerale naturale nella loro composizione chimica, ma ottenute artificialmente. I primi piccoli cristalli di rubino furono ottenuti da Mark Gooden da una fusione di corindone nel 1837. Successivamente, gli scienziati hanno imparato a fondere frammenti di pietre naturali nei cosiddetti "rubini siamesi".

Usando questo metodo, i francesi hanno ricevuto pietre per gioielli che pesavano fino a 10 carati. Tuttavia, il primo vero rubino di allumina artificiale fu ottenuto solo alla fine del XIX secolo da Auguste Vernel. Il suo metodo ha permesso la rapida crescita di grandi cristalli su scala industriale e ha avviato la produzione diffusa di rubini sintetici in tutto il mondo.

I principali metodi moderni di coltivazione dei rubini

Attualmente, per la sintesi di cristalli di pietre preziose vengono utilizzati numerosi metodi industriali, ad esempio:

I rubini sintetici sono utilizzati nell'industria per la produzione di laser a rubino a stato solido.

A causa delle transizioni quantistiche in un cristallo di rubino durante l'irradiazione, un tale laser genera un raggio diretto di luce rossa con una lunghezza d'onda di 694,3 nm. Dal 1960, questo dispositivo è stato utilizzato nell'industria medica (rimozione dei tatuaggi) e per la risoluzione di vari problemi tecnici (olografia del polso).

Rubini finti: come distinguere una pietra sintetica da una naturale?

Il modo più sicuro per capire se la tua pietra è sintetica o naturale è consultare un gioielliere professionista. Poiché la composizione chimica di un rubino artificiale è identica a un minerale naturale, non è sempre possibile verificare in modo affidabile l'origine di una pietra a casa.

Ci sono alcuni consigli utili su come determinare tu stesso l'autenticità di un rubino. Prima di tutto, devi esaminare attentamente la pietra in una forte lente d'ingrandimento o al microscopio. Sarà sufficiente un ingrandimento di dieci volte con una buona illuminazione. I rubini sintetici sono generalmente impeccabili, mentre i rubini naturali hanno piccole imperfezioni o crepe sulla superficie. Bolle e inclusioni all'interno della pietra indicano anche la sua origine artificiale.

A causa del prezzo elevato e della popolarità, altri minerali sono spesso venduti sotto forma di rubini, che sono molto più economici. Tra questi, i più comuni sono:

granati (rubini della Carelia). Pietre rosso scuro o cremisi che hanno un colore piuttosto opaco. Sono più morbidi dei rubini;
tormalina. Il minerale è di colore rosso-rosato, anche di durezza inferiore al rubino;
vetro rosso;
rubini compositi. Si tratta di rubini naturali di bassa qualità, le cui fessure sono riempite di vetro colorato.

Esistono diverse regole su come distinguere un rubino da un falso, soprattutto se non è realizzato molto bene. Innanzitutto attenzione al taglio: una pietra vera deve avere bordi precisi e levigati, mentre le sue imitazioni possono essere arrotondate e levigate. Un altro metodo di prova è la determinazione della durezza.

Il rubino è una pietra molto dura e lascia graffi incolori su una superficie di vetro o ceramica, mentre una moneta non lascia segni su di essa. Se la tua pietra lascia una striscia rossa sul vetro, significa che è stata colorata artificialmente. Il rubino differisce dal vetro per densità (è una volta e mezzo più pesante) e durezza (graffia facilmente il vetro).

Sfortunatamente, senza un'attrezzatura speciale, potrebbe non essere possibile distinguere un falso di alta qualità da un rubino naturale. Fino al XIX secolo tali metodi non esistevano affatto, quindi, in molti cimeli storici, corone e gioielli, al posto dei rubini vengono inserite altre gemme rosse.

Le proprietà magiche e curative dei rubini

I rubini sono tradizionalmente dotati di proprietà magiche tra i diversi popoli. I buddisti credevano che questa pietra risvegliasse la capacità di una persona all'arte. I maghi indiani credevano che con l'aiuto di questa pietra si potesse acquisire potere sulle altre persone. Spesso i rubini sono considerati un simbolo di passione, amore ed energia, a volte ad esso vengono associate le nobili intenzioni del suo proprietario. Questa gemma dona forza e protegge dalla magia nera.

I medici medievali usavano i rubini per curare l'epilessia, la paralisi e persino la depressione. Grandi pietre venivano infuse in acqua e questa infusione veniva usata per curare l'intestino e l'impotenza. La moderna medicina tradizionale ritiene che indossare i rubini normalizzi il funzionamento del sistema circolatorio e abbia un effetto benefico sul cuore.

Tuttavia, affinché la pietra funzioni, deve essere naturale, poiché i rubini artificiali sono privi di proprietà magiche e curative.

A causa dell'alto valore dei rubini naturali sin dai tempi antichi, varie imitazioni e falsi sono entrati in modo massiccio nel mercato. Alla fine dell'ottocento fu inventata la coltivazione dei rubini, chimicamente identici a quelli naturali.

Ad oggi esistono molti modi per coltivare cristalli grandi e trasparenti, che trovano impiego sia in ambito orafo che tecnico, ad esempio nella produzione di laser a rubino. Tuttavia, un rubino naturale costa molto di più di un rubino artificiale e rimane preferibile per la fabbricazione di gioielli d'élite o talismani magici.

I cristalli di rubino in crescita a casa sono disponibili per tutti. Il lavoro non richiede un laboratorio attrezzato, l'acquisizione di conoscenze teoriche e pratiche nel campo della mineralogia, l'acquisto di prodotti chimici speciali. Tutto ciò di cui hai bisogno lo trovi in cucina.

Sperimentazione domestica

Si consiglia di iniziare a coltivare rubini con piccoli volumi. In primo luogo, si acquisisce esperienza, si comprende l'intero processo e quindi inizia il lavoro sistematico diretto. La creazione sintetica delle tue mani non sarà inferiore in bellezza e attrattiva ai minerali naturali. Le pietre sono molto richieste dai gioiellieri, quindi un'esperienza di successo può portare entrate aggiuntive se trovi un mercato.

Ci sono diversi modi per crescere. Si consiglia di provare tutte le opzioni, quindi fermarsi a quella che ti piace.

Le pietre preziose artificiali create dall'uomo non differiscono da quelle naturali in termini di contenuto chimico e proprietà fisiche. Il vantaggio delle tecnologie domestiche è che consentono di creare razze perfettamente pure. In natura, questo accade molto raramente. Le qualità di gioielleria dei campioni di laboratorio sono abbastanza buone. Un altro vantaggio del minerale è il costo. Le pietre sono più economiche delle loro originali, che provengono da miniere profonde.

sali organici

È facile coltivare un cristallo di rubino da vari sali:

solfato di rame;
allume di potassio;
sale normale.

Il processo a base di sale più lungo, i campioni più belli si ottengono dal vetriolo. La produzione dei cristalli di rubino si basa sui seguenti passaggi:

Preparazione del serbatoio. Dovrebbe contenere sale e una soluzione satura di acqua e sale. Prendi dell'acqua calda. Il processo è graduale. Diluire due cucchiai con acqua, mescolare accuratamente. Quindi si aggiunge il sale e si mescola. è necessario fare la doccia fino a quando il sale non smette di dissolversi. Per mantenere le proporzioni, prendono un accenno: una tabella della solubilità dei diversi sali in 100 ml di acqua, il loro rapporto con la temperatura del liquido.
Filtrazione della soluzione. La soluzione deve essere pulita. Le impurità dello sporco rovineranno la struttura della pietra. Mostrerà difetti. La soluzione rimane per 24 ore. Durante questo periodo, sul fondo del contenitore si formano dei cristalli. Diventeranno la base del rubino.
La crescita di un minerale artificiale. Una lenza è legata alla pietra formata sul fondo del bicchiere. È avvolto su una matita o un bastoncino di legno. Il dispositivo è installato sul serbatoio. Il cristallo è in soluzione, sospeso. L'acqua tende ad evaporare, una soluzione salina satura rilascia l'eccesso, che si fissa sul campione risultante.
Aggiunta di una soluzione salina. L'acqua ha sempre bisogno di una certa quantità, se diventa scarsa il cristallo smetterà di crescere. A temperatura ambiente normale, l'acqua viene aggiunta una volta ogni 2 settimane.

Per ottenere i rubini a casa, dovrai aspettare circa 3 mesi. Quindi la pietra viene liberata dalla soluzione salina, asciugata con un panno morbido. Il campione è ricoperto da uno smalto incolore in più strati.

Consiglio di esperti cristalleria. La soluzione salina deve essere alla stessa temperatura dell'acqua nel contenitore. Il cristallo cresce a una temperatura leggermente inferiore, ma gli aumenti elevati delle soluzioni si deteriorano e bloccano la crescita.

Apparecchio per il lavoro a casa

Per creare rubini a casa, avrai bisogno di un apparato che prende il nome dal suo creatore, Verneuil. La tecnica dell'inventore permette di coltivare un rubino del peso di 30 carati in 3 ore. La tecnologia ha permesso di creare materiale prezioso nella giusta quantità. Le strutture industriali hanno iniziato a implementare attivamente lo sviluppo di Verneuil. Il tempo ha apportato le proprie modifiche e oggi un dispositivo del genere è facilmente assemblabile a casa. Componenti del dispositivo:

catetere;
meccanismo di scuotimento;
bunker;
bruciatore;
muffola;
cristallo in crescita;
porta cristalli;
meccanismo di abbassamento dei cristalli.

Il dispositivo viene utilizzato per coltivare non solo rubini. Spesso nel dispositivo vengono creati topazio blu, smeraldi e pietre con una struttura trasparente traslucida.

Processo di produzione domestica:

La polvere viene versata nella tramoggia attraverso l'imbuto. Composizione in polvere - Al2O3, componente aggiuntivo - Cr2O3.
Con l'aiuto di un bruciatore, viene fornita una fiamma sul fondo del bunker.
La polvere inizia a sciogliersi.
Gli strati di polvere fusa sono un cristallo di rubino in crescita.

Attraverso il meccanismo di abbassamento, il minerale artificiale si abbassa. Nel dispositivo puoi ottenere diverse sfumature. La velocità di formazione dei cristalli è superiore a quella del serbatoio. Ci vorranno solo 3 ore e potrai ammirare il rubino. Per un campione sono necessari i seguenti volumi di componenti:

6 g Al2O3;
0,2 g Cr2O.

Le formazioni cristalline grezze hanno una forma straordinaria. Sono originariamente simili al naturale, ma allo stesso tempo sempre unici.

Lavorare con il dispositivo a prima vista è complesso e meticoloso. In effetti, un dispositivo inventato da un inventore francese più di 100 anni fa non creerà particolari problemi. È assemblato da parti che le persone pratiche hanno nella fattoria. La realizzazione di un apparato e l'acquisto di polvere sono le fasi principali della preparazione.

Calcoli economici

La tecnologia domestica è sempre più conveniente. È possibile calcolare il costo di tutti i componenti, i costi e determinare il costo approssimativo dei campioni ricevuti. Cosa viene preso in considerazione rubino:

il costo di parti del dispositivo;
costi dell'elettricità;
prezzo per l'acquisto delle polveri per la base del cristallo.

Anche calcoli approssimativi mostreranno il vantaggio. Il costo di tutti i componenti non sarà di 500 rubli. Per tali soldi è difficile acquistare un gioiello di rubino di bell'aspetto e di eccellente qualità. Il processo non dovrebbe spaventare gli sperimentatori domestici con la legalità. I minerali naturali sono regolati dallo stato, i minerali sintetici non sono soggetti a documenti. Se si decide di aprire una piccola produzione, questa dovrebbe essere registrata nel modo prescritto. L'anima sarà a posto, il lavoro porterà solo soddisfazione.

Una pietra preziosa creata da te diventerà un orgoglio. L'artigiano imparerà gradualmente a cambiare le sfumature dei rubini. Il prossimo passo sarà il lavoro creativo sui campioni ricevuti, la trasformazione dei loro oggetti di interior design e le decorazioni originali.

Metodo Auguste Verneuil
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Un metodo dettagliato per coltivare cristalli a casa!

Coltivazione con sali limitati

Curve di solubilità

Importante! La soluzione aggiunta dovrebbe avere la stessa temperatura della soluzione in cui cresce il cristallo. Se è il massimo, possiamo rovinare tutto.

5. Dopo tre mesi, tiriamo fuori il cristallo e asciugarlo con un asciugamano.

6. Copriamo il prodotto con 1-2 strati di smalto incolore. Questo è necessario affinché non si secchi e non perda la sua lucentezza. Dopo l'essiccazione, il prodotto può essere assunto a mano.

Ecco alcuni meravigliosi rubini che puoi coltivare a casa!

Metodo Auguste Verneuil

Per ottenere un rubino in laboratorio viene utilizzato un apparato inventato dallo scienziato francese Auguste Verneuil più di 100 anni fa. Su Internet puoi trovare informazioni sul metodo di coltivazione del rubino e sull'attrezzatura più semplificata di uno scienziato francese, che può essere utilizzata a casa. Secondo il metodo di Auguste Verneuil, in 2-3 ore si può far crescere un cristallo di rubino, la cui massa è di 20-30 carati. Va notato che questo metodo si applica anche alla produzione di topazio di varie sfumature (giallo, blu, bianco e trasparente).

Disegno dell'apparato di Verneuil

Per ottenere un prodotto del peso di 30 carati sono necessari 3 kWh di energia elettrica e 3 ore di tempo. In termini monetari, questo sarà inferiore a $ 1. Per la produzione di un cristallo sono necessari 0,2 g di ossido di cromo e 6 g di polvere di ossido di alluminio, il cui costo non sarà superiore a $ 0,50.

Non è necessario essere un economista per capire che se anche un cristallo non tagliato viene venduto a un gioielliere, il profitto sarà molto solido. Dopo aver soddisfatto tua moglie con topazi e rubini coltivati in casa, riceverai "dividendi" psicologici incomparabili.

Scarica una descrizione dettagliata del metodo Verneuil

Tecnologia per la produzione di zaffiri sintetici, rubini e corindone

I singoli cristalli di zaffiro lamellare (corindone incolore) vengono coltivati con metodi di fusione, il che consente di ottenere cristalli del peso di diversi chilogrammi. I singoli cristalli di zaffiro sintetico vengono coltivati dall'ossido di alluminio mediante allungamento con stampi di un determinato profilo secondo il metodo Stepanov. Come materiale strutturale incolore, lo zaffiro lamellare viene utilizzato nei semiconduttori e nell'industria elettronica, ibrida a film sottile e microelettronica integrata, ingegneria dell'illuminazione, produzione di apparecchiature chimiche e altri settori.

Lastre di corindone (zaffiro) otticamente trasparente e incolore variano notevolmente nel prezzo a seconda della presenza di micro-difetti invisibili alla vista. La dimensione media delle lastre è di 170x170 mm e l'altezza è di 30 mm. La formazione completa di materie prime di alta qualità viene effettuata in circa una settimana. Una lastra con difetti microscopici invisibili alla vista (visivamente assolutamente perfetta) è abbastanza adatta per l'uso in gioielleria come materia prima, ma potrebbe non essere adatta alle esigenze dell'ottica industriale fine, quindi il prezzo delle materie prime varierà notevolmente. Ciò che è ideale per i gioielli ea un prezzo realistico potrebbe non essere sufficiente per le esigenze industriali.

All'inizio della crescita, i cristalli di zaffiro sono incolori, ma poi, quando le impurità si accumulano, diventano leggermente rosati. E se metti il corindone rosato per un po 'di tempo sotto una lampada a raggi ultravioletti (UV), il rosa si trasforma gradualmente in un meraviglioso colore brunastro del vino. Il colore dello zaffiro è come il topazio del vino, solo più duro.

Le lastre a cristallo singolo di zaffiro, secondo la tecnologia in crescita, assomigliano al processo di congelamento dell'acqua ordinaria e alle sue modifiche. Se è del tipo "acqua frizzante", ci saranno molte bolle visibili all'occhio. Se è del tipo "tap or open source", ci saranno molte bolle nascoste e invisibili che rendono lo zaffiro inutilizzabile al microscopio. Il tipo "acqua con impurità estranee" darà impurità nello zaffiro. L'opzione ideale - il tipo "acqua distillata senza gas e impurità, sotto vuoto" - viene utilizzata per realizzare lenti di ingrandimento e riduzione per la masterizzazione di chip e processori dei moderni computer (Intel negli Stati Uniti, relazioni a seminari e simposi nel 2006-2007 e successivi). Molto rilevante.

I cristalli singoli di corindone sintetico sono una modifica dell'ossido di alluminio, in cui una piccola parte degli ioni di alluminio può essere sostituita isomorficamente da ioni del gruppo ferro o ioni rame. La coltivazione di cristalli singoli sintetici di un'ampia gamma di colori (rubini, zaffiri, topazi, ametiste, ecc.) viene effettuata con il metodo Verneuil. I corindone sintetici sono utilizzati nelle industrie di gioielli, orologi e strumenti. I rifiuti di corindone vengono utilizzati per produrre prodotti abrasivi e refrattari di alta qualità. L'apparato di Verneuil permette anche di coltivare spinelli sintetici e simili.

Rubino e zaffiro sono minerali che, pur differendo nell'aspetto, hanno struttura e proprietà cristalline identiche, fatta eccezione per la presenza di minori concentrazioni di elementi di impurità che conferiscono loro i colori caratteristici. Il rubino e lo zaffiro sono costituiti principalmente da ossido di alluminio Al2O3, la forma cristallina di cui i mineralogisti chiamano corindone. Cristalli coltivati con il metodo Verneuil noto come Buli, apparentemente dovuto al fatto che inizialmente avevano una forma arrotondata. Questo termine, coniato da Gaudin e usato da Verneuil, è diventato comune tra i coltivatori di cristalli, nonostante il fatto che i cristalli ora siano cilindrici.

Verneuil ha coltivato Bouli del peso di 2,5-3 g (12-15 carati) entro 2 ore. Le bocce erano di forma rotonda e alcune avevano un diametro di 5-6 mm. Oggi si coltivano bocce cilindriche con un diametro di 20 mm e una lunghezza del cilindro di 50-70 mm e le cosiddette semibocce (mezzo cilindro tagliato longitudinalmente con una base di 10 x 20 mm). Il volume di una tale semi-boule 10 x 20 x 60-70 mm è di 10-11 metri cubi. cm e peso, rispettivamente, 40-45 grammi. Questa materia prima non è ancora misurata in carati (ma può essere facilmente ricalcolata: la massa è di 200-250 carati).

Le bocce trasparenti monocristalline e le bacchette di corindone artificiale (rubini e zaffiri sintetici) sono ottenute fondendo e ricristallizzando l'allumina (ossido di alluminio) in una fiamma ossigeno-idrogeno. Le bocce possono essere ulteriormente colorate: con impurità di ioni Cr (cromo, fino al 2%) - in rosso, V (vanadio) - in verde grigiastro alla luce del giorno e viola alla luce artificiale, Mn (manganese) - in rosa giallastro, Ni ( nichel) - in giallo, Ti (titanio) - nei colori rosa-viola. Quando si tagliano corindone sintetico con nomi diversi (zaffiro, rubino, topazio, alessandrite, ametista), vengono utilizzati in gioielleria; corindone rossi - rubini - come pietre di riferimento per orologi meccanici e altri strumenti di precisione, e aste - in generatori ottici (laser). La densità dei corindone sintetici è di 4 g/cc, la durezza è 9 per i corindone colorati e 9,25 per la moissonite (la durezza del diamante è 10 sulla scala di Mohs). La struttura cristallina del corindone è composta da atomi di Al (alluminio) circondati da 6 atomi di O (ossigeno), che formano l'imballaggio esagonale più denso. Il corindone è anche caratterizzato da un'elevata resistenza chimica e da un alto punto di fusione (2020-2050 gradi C, riferito ai refrattari).

Istituto di Cristallografia dell'Accademia delle Scienze dell'URSS. A. V. Shubnikov ha sviluppato metodi per la sintesi del corindone, con l'aiuto del quale si ottengono cristalli di corindone di varie forme. Questo metodo consente di coltivare cristalli di leucosasaffiro sotto forma di grandi lastre con un certo orientamento cristallografico predeterminato. Il contenitore di molibdeno riempito con il materiale di partenza viene posto in un forno sottovuoto dove viene riscaldato a oltre 2000°C. L'allumina viene fusa. Il contenitore con il fuso si sposta lentamente in aree a temperatura più bassa e quando la temperatura scende a un certo valore, il fuso cristallizza. Per la cristallizzazione direzionale, nella massa fusa viene introdotto un cristallo di semi. L'intero processo è automatizzato.

Su scala industriale, i materiali di corindone artificiale si ottengono fondendo la bauxite in forni elettrici con un agente riducente (limatura di ferro). Sono usati anche come abrasivi; utilizzando metodi di metallurgia delle polveri, vengono utilizzati per realizzare frese per la lavorazione di metalli ad alte temperature. Non sono adatti per l'industria della gioielleria (per il taglio come inserti).

Si scopre che ora non vengono falsificate solo le pietre naturali naturali. Poiché, dopo il crollo dell'URSS, i prezzi delle materie prime di corindone sintetico sono diventati piuttosto elevati, anche i prezzi del corindone sintetico, degli zaffiri e dei rubini si sono rivelati non economici. La foto a destra è un tipico esempio. contraffazioni di monocristalli sintetici di corindone(rubini sintetici e zaffiri). Colori abbastanza brillanti e caratteristica goltovka (forma che ricorda i ciottoli arrotondati). Sembra essere simile al corindone e può essere venduto a caro prezzo, ma non è stato coltivato con il metodo Vernel.

Se qualcuno ha ancora rubini sintetici di taglio sovietico (pietre prodotte in URSS) in gioielleria, non affrettarti a sbarazzartene. Hai un esempio di ottima pietra tagliata a macchina e un raro esempio di pregiato corindone sintetico. Ora non puoi semplicemente acquistarli in una gioielleria. Oggi, i prezzi dei corindone sintetici, dei rubini e degli zaffiri per gioielleria sono molte volte superiori a quelli dei tradizionali zirconi cubici incolori e colorati (zirconi cubici sintetici), sebbene siano notevolmente più economici dei prezzi delle materie prime naturali e delle pietre preziose naturali di il gruppo del corindone.

Caratteristiche tecnologiche della produzione di corindone

Metodo Auguste Verneuil. L'anno di nascita del rubino sintetico industriale è il 1905. La tecnologia di Verneuil consisteva nell'utilizzo di un bruciatore verticale con immissione di polvere di allumina nella fiamma attraverso un flusso di ossigeno. La polvere viene agitata nel flusso di gas sotto l'azione di un vibratore azionato elettricamente. L'uso di un premistoppa in gomma a tenuta di gas consente di trasmettere l'urto del vibratore al recipiente contenente la polvere di allumina senza perdite di ossigeno. Nella parte fredda della fiamma è posto un perno in ceramica, su cui si raccolgono gocce di allumina liquida, che si formano durante lo scioglimento della polvere che si risveglia attraverso la zona calda della fiamma.

La fiamma è circondata da uno scudo di ceramica, che svolge il ruolo di isolante e protegge il Bulya in crescita dalle correnti d'aria. Questa muffola è dotata di una finestra di osservazione, che è stata sigillata con mica nell'apparato originale di Verneuil. L'eccessivo riscaldamento della parte superiore dell'apparecchio dovuto al flusso di calore dalla zona calda è impedito dall'uso del raffreddamento ad acqua.

Nella fase iniziale della crescita di Bouli, la polvere, cadendo sul perno, si indurisce e forma un cono da un materiale di densità relativamente bassa. Successivamente, il cono viene spostato nella zona calda della fiamma, dove la sua sommità inizia a sciogliersi. A questo punto si formano diversi cristalli, ma uno di essi è orientato nella direzione del più alto tasso di crescita. Inibisce la crescita di altri cristalli e funge da seme per i Bulli in via di sviluppo. L'abilità dell'operatore è estremamente importante nella fase iniziale della crescita, poiché potrebbe essere necessario regolare la temperatura della fiamma o la velocità di alimentazione della polvere durante la selezione dei cristalli.

Dopo che nella parte centrale inizia la crescita predominante di un cristallo, per aumentare il diametro del Bouley, aumentare la velocità di alimentazione della polvere di alimentazione e aumentare gradualmente la temperatura della fiamma regolando la portata di ossigeno. La superficie superiore della Boule diventa arrotondata e porzioni fresche di allumina vengono alimentate su di essa sotto forma di gocce di fusione che cadono. Successivamente, il supporto con lo stelo viene abbassato a una velocità corrispondente al tasso di crescita del Bouley. La condizione più importante per la coltivazione di cristalli di alta qualità è la fornitura uniforme della polvere, così tanto sforzo viene speso per preparare il materiale di alimentazione in modo che abbia una buona scorrevolezza.

Se la polvere è troppo grossolana, l'incorporazione di grandi particelle fredde può causare la solidificazione di un sottile strato fuso. Quindi molti piccoli cristalli vengono nucleati e Bulya perde la struttura di un singolo cristallo. L'uso di polvere troppo fine è associato al pericolo di evaporazione dell'allumina nella fiamma. Le dimensioni ottimali delle particelle si trovano nell'intervallo submicronico (meno di millesimi di millimetro - 20 micron). Le particelle devono avere la forma corretta, poiché solo in questo caso reagiscono allo stesso modo all'impatto del vibratore (e si versano uniformemente). Verneuil ha ottenuto allumina da allume di ammonio contenente circa il 2,5% di impurità di allume di cromo (sono state ottenute le classiche bocce rosse). Una polvere di questa composizione è stata riscaldata fino alla decomposizione dell'allume e alla formazione di ossidi, che sono stati frantumati e setacciati attraverso un setaccio a filo per selezionare le particelle della dimensione richiesta.

Metodo Czochralski(metodo del melt pulling) è il seguente: la massa fusa da cui si suppone si cristallizzino le pietre viene posta in un crogiolo refrattario di metallo refrattario - platino, rodio, iridio, molibdeno o tungsteno - e riscaldata ad alta frequenza induttore al di sopra del punto di fusione. Un seme del materiale del futuro cristallo viene abbassato nella massa fusa sull'albero di scarico e su di esso viene coltivato materiale sintetico fino allo spessore desiderato. L'albero con il seme viene sollevato gradualmente ad una velocità di 1-50 mm/h con rotazione simultanea ad una frequenza di 30-150 giri/min -1. Ruotare l'albero per equalizzare la temperatura del fuso e garantire una distribuzione uniforme delle impurità. Diametro del cristallo fino a 50 mm, lunghezza fino a 1 m Granato artificiale, corindone, spinello, crisoberillo, niobato di litio, ecc. Vengono coltivati con il metodo Czochralski.

Un gran numero di articoli scientifici sono apparsi sulla coltivazione del corindone e dello spinello metodo di fusione alla fiamma(metodo di fusione a zone). Nel processo di crescita dei cristalli con questo metodo, una piccola area - una zona - viene fusa utilizzando un meccanismo di riscaldamento, quindi il riscaldatore si sposta lungo il campione, in connessione con il quale un singolo cristallo cresce in sequenza. Esistono due varianti di questo metodo: nel metodo di cristallizzazione direzionale orizzontale, viene utilizzata una barca lunga e stretta (i cristalli risultanti hanno la forma di lastre di dimensioni 220x100x20 mm o più, a seconda delle dimensioni della barca), in verticale versione - a zona galleggiante - viene utilizzata un'asta sinterizzata (boule), fissata nella parte superiore e inferiore.

L'attenzione principale è rivolta alla relazione tra i difetti nei cristalli e le condizioni in cui viene coltivato Boole. L'imperfezione principale di questo metodo di crescita dei cristalli è la presenza di un gradiente di temperatura graduale tra la regione calda della fiamma, dove si trova la parte superiore fusa del Bouley, e la parte inferiore più fredda. Un forte sbalzo di temperatura lungo l'asse di Bouley crea forti sollecitazioni nel cristallo e, una volta tolti dal forno, i Bouley spesso si rompono (lungo il cilindro) con la formazione di due frammenti semicilindrici (mezze bocce). Per le esigenze dell'industria della gioielleria, tali semibocce sono abbastanza adatte per il taglio.

Caratteristiche tecnologiche della produzione di zaffiri stellati (asterischi)

Nel 1947, la filiale Linde della Union Carbide Corporation a East Chicago iniziò a produrre zaffiri stellati e rubini utilizzando il metodo Verneuil. Nel 1949 questo metodo fu brevettato. Le pietre stellari prendono il nome dal loro aspetto insolito se viste lungo un cristallo lungo il suo asse maggiore. Sei strisce brillanti si irradiano dal centro del cristallo in modo da creare un'immagine impressionante, corrispondente all'immagine simbolica di una stella o di un asterisco. Si ottengono pietre stellari molto luminose, assenti in natura.

Un tale fenomeno nel corindone è causato dalla presenza di sottili aghi di rutilo - titanato di alluminio (Al2TiO5), che sono allungati in strisce posizionate secondo la simmetria della struttura cristallina con un angolo di 60 o l'una rispetto all'altra. Ciò si ottiene aggiungendo piccole quantità di rutilo alla polvere di allumina. Durante la formazione della boule, il rutilo si dissolve nello strato fuso di allumina, ma dopo il raffreddamento dopo la cristallizzazione della boule, precipita sotto forma di aghi, ma principalmente sotto forma di Al2TiO5, che si forma a seguito dell'interazione di rutilo e allumina. Secondo il brevetto Linde, i migliori risultati si ottengono aggiungendo alla polvere dallo 0,1% allo 0,3% di rutilo e quindi ricotturando la boule a 1100-1500°C per diverse ore per isolare gli aghi Al2TiO5. Le pietre stellari sono solitamente realizzate sotto forma di cabochon abbastanza bombati, nel qual caso sono più spettacolari.

La principale difficoltà nella produzione di pietre stellari è ottenere una distribuzione uniforme degli aghi Al2TiO5 in modo che la stella occupi l'intera larghezza della pietra. Gli esperti Linde hanno scoperto che i migliori risultati si ottengono variando la portata di ossigeno, che si traduce in variazioni periodiche della temperatura. Il modo più conveniente per farlo è con una valvola che interrompe parzialmente l'apporto di ossigeno. È stato riscontrato che questa procedura determina un cambiamento periodico nella distribuzione degli aghi. Se, a bassa portata di ossigeno, gli aghi sono distribuiti su tutta la larghezza della boule, una elevata portata ne favorisce la cristallizzazione solo nella parte periferica.

Il motivo a stella più spettacolare appare quando lo spessore degli strati alternati è di 1 mm. Questa procedura dimostra uno dei principali vantaggi delle pietre preziose artificiali rispetto alle pietre preziose naturali: il coltivatore di cristalli controlla le condizioni per la realizzazione del materiale e può modificarle per ottenere il miglior risultato. Gli amanti dei cristalli naturali ammettono la possibilità di alcuni trattamenti delle pietre per migliorarne l'aspetto, come il riscaldamento dello zircone, ma non hanno la capacità di controllare le condizioni in cui i cristalli originariamente crescevano. Solo in rari casi una pietra stellare naturale può competere con la sua controparte artificiale nella percezione puramente visiva.

Linde fa le pietre stellari in un altro modo, quando un cabochon pretagliato da una pietra sintetizzata senza additivi di rutilo viene immerso in una fusione di rutilo in modo da formare uno strato molto sottile di aghi. Solo dopo viene eseguita la lucidatura finale. Tali pietre differiscono dalle normali pietre stellari per una maggiore trasparenza, ma non sono vendute su larga scala.

Oltre al rubino e allo zaffiro, le pietre stellari di Linde sono disponibili nelle varietà di viola, verde, rosa, giallo e marrone, oltre che blu fumo e rosso fumo. Poiché il brevetto originale è scaduto, sono emersi numerosi altri fornitori, ad esempio in Germania. È stato segnalato uno zaffiro stellato incolore. Tale concorrenza ha causato la caduta del prezzo del corindone sintetico a stella. L'azienda Linde ha cessato la produzione e ha venduto le proprie attrezzature, sebbene le pietre della Alvin Company del New Jersey siano ancora disponibili per la vendita. Apparentemente, attualmente, il principale fornitore di pietre stellari, che sono ancora molto popolari negli Stati Uniti, è l'azienda Jeva.

Le pietre preziose sintetiche sono praticamente indistinguibili dalle pietre naturali per la loro composizione chimica e proprietà fisiche. L'intero problema. Si scopre che tra le pietre preziose naturali, non tutte hanno una purezza sufficiente e altre qualità di gemme per essere onorate per essere presentate nelle gioiellerie e nella produzione di laboratorio o in fabbrica, il processo tecnologico può essere sottoposto a debug in modo che tutti i cristalli cresciuti nel il laboratorio avrà quasi le stesse caratteristiche di gioielleria.

E in produzione sono molto più economici dei loro "colleghi" della stessa qualità, estratti in miniere di lavoro profonde e pericolose per la vita. Inoltre, i depositi di alcuni minerali non sono sparsi in abbondanza in modo uniforme sull'intero globo, ma sono concentrati, di regola, in pochi luoghi.

Cristalli di rubino in crescita a casa

Ulteriori riflessioni fluivano per analogia con vetrate e mosaici. Se su Internet mi sono imbattuto in offerte per questi servizi di grandi aziende rispettabili con solide strutture produttive e flussi di cassa, allora mi sono chiesto perché fosse impossibile realizzare piccole vetrate (inserti nelle porte interne, lampade da parete, ecc.) letteralmente sulla tua scrivania?

Ho studiato la tecnologia, perplesso su come può essere semplificata per l'uso domestico, ho condotto un certo numero di esperimenti e ho ottenuto il risultato!

Allo stesso modo, Alexander e io abbiamo iniziato a rielaborare in modo creativo l'idea di coltivare cristalli di pietre preziose a casa. Abbiamo studiato (a livello introduttivo) diversi metodi e ci siamo basati sul metodo dello scienziato francese Auguste Verneuil, che ha creato più di 100 anni fa una tecnica e un'attrezzatura originali che hanno permesso di coltivare cristalli di rubino del peso di 20-30 carati in 2-3 ore. Questo è stato un risultato eccezionale della scienza e della tecnologia, non solo perché ha permesso di produrre artificialmente un materiale così prezioso nelle quantità richieste, ma anche perché ha aperto prospettive per la sintesi e la crescita di cristalli di altre pietre preziose.

Il successo di O. Verneuil è stato preceduto da quasi mezzo secolo di ricerche sulla sintesi del rubino.

La semplicità e l'affidabilità del metodo Verneuil ha portato alla rapida organizzazione della produzione industriale di questi cristalli, prima in Francia, e poi in quasi tutti i paesi altamente sviluppati del mondo.

La prima figura mostra il principio stesso del metodo Verneuil (non è vero - tutto sembra abbastanza semplice!), E la seconda immagine mostra l'apparato Verneuil.

Il principio di funzionamento del metodo Verneuil

Apparato di Verneuil

Sembra piuttosto complicato, anche all'inizio ispira un po' di paura - dicono che non farei mai una cosa del genere! Ma queste sono false paure. Dopotutto, va ricordato ancora una volta che l'inventore ha creato la sua tecnologia più di 100 anni fa!

Naturalmente, non aveva a sua disposizione quei "trucchi" elettrici e meccanici che sono a disposizione di qualsiasi padrone di casa in questo momento!

È stato su questo problema - come semplificare l'apparato di Verneuil attraverso l'uso di moderni componenti elettrici e meccanismi di ampia disponibilità e creare una versione "cucina" dell'apparato - che abbiamo iniziato a lavorare.

E ci siamo riusciti!

Il sito http://rubin-bmm.narod.ru contiene informazioni più dettagliate sulla nostra versione "cucina" dell'apparato di Verneuil.

Secondo il metodo Verneuil, è possibile coltivare cristalli non solo di rubino, ma anche di topazio blu, bianco (trasparente) e giallo (oltre ad altre sfumature a piacere).

Pubblico una descrizione dettagliata della versione "cucina" (con il consenso di Alexander) come principale generatore dell'idea e non temo affatto la concorrenza di quegli appassionati che decidono di seguire questa idea. Il motivo è molto semplice: attualmente i cristalli artificiali preziosi vengono coltivati in molti paesi del mondo, ma non appena si va in una gioielleria, sarà subito evidente che i prezzi sono ancora "pungenti". E la saturazione del mercato, a quanto pare, è ancora molto, molto lontana. E anche se dopo aver letto queste informazioni ci sono diverse migliaia di appassionati, allora con la nostra produzione "casalinga", tutti non possiamo fare nessun "tempo" speciale in questo segmento di mercato. Pertanto, i risultati della nostra ricerca possono essere pubblicati senza timore di nulla. Al contrario, se in rete compare qualcosa come "Association of Home Crystal Growers" :-), allora sarà ancora più interessante e utile per tutti, dato che, come sapete, due teste vanno bene e duemila - si può tranquillamente presumere - molto meglio. E alcune di queste teste potrebbero rivelarsi molto più leggere e le loro idee aiuteranno tutti coloro che sono interessati a semplificare e migliorare ulteriormente il dispositivo e trasformarlo da una "cucina", ad esempio, in un "comodino": - ).

Ora qualche parola sull'efficienza economica del progetto. Per far crescere un cristallo di rubino del peso di 20-30 carati (4-6 grammi!), ci vorranno 3 ore e circa 3 kWh di elettricità. Calcola quanto costa nella tua zona. Pensare. che la cifra sarà inferiore a 10 rubli. Il costo di 6 grammi di polvere di ossido di alluminio e 0,2 grammi di ossido di cromo generalmente non può costare più di 50 copechi.

Quindi, se tu, caro lettore, offri anche un cristallo non tagliato a un gioielliere interessato, non è necessario avere una testa di Soros per capire che il profitto della transazione sarà molto solido. Bene, se uno degli uomini fatti a mano rende felice sua moglie o la sua ragazza con rubini e topazi, allora i dividendi psicologici di tali "investimenti" non possono essere calcolati affatto! :-).

Qualche parola in più sulla legalità di tali procedimenti. Certo, devo ancora consultarmi a fondo con gli avvocati, ma nella legge della Federazione Russa "Su METALLI PREZIOSI E PIETRE PREZIOSE" che ho esaminato (ultima modifica il 18 luglio 2005 N 90-FZ) si afferma in modo molto specifico che oggetto di regolamentazione di questa legge sono diamanti, smeraldi, rubini, zaffiri e alessandriti, nonché perle naturali grezze (naturali) e lavorate. Le formazioni uniche dell'ambra sono equiparate alle pietre preziose nel modo stabilito dal governo della Federazione Russa. Questo elenco di pietre preziose può essere modificato solo dalla legge federale.”. Specialmente individuata la parola - "naturale". Non si parla di sintetici.

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