аффинаж золота щавелевой кислотой
изготовить чекана
очки защитныу "euronda" регистрационное удостоверение

Синтетичний смарагд

Синтетичний смарагд

Зелений різновид берилла, відома як смарагд, є настільки привабливою й викликає настільки велике бажання володіти нею, що успішний синтез цього різновиду мав не тільки науковий інтерес. Навіть скромний успіх досвідів по перекристалізації рубінів з уламків природних каменів досить обнадіював дослідників, що проводили подібні досвіди зі здрібненими бериллами; колір, який змінювався при нагріванні в полум`ї гримучого газу, відновлювали попередньою добавкою невеликої кількості окиси хрому. Однак ці досвіди зазнали невдачі: при плавленні щораз утворювалося скло, а не кристал; отже, було сумною помилкою назвати такі вироби науковими смарагдами, оскільки вони не були ні смарагдами, ні тим більше науковими. Від дійсних смарагдів вони відрізнялися, по-перше, по кольору, хоча й зеленому, але кольору листів, а не справжнього смарагду, і, по-друге, по фізичних властивостях
— показнику переломлення (1,508—1,527) і питомій вазі (2,417—2,489), які були трохи нижче, чим у кристалів смарагду. Виготовлення берилового скла шляхом плавлення уламків берилла в полум`ї гримучого газу не є нововведенням: дійсно, воно відомо з початку минулого століття
, але не залучало уваги ювелірів аж до того моменту, коли була встановлена можливість одержання синтетичних каменів
Перші успішні досвіди по синтезу смарагдів здійснили, очевидно, Отфель і Перре
. Під час довгих і складних експериментів по виготовленню різних силікатів бериллия їм удалося одержати малюсінькі кристали смарагдів. Кращих результатів вони добилися, помістивши суміш бериллия, кремнезему й глинозему (у відповідних до сполуки берилла пропорціях) під покриття з димолибдата літію в платиновий тигель, який поставили в автоклав. Температуру, після того як вона підвищилася до слабкого нагрівання й підтримувалася на такому рівні 24 години, підвищували майже до 800°С, і на цій крапці втримували протягом 15 днів. Виясйилось, що температура не повинна перевищувати 800, тому що в противному випадку замість берилла утворюється силікат бериллия фенакіт Be
Si04. У першу стадію сполука літію давала кристали у формі октаєдров, потім, у міру збільшення температури, октаєдри заміщалися призматичними кристалами берилла, і нарешті, коли всі октаєдри зникали, відбувалося, як правило, розростання більших призм за рахунок дрібних. Наприкінці досвіду масу після остигання подрібнювали й, розчиняючи її в розведеній соляній кислоті, звільняли кристали берилла. Було встановлено, що не утримуючі включень (наскільки це взагалі можливо) кристали мають питома вага 2,67 і сполука їх точно відповідає формулі берилла. При температурі 750°С кристали виходили у вигляді коротких таблитчатих гексагональних призм, а при 800°С вони ставали більш витягнутими, так що довжина їх була рівна або діаметру, або перевищувала його в 1, 5 рази. Добавка до суміші хрому надавала кристалам зелений відтінок, такий же яскравий, як і в кращих природних смарагдів; якщо добавка становила 0,001 суміші, окис хрому цілком поглинався кристалами, а якщо вона досягалася
0,003, те більша частина окису хрому залишалася в масі, що вміщає. За формою кристали були майже досконалі, хоча й занадто малі для ювелірних мет
В 1911 р. до експериментів, які почалися з повторення досвідів Отфеля й Перре, приступилася компанія «ИГ Фарбенин-Дустри» у Биттерфельде; перші окремі кристали синтетичних смарагдів, придатні для огранювання, удалося одержати майже через 20 років; вони були випущені в продаж під фірмовою назвою «игмсральд». У той час ніяких докладних повідомлень
про це опубліковане не було, але в 1942 р. виробництво каменів припинили, і тоді з`явився опис процесу. Кристали вирощували з розплаву Вео, А1
0
і Si0
, додаючи в якості флюсу кислий молибдат літію, у платиновому тиглі, який нагрівався за допомогою електрики. З`ясувалося, що необхідною умовою є відсутність пересищения суміші, яке наступало тоді, коли всі три компоненти розподілялися рівномірно, у результаті чого утворювалися тільки дрібні кристали. Тому кремнезем подавали у вигляді здрібненого кварцу, поміщаючи його на платиновій сітці на невеликій відстані від дна посудини. Відтворення дійсного смарагдового кольору зіштовхнулося з деякими утрудненнями (добавка Сг
0
давала блакитнувато-зелений відтінок), але зрештою вдалося одержати друзу кристалів з такою ж чудовим фарбуванням, як у кращих природних смарагдів, і досить більших для того, щоб після огранювання дати камені вагою щонайменше в один карат. В игмеральда чітко виявилася більш яскрава флюоресценція в ультрафіолетовому світлі, чому в природних смарагдів. Крім того, було встановлено, що показник переломлення, двупреломление й питома вага синтетичних смарагдів нижче найнижчих значень, спостережуваних у природних смарагдів (див. таблицю на стор. 199).
Майже одночасно з досвідами, що проводилися « Фарбенин-Дустри», Кєррол Ф. Чєтем почав експерименти в науково-дослідній лабораторії біля Сан-Франциско. Перший штучний смарагд вагою в один карат він виростив в 1935 р., а з 1940 р. був налагоджений випуск промислової продукції. Неопрацьований кристал вагою 1014 каратов був подарований Смитсоновскому інституту для колекції дорогоцінних каменів, а інший, вагою 1275 каратов, -гарвардському музею. Подробиці про процес виготовлення таких каменів тримали в строгому секреті; стало відомо лише про те, що кристалізація відбувається повільно. Якийсь час думали, що це гідротермальний синтез, але тепер уважають, що кристали вирощують із розплаву. Зовнішній вигляд скупчень кристалів, нерухомо прикріплених до кірки, свідчить про те, що запали не використовуються. Показники переломлення, двупреломление й питома вага, як і в игмеральда, нижче, чим у природних кристалів, У син--
Світлозаломлення
Питомий
вага
звичайний
промінь
незвичайний промінь
Двупрелом.
ление
Синтетичне
камені
Игмеральд
2,65-2,66
1,563-1,566
1,559-1,562
0,003-0,004
Чєтем
2,645-2,665
1,563-1,565
1,560-1,562
0,003-0,004
Церфасс
2,655-2,660
1,561-1,562
1,555-1,558
0,003-0,006
Жильсон
2,65-2,69
1,562-1,567
1,557-1,564
0,003-0,005
Лінді
2,67-2,69
1,571-1,578
1,566-1,572
0,005-0,007
Лехлейтнер
2,676-2,713
1,570-1,590
1,566-1,583
0,004-0,007
Натуральні
камені
Бразилія
2,67-2,70
1,571-1,573
1,566-1,568
0,005-0,006
Чивор
2,68-2,69
1,575-1,577
1,565-1,571
0,005-0,006
Пуна
2,69
1,578
1,573
0,005
Музо
2,69-2,71
1,584
1,578
0,005-0,006
Урал
2,70-2,74
1,579-1,582
1,573-1,575
0,006-0,007
Хабахталь
2,74
1,589-1,591
1,583-1,584
0,007
Айдсфоль
2,68-2,76
1,591
1,584
0,007
Трансвааль
2,72-2,77
1,587-1,593
1,580-1,586
0,007
Індія
2,73-2,74
1,592-1,593
1,585-1,586
0,007
Пакистан
2,74-2,77
1,595-1,598
1,588-1,590
0,007-0,008
Зімбабве
2,74-2,77
1,588-1,595
1,581-1,588
0,007
Аквамарин і жовтий берилл Морганит
2,68-2,75
1,580-1,586
1,570-1,575
0,005-0,006
2,78-2,90
1,588-1,599
1,580-1,588
0,008-0,011
тетических каменів спостерігається інтенсивне червоне фарбування, якщо дивитися на них через фільтр Челси або через схрещені фільтри, і вогненно-червоний колір в ультрафіолетові променях
В 1963 р. на європейському ринку з`явилися два нові штучні смарагди: один виготовив В. Церфасс із міста Идар-©берштейн, ФРН, а іншої П. Жильсон з міста Па-де-Кале у Франції. Як і у випадку з каменями Чєтема, про виробничий процес можна було лише будувати здогаду, і спочатку припускали, що обоє смарагду були вирощені гідротермальним способом (це виразно прослизало в літературі, що стосується смарагдів Жильсона). Однак порівняння властивостей игмеральда, смарагдів Чєтема, Церфасса й Жильсона між собою й із властивостями каменів, отриманих недавно компанією «Лінді»
шляхом кристалізації з розплаву з добавкою безводного молибдата літію, незаперечно свідчить про те, що всі ці камені виготовлені методом плавлення із флюсом. Усім їм властиві в загальному низькі константи, які відрізняють їх від натуральних смарагдів. Крім того, під мікроскопом з невеликим збільшенням або під сильною лупою в них спостерігаються характерні буалеподобние утвору (фото 14), що полягають із включень флюсу, часто з пухирцями газу. Показник переломлення флюсу (або стекловатого, або кристалічного) вище, чим показник переломлення кристала, що вміщає. Синтетичний смарагд одержали також гідротермальним способом. Уважають, що цей процес використовував Є. Наккен у Франкфурті приблизно в.
1928 р., хоча по деяких характеристиках виготовлені їм камені схожі на игмеральд і інші штучні смарагди, отримані, як уважаються, методом плавлення із флюсом. В 1960 р. Й. Лехлейтнер з Инсбрука, Австрія, одержав, очевидно, перші складні берилли із синтетичним покриттям. Ці камені складалися з ограненних шматочків безбарвного або слабоокрашен-ного берилла, на яких гідротермальним шляхом закономірно нарощувалася оболонка із синтетичного смарагду. Для них була запропонована назва «ємерит», надалі замінене назвою «симеральд». Показники переломлення (1,575-1,581), двупреломление (0,005-0,006) і питома вага (2,68-2,71) їх були вище, чим в інших штучних смарагдів, і перебували в тих же межах, що й у природних кристалів. Рідкі включення в таких гідротермальних кристалах, як вищеописані, мають низький показник переломлення, близький до показника переломлення води. Серед отриманих пізніше різновидів були такі, у яких смарагдова оболонка до полірування захищалася додатковим покриттям з берилла. Кристали більш глибокого кольору виготовляли в такий спосіб: шар смарагду містили між шарами берилла, а потім камінь покривали ще однієї оболонкою смарагду; синтетичні кристали одержували на запалі, що віддаляється потім, з натурального кристала в результаті багаторазового нарощування оболонками штучної речовини. Складна будова всіх цих каменів можна виявити при ретельному вивченні їх під десятикратною лупою або під мікроскопом, розглядаючи головним чином кристал, покладений на ребро, паралельно табличної грані
Недавно компанія «Лінді» виготовила гідротермальним способом штучний смарагд високої якості. Вирощування проводилося в кілька етапів, і запал мелено було вилучити. Щоб забезпечити швидкий ріст кристала, зародкові пластинки вирізують під кутом до оптичної осі. Оптичні константи (.
0,006) і питома вага (2,67-2,69) перебувають у тих же межах, що й величини, характерні для натуральних смарагдів; удалося добитися й чудового кольору, і високих оптичних якостей синтетичних смарагдів. Характерною їхньою властивістю є інтенсивна червона флюоресценція
Невелика кількість синтетичних бериллов, пофарбованих ванадієм ( без домішки хрому) у яскравий трав`яно-зелений колір, було отримано гідротермальним способом компанією «Кристал ризеч» з Мельбурна, Австралія. Константи цих бериллов майже збігаються з константами кристалів, отриманих компанією «Лінді», але в спектрі поглинання є характерні відмінності від природних смарагдів: у червоній частині спектра відсутні тонкі лінії хрому. У СРСР і Австралії були виготовлені інші пофарбовані «фальшиві» берилли, у тому числі ясно-зелені (Ni), сірувато-зелені (Мп), світло-блакитні (Си), темно-блакитні (Fe), рожево-коричневі (З).
Твердження, що смарагд був синтезований шляхом безпосереднього нагрівання берилла в полум`ї пальника при атмосферному тиску, слід розглядати з деякою недовірою, тому що вважають, що берилл плавиться инконгруєнтно ( як це недавно підтвердилося) *; однак останнім часом з`явилося повідомлення про кристалізацію порошку берилла з утвором окремих кристалів при високих температурах і тисках
Щоб визначити, яке походження — природне або штучне — має смарагд, спочатку потрібно ретельно досліджувати його під лупою з десятикратним збільшенням або під мікроскопом і встановити, є чи в ньому включення. Три випробування, описані нижче, у минулому мали важливе значення для перевірки походження смарагдів. У той час як питома вага й оптична константи природних смарагдів змінюються залежно від характеру й кількості домішок, у фізичних властивостях синтетичних каменів спостерігається чудова сталість, завдяки тому що їх виготовляють із чистих речовин. Для того щоб перевірити питома вага, потрібно приготувати важку рідину, наприклад розбавивши бромоформ так, щоб у ньому плавав шматочок кварцу. У такій рідині всі природні смарагди втоплять, а старі штучні камені спливуть
Іншим випробуванням, яке легко здійснити, є занурення каменів в иммерсионную рідина з показником переломлення n
= 1,57; для цього звичайно використовують бензоат бензила. Показник переломлення більш старих синтетичних каменів нижче цього значення, а природних смарагдів — вище.
Нарешті, третім випробуванням є перевірка флюоресценції за допомогою фільтра Челси, схрещених фільтрів або ультрафіолетової лампи. Більш ранні синтетичні камені мають різання, а деякі більш пізні — надзвичайно різанням флюоресценцією в порівнянні з натуральними смарагдами (у деяких природних каменів вона взагалі отсутствует).
Однак недавно отримані камені почасти затемнюють цю картину. Показники переломлення, двупреломление й питома вага деяких штучних смарагдів, отриманих у саме останнім часом (особливо різниць, вирощених гидротермально), укладаються в межі значень, властивих натуральним смарагдам. Різку флюоресценцію фактично вдалося усунути добавкою заліза (яке можна виявити в спектрі по чітких смугах 4270 А
). Ці три випробування усе ще застосовують, але провідне значення набуває дослідження включень
д.