Драгоценные камни их значение

Рождение и огранка изумруда

2011-01-26T00:46:00.000-08:00

Человек, не знакомый с тонкостями ювелирного искусства, не может скрыть разочарования при виде необработанного изумруда. Где чистота и прозрачность, где игра света и глубокий, неповторимый свет, как бы живущий в самом камне и сияющий в самом его сердце? Где рождается и как готовится камень к своему триумфу?
Рождаются кристаллы изумрудов в полостях трещин и других пустотах горных пород. Они не любят тесноты: колыбель капризного красавца должна быть свободной. Обычно размеры
пустот колеблются в пределах нескольких кубических дециметров, но встречаются и целые камеры в десятки кубических метров. В одной из таких камер на Алтае был найден кристалл берилла в 1,3 м высотой!
В просторных камерах и запорышах пегматитов находят кристаллы, поражающие взгляд своей строгой симметрией. Природой бериллу дана форма, не характерная никаким другим кристаллам. Травяно-зеленая призма с пирамидой – таким предстает изумруд пред очами счастливчика. В плотной горной породе рождаются далеко не идеальные по форме и прозрачности самоцветы. Но не любят они и одиночества: чаще находят группы камней – друзы, чем одиночные кристаллы.
В процессе своего роста кристаллы омываются горячими гидротермальными растворами, богатыми различными веществами. Для развития „здорового младенца“ необходимы железо, магний и особенно хром, от которого зависит интенсивность и оттенки окраски камня. Если хрома будет недостаточно, из недр земли выйдет обычный промышленный берилл – безусловно, нужный, но совершенно не красивый камень.
При разрушении и выветривании более мягких, неустойчивых горных пород изумруд попадает на рабочий стол ювелира в довольно жалком виде. И в этот момент только этот волшебник может увидеть и явить миру истинную красоту этого одетого в скромный наряд камня.
Магическая метаморфоза кристалла совсем не романтична. Что общего у романтики с химией, физикой и математикой? Однако огранка камня – это целая наука, основанная на холодном расчете. Если до первой половины XV века изумруды просто полировали, предварительно выровняв поверхность, то ближе к XVI веку была изобретена Людвигом Бергеном примитивная (пока) огранка.
Из более трех сотен известных видов драгоценных камней огранке подлежат около двухсот пятидесяти видов. В каждом камне спрятан шедевр природы, открыть который по силам только настоящему профессионалу. К примеру, с появлением новых форм огранки в пятидесятые годы были переогранены многие известные камни. Потеряв в каратах, они приобрели новое сияние и глубину цвета, стали гораздо более дорогими и ценными.
Задача ювелира – с помощью сложных расчетов, химических анализов и, конечно, интуиции найти идеальную форму для природного кристалла. Грамотная органка заставляет светиться изумруд изнутри.

„Мы набиваем камень лучами света,"– говорили голландские гранильщики. Лучи света, проникшие в самоцвет через внешние грани, должны как можно большее число раз отразиться от внутренних поверхностей граней. „В каждом камне настоящего мастера живет маленькое солнце“, – считали знаменитые гранильщики Нидерландов.

Но ценность изумруда не только в его чистоте и прозрачности, но и в уникальном травяно-зеленом цвете. Поэтому для него применяются способы огранки, позволяющие полностью насладиться глубиной цвета драгоценного камня.
Для самых безупречных изумрудов предназначен „ступенчатый“ тип огранки. Плоская табличка позволяет видеть всю внутренюю часть камня. Ему нечего скрывать, нечего стыдиться, он весь перед вами, в своей чистоте, сверкании, совершенстве. Ступенчатая огранка смягчает густоту наиболее ярко окрашенных изумрудов, подчеркивает красоту и игру цвета.
Глубокая огранка и кабошон придает мягко окрашенным кристаллам густой, глубокий оттенок, а обилие граней позволяет скрыть мелкие дефекты. Хотя понятие „дефект“ несколько субъективно по отношению к драгоценным камням. Есть экземпляры совершенно неповторимые именно благодаря „удачным“ сколам, трещинкам, раковинкам. Только талантливый ювелир сможет разглядеть эту неповторимость, „подать“ изумруд и сделать его поистине уникальным.
Среди огромного разнообразия огранки нельзя не обратить внимание на бриолетту и панделек, или, попросту, капельку и слезинку. Эти изумрудные слезки оживляют холодный камень, делают его желанным для прекрасных дам, которые так любят, чтобы их жалели, считали слабыми, и которые никогда не упустят возможность уронить пару своих драгоценных слезинок ради достижения желанной цели.
И нельзя не сказать о совсем редкой и романтичной портретной огранке, позволяющей заключить в прекрасный камень не менее прекрасный лик возлюбленной. Кольца с такими изумрудами редки и изысканны, как и редки и изысканны чувства их владельцев, доказывающих свою любовь столь экстравагантным способом.
К сожалению, только самые крупные, необычные, чистые и яркие камни удостаиваются чести побывать в руках мастера. Только им выпадает стать особенными и неповторимыми, заиграть всеми возможными лучами и оттенками цвета. И что-то большее, чем просто безупречная техника, отличает их. Что? Частица души человека, отдающего своей работе всего себя? Частица дара Божьего? Знают только эти холодные и прекрасные камни, не желающие открывать нам свои секреты. А большая часть изумрудов обрабатывается на станках-автоматах. При этом достигается высочайшая точность и чистота огранки, и даже стандартная форма не способна обезличить этот волшебный по красоте драгоценный камень.

Драгоценный кмень - Изумруд

2011-01-25T00:45:00.000-08:00

Третье достоинство между драгоценными камнями после алмаза и жемчуга присваивается смарагдам по многим причинам. Нет цвета, который был бы приятнее для глаз. Ибо мы с удовольствием смотрим также на зеленую траву и листвие древесное, а на смарагды тем охотнее, что в сравнении с ними никакая вещь зеленее не зеленеет…блеск свой они
распространяют далеко и как бы окрашивают около себя воздух. Они не переменяются ни на солнце, ни в тени, ни при светильниках и всегда превосходны, всегда блестящи и, судя по толщине их, имеют беспрепятственную прозрачность…“ – писал римский натуралист Плиний Старший.
Много есть сортов изумруда: силки, зеленый цвет которого похож на ботву свеклы; зенгари, зелень которого похожа на медяки; зубаби, похожий по цвету на крыло мухи, в которых просвечивает зелень; сайкали – похожий на цвет полированного железа, способного, как зеркало, отражать в себе предмет; рейхани, зелень которого по оттенку похожа на зелень базилики; аси, цветом похожий на листву миртового дерева, и, наконец, курасси, цветом похожий на зелень лука-порея“, – говорится в иранской рукописи средних веков об оттенках изумруда.

Но изумруд – разновидность берилла, а все ли знают, что и другие прозрачные разновидности его являются драгоценными камнями?
Обычный берилл грязных или бурых тонов, слабо просвечивает. Он не имеет ювелирной ценности, зато является важнейшей рудой на бериллий.
Аквамарины, которые также являются разновидностью берилла, представляют собой голубовато-зеленые, удивительно прозрачные кристаллы. Оттенки их колеблются от светлых зеленовато-желтых до золотистых. От темных, цвета морской волны, до совсем светлых. Называются они от латинских „аква“ – вода, „маре“ – море.
Не похож на другие самоцветы гелиодор – „солнечный берилл“. Даже в самых дорогих украшениях обращает он на себя внимание неповторимым блеском и игрой лучей.
Не такой яркий блеск имеет воробьевит или морганит, зато цвет его поистине восхитителен: красивый светло-розовый берилл мягко мерцает среди своих сочных собратьев.
Гошенит бесцветен и напоминает бриллиант, но, к сожалению, блеск его не так ярок, поэтому он тоже не может сравниться со своим старшим братом – изумрудом.
Именно неповторимым цветом и хрустальной прозрачностью ценен изумруд. Именно из-за своего цвета соперничает он с бриллиантом – признанным лидером среди самоцветов. Именно за цвет платят люди баснословные деньги – около 5–7 тысяч долларов за карат!

Технические и синтетические алмазы

2011-01-24T00:43:00.000-08:00

Применение алмазов в технике обусловлено их уникальными физическими свойствами: твердостью, износостойкостью, особенностями оптических свойств.
Алмазы, не идущие в ювелирное производство, относятся к техническим. Это кристаллы темного цвета, которые могут иметь небольшие дефекты или трещины, осколки, сростки или двойники, которые не пригодны для изготовления ювелирных украшений.

Граница между алмазами, используемыми для изготовления ювелирных украшений, и техническими алмазами очень призрачна и зависит от ряда условий отбраковки добываемых камней.
Синтетические алмазы применяются в производстве для технических нужд. Их можно распределить по группам.
1. Из алмазов, которые подвергаются обработке, получают зерна нужной геометрической формы. Это алмазы, предназначенные для изготовления сверел, резцов, стеклорезов, подшипников и наконечников.
2. Кристаллы алмазов, которые используют в необработанном виде в алмазно-металлических карандашах и в коронках для бурения.
3. Абразивные алмазы (мелкие кристаллы), имеющие сильные дефекты (пустоты или трещины), пригодны только для измельчения в порошок.
Синтетические алмазы нашли свое применение в технологии промышленного производства: изготовление радиоприемников, магнитофонов, телевизоров, обуви, часов, при обработке хрусталя и фарфоровой посуды, при производстве шариковых ручек, зеркал, электроутюгов, электробритв и других различных товаров народного потребления.
В обувной промышленности стельки и подошвы (перед склеиванием) обрабатывают абразивной шкуркой, которая крепится на вращающем барабане.
Алмазным барабаном обрабатывать намного выгоднее, так как он заменяет почти две тысячи шлифовальных шкурок. Сильно повышается производительность труда, полностью устраняется запыленность рабочих помещений.
Синтетические алмазы играют значительную роль в увеличении выпуска оборудования для бумажной, легкой, пищевой и мясо-молочной отраслей, которые выпускают товары народного потребления. Для притирки деталей в аппаратах и машинах при ремонте различного оборудования.
В медицине синтетические алмазы используют для изготовления медицинских инструментов: заточка инъекционных игл, скальпелей и микротомных ножей.
На предприятиях, которые выпускают фарфоровую и стеклянную посуду, также используют синтетические алмазы для шлифования краев изделий, что заметно снижает брак.
Алмазное шлифование экранов кинескопов телевизоров повышает производительность обработки в 2–2,5 раза при улучшении качества изделий.
Синтетические алмазы используются для изготовления абразивных кругов, которые используются при заточке и доводке твердосплавного металлорежущего инструмента. Резку полупроводниковых материалов проводят дисками из синтетических алмазов.
На основе синтетических алмазов организовано производство алмазных паст. Пасты выпускаются с повышенным и нормальным содержанием алмазного порошка, твердой и мазеобразной консистенции, которые смываются водой и органическими растворителями.
Алмазные пасты нашли широкое применение в обработке металлических и неметаллических поверхностей различных деталей. Алмазные пасты окрашиваются в различные цвета, выпускаются расфасованными в тубы или шприцы по 5, 10, 20, 40, 80 г.
Алмазные пасты из синтетических и натуральных алмазов применяются для доводочных операций, для особо точного изготовления деталей с высоким требованием к чистоте поверхности.
В нашей стране проводятся научно-исследовательские работы по увеличению и улучшению выпуска синтетических алмазов, а также по расширению сфер их применения.
В зарубежных странах так же, как и в нашей стране, производство синтетических алмазов заметно увеличивается.

Обработка ювелирных алмазов

2011-01-23T00:42:00.000-08:00

Обработка алмазов началась в Индии в глубокой древности. Из литературных источников можно узнать, что алмазы обрабатывались в то далекое время на быстро вращающихся медных дисках, которые были покрыты смесью бриллиантового порошка и масла.
По записям того времени можно судить, что обработка алмазов в Индии достигла высокого уровня, но индийские ювелиры так и не сумели найти форму, которая смогла бы придать
алмазу блеск и красоту бриллианта.
Мастера просто немного отшлифовывали камень и выравнивали неровности. Придавали алмазу блеск, искусственные грани делались для того, чтобы скрыть природные дефекты. В форме плоских камней производилась огранка.
Важную роль в процессе обработки алмазов играло искусство раскалывания камня, для того чтобы уменьшить массу кристалла и удалить дефектные части. Этот метод был известен с древних времен.
Чтобы придать наибольший блеск ювелирному бриллианту, индийские гранильщики подвергали камни гранению. Небольшие обрабатываемые камни теряли небольшую часть своей массы. Однако более крупные алмазы теряли до 50 % и более своей массы.
Камни, найденные в Индии, там же и получили свою первую огранку и ценились довольно дорого.
Надписи на некоторых камнях свидетельствуют о том, что гравировка драгоценных камней продолжала совершенствоваться. Алмаз Шах был гравирован в Персии, и на его некоторых плоскостях написаны даты и имена тех, кто им владел.
Имена и даты владения написаны и на бриллианте Акбар-шах. 1618 год – это самая первая запись на этом камне.
Процесс обработки алмаза в бриллиант считается очень трудоемким. Высокий профессионализм рабочих-огранщиков играет основную роль в качестве алмазной продукции.
Современные технологические способы обработки алмазов имеют несколько этапов: раскалывание камня, резка или распиловка, предварительная обдирка, огранка и полировка кристаллов.

Алмазы, которые поступают на обработку, обязательно осматриваются, для того чтобы определить способ обработки и вид огранки. Точная ориентировка кристаллов имеет большое значение для раскалывания, распиловки и огранки камня. Для этого процесса используются рентгеновские лучи.
Распиловка – главная операция в работе с алмазами. Алмаз, имеющий трещину, темное пятно или другой дефект, подлежит специальной распиловке. Участок с дефектом стараются выделить в меньший кристалл, а из части, которая осталась, получают бриллиант высокого качества.
Иногда, в зависимости от формы алмаза, распиловку проводят прямо по дефектному месту.
Пригодные для распиловки алмазы вклеивают в медные или латунные оправы, затем при температуре 150-500о сушат и закрепляют на распиловочном столе.
Дисками из фосфористой бронзы производят распиловку. Поверхность фосфористой бронзы шаржирована алмазным порошком путем вдавливания алмазной пудры в поверхность диска.
В работе используются диски диаметром 60–90 мм и толщиной 0,05-0,09 мм. При распиловке диск вращается с частотой 3-15 тысяч оборотов в минуту.
Все крупные алмазы (от самых больших и до 0,025 карат) подвергаются распиловке. Во время распиловки потери в основном зависят от качества и размера кристаллов. Для алмазов различного веса потери (в %) составляют: от 0,025 до 0,5 карата – 3,75; от о,51 до 1 карата – 2,0–2,5; от 1,1 до 10 каратов -1,6; выше 10 каратов -1,5.
Алмазы начинают разрезать в направлении меньшей твердости кристалла. В направлении большей твердости камень не поддается практически никакой обработке.
Обточке или обдирке алмазы подвергаются сразу после распиловки, на обдирочных токарных станках. При помощи специального клея алмазы закрепляют в оправы и начинают обрабатывать на небольших скоростях. При увеличении скоростей алмаз может расколоться.
Обдирка алмазов производится для обтачивания ребер, углов и граней кристаллов. В процессе работы потери могут составить от 15 % до 25 %. Отходы используются для изготовления алмазного порошка.
Огранка алмазов производится после обдирки. Существует два вида огранки камней: бриллиантовая и ступенчатая форма огранки. Верхняя горизонтальная грань фигуры получила название площадки, маленькая нижняя – кюлассы. Остальные грани называются боковыми.
Верх бриллиантов образуют боковые грани, они составляют коронку, то есть верх. Боковые нижние грани образуют павильон (низ). Боковые грани обычно располагаются в виде рядов или ступенек. К одному такому ряду принадлежат все грани, которые наклонены к оси камня под одинаковым углом и симметрично расположены вокруг нее.
Ободок, соединяющий коронку с низом бриллианта, обычно называют базой или рундистом. В павильоне может быть до пяти-шести ступеней, в коронке до трех.
Чтобы придать правильную форму огранке камня, его необходимо огранить так, чтобы наибольшая часть лучей, вошедших в него, не прошла насквозь, а отразившись от его граней, вернулась обратно.
Для наилучшего отражения внутри камня нужно, чтобы внутри кристалла свет падал на грань под углом более 2403 . Игра цветов и блеск полностью зависит от качества огранки и шлифовки. Стоимость правильно ограненного камня, соответственно, увеличивается.
Большая часть лучей света, вошедшая в бриллиант, отражается от внутренней поверхности его граней. Отражая лучи света, грани верхней части камня начинают сверкать алмазным блеском. Грани нижней части камня при внутреннем отражении, отливая металлическим блеском, кажутся посеребренными.
Блеск граней нижней и верхней частей камня, переливание световых лучей обусловливает игру бриллианта.
Огранка розой иногда применяется для кристаллов, которые имеют массу от 0,01 до 0,02 каратов. Огранка розой отличается от других способов огранки плоским основанием. Верхняя часть обычно состоит из многих граней, которые напоминают бутон розы.
Часто огранку розой немного упрощают. Число граней сводят к 12, 8 или даже 3. Стоимость изделий с такой огранкой значительно ниже, чем стоимость драгоценностей с бриллиантовой огранкой.
Другой вид огранки камней называется «принцесса». Алмаз, ограненный таким способом, выглядит, как плоская табличка, которая имеет толщину до 1,5 мм. Табличке придаются разнообразные контуры: прямоугольные, квадратные, многоугольные, ромбические или сердцевидные.
В ювелирных изделиях некоторые алмазные таблички соединяются в виде различных узоров: цветов, палочек или звездочек.
В основном алмазы гранят в форме круглого бриллианта, при такой форме лучше видна игра световых лучей и блеск камня. Угол наклона граней имеет особое значение при огранке. Нижние основные грани должны находиться под углом 38-43о, угол наклона верхних граней может колебаться до 30-40о.
Оптимальный угол наклона для некоторых кристаллов может составлять 40,5о, при котором достигается наилучший блеск и игра бриллиантов.
Полировка и огранка камней выполняется на специальных станках с чугунным диском, который покрывается алмазным порошком. Ограночный диск вращается с частотой 2500–2800 оборотов в минуту. Для огранки применяются также алмазно-металлические круги специальной зернистости.
В конце шлифовального процесса применяют чугунные диски, которые покрыты алмазным порошком с наименьшей зернистостью: до 3-10 мкм.
Но наиболее высокую чистоту поверхности можно получить в том случае, если использовать в работе только чугунные диски, тогда чистота поверхности увеличится в 2–3 раза, по сравнению с алмазно-металлическими кругами.
Для алмазов, имеющих большие размеры неприменимы стандартные формы огранки, и мастер-ювелир должен использовать все свои силы и умения, чтобы при обработке такого камня сохранить величину, данную камню от природы.
Чтобы избежать крупных потерь во время обработки камней, маленькие удаленные кусочки алмазов гранят в виде роз или мелких бриллиантов.

Знаменитые алмазы II

2011-01-22T00:40:00.000-08:00

Алмаз Тадж-е-Мах (переводится как Корона Луны) был найден на копях Голконды. Масса камня – 115,06 карата. Камень чистой воды. Алмаз был захвачен в 1739 году Надир-шахом и с тех пор находился в сокровищнице иранских шахов.
Алмаз Пигот – в 49 каратов, принадлежал губернатору Мадраса лорду Пиготу, в честь него алмаз получил свое название. В 1818 году камень стал собственностью вице-короля Египта Али-паша. После смерти вице-короля алмаз был уничтожен.
Алмаз Евгения – в 51 карат, был подарен русской императрице Екатерине II, та, в свою
очередь, подарила его фавориту Потемкину. У семьи Потемкиных алмаз купил Наполеон III и преподнес императрице Евгении. После падения Наполеона алмаз был продан Геквару из Бароды.
Алмаз Хоуп – редкий камень темно-синего цвета, найденный в Колларских копях в Голконде, приобретен Ж. Тавернье в 1642 году. Из-за такого необычного для этих камней цвета этот алмаз считается единственным в своем роде, так как ему нет равных ни в одной сокровищнице мира.
Алмаз Тосканец (другие названия Флорентинец, Австрийский алмаз). Камень имеет лимонно-желтый цвет. Принадлежал он герцогу Тосканскому, затем стал собственностью австрийского королевского дома. В данное время камень хранится в Вене и огранен в виде девятилучевого бриолета, имеет вес 137,27 карата.
Алмаз Звезда Востока принадлежал эрцгерцогу Восточной Австрии. В честь герцога алмаз получил свое имя. Камень массой 25,5 карата, имеет совершенную форму и ценится за высочайшее качество.
Алмазы Белый Дрезден и Зеленый Дрезден хранятся в Дрездене в музее Зеленые своды. Белый Дрезден имеет белый цвет, квадратные очертания и весит 48,7 карата. Алмаз Зеленый Дрезден – 41 карат, камень чистой воды яблочно-зеленого цвета.
В Дрезденском музее хранятся и четыре алмаза желтого цвета Желтый Дрезден, которые огранены в форме бриллиантов. Алмазы были приобретены Августом Сильным.
В Египте самым лучшим из всех драгоценных камней считается Египетский паша – бриллиант массой в 40 каратов. Его купил вице-король Египта Ибрагим за 28 тысяч фунтов стерлингов.
Существует давнее предание, что в 1726 году шахтер из Португалии Бернард-да-Фонсена Лабо, прибывший из Бразилии, был очень удивлен, когда увидел, что рабочие отмечают свои проигрыши и выигрыши при помощи блестящих камней.
Бернард-да-Фонсена Лабо, узнав в этих камнях и не сказав никому о своем открытии, приобрел довольно большое количество таких камней.
Лабо попробовал реализовать камни в Европе. И после того как все узнали об этом открытии, в далекой Бразилии началась алмазная лихорадка.
Самым крупным алмазом, который нашли в Бразилии, считается Южная Звезда. Алмаз совершенно не имеет оттенков, прозрачен и имеет ромбический додекаэдр с округлыми гранями. Первоначальная масса его – 261,78 карата. В Амстердаме алмаз был огранен, и его масса уменьшилась до 123,8 карата.
Нашла его невольница, которая принесла неграм-работникам обед. Пока работники ели, невольница от нечего делать стала разбирать камни и около небольшой постройки нашла драгоценный камень.
Свою драгоценную находку невольница отдала своему хозяину, который, однако, за такую дорогую услугу все же не дал ей свободы.
Другой, более известный алмаз, который также был найден в Бразилии, называется Английский Дрезден. Им владел Э. Дрезден, который приказал своим огранщикам огранить камень в бриллиант в виде капли массой в 75,5 карата. До огранки алмаз весил 119,5 карата.
Алмаз Звезда Минаса был огранен двумя плоскими гранями. Поверхность этого камня после огранки так и осталась округлой. Масса – 179,3 карата. В Минас-Жерайсе в 50-е годы XIX были найдены все три кристалла.
Из других известных алмазов, найденных в Бразилии, можно назвать Президент Варгас – 726,6 карата. Этот алмаз был назван в честь президента Бразилии.
Широко известен алмаз Южный Крест, найден в Бразилии. Имеет массу – 118 каратов.
Об открытии африканского алмаза ходит множество легенд.
Охотник и торговец Джон О,Релли в 1867 году ночевал на ферме у одного голландца, которого звали Ван-Никерка. Его ферма располагалась на реке Вааль.
Внимание торговца привлек камень, в который играли дети. «Кажется, это алмаз», – промолвил торговец. «Можете взять его себе, таких камней и булыжников здесь большое множество», – ответил Никерк.
Торговец забрал алмаз и пообещал Никерку, что если этот камень окажется действительно алмазом, то торговец поделится с Никерком его стоимостью. В Кейптауне торговец определил, что это алмаз, и продал его за 3000 долларов. Торговец действительно поделился барышом с фермером.
В 1869 году о драгоценной находке стало широко известно, и в район фермы Никерка, на реку Вааль, стал приезжать народ. Местность фермера буквально всю перерыли, а ферму разнесли на мелкие кусочки.
Сам фермер купил у колдуна-кафра большой по величине алмаз, отдав за него все свое имущество и состояние. Алмаз впоследствии получил название Звезда Южной Африки и весит 83 карата. Никерк продал алмаз Звезда Южной Африки за 56 тысяч долларов.
В 1905 году в Южной Африке был найден самый крупный в мире алмаз, который был назван Куллинан. Его нашли в руднике Премьер в Трансваале. Алмаз был назван в честь президента компании Премьер Дийамонд Майн сэра Томаса Куллинана.
Алмаз совершенно бесцветный и прозрачный. Камень весил 3106 каратов (621,2 г) и представлял часть более крупного кристалла, который раскололся по спайности. Камень был куплен правительством Трансвааля за 150 тысяч фунтов стерлингов, затем был подарен в 1907 году английскому королю Эдуарду VII.
В 1908 году в амстердамской фирме «Ассер и K°» он был огранен и во время обработки расколот по направлению трещины, которая находилась около поверхности кристалла. Из одного крупного алмаза были получены два бриллианта: Куллинан-I (или Звезда Африки), имевший массу 530,2 карата, и Куллинан-II массой 317,4 карата.
При огранке первому бриллианту придали форму капли, которая имела 74 фацетки. Второй бриллиант имеет квадратную форму и 66 фацеток.
Из крупного Куллинана было изготовлено еще 103 бриллианта. Два из этих бриллиантов были вставлены в королевскую корону. Вся масса полученных камней составляет 1063,65 карата от общей массы первоначального алмаза.
Алмаз Эксцельсиор найден в 1893 году на руднике Ягерсфонтейн. Первоначально бесцветный кристалл имел неправильную форму голубоватого оттенка. До огранки имел массу 995,2 карата. Из алмаза был изготовлен 21 бриллиант, от 70 до 9,82 карата. Мелкие бриллианты были проданы порознь.
На том же руднике в 1895 году был найден алмаз Рейц, который назвали в честь президента Оранжевой Республики. Юбилейным алмаз был назван после огранки в 1897 году в честь 60-летия правления английской королевы Виктории.
До огранки алмаз весил 650,8 карата и представлял октаэдр неправильной формы. Из алмаза были получены два бриллианта: один массой в 245,35 карата и другой в виде панделока массой 13,34 карата. В 1900 году один из этих бриллиантов демонстрировался на выставке в Париже.
Джонкер – алмаз массой 726 каратов, найден в россыпи Эландсфонтейн, на участке, который принадлежал Я. Джонкеру. Камень имеет голубовато-белый цвет, безупречен по качеству, размеры – 63х38 мм, имеет округлую форму, очень похож на куриное яйцо. По величине среди всех известных алмазов он занимает седьмое место.
Перед тем как алмаз перепродали в Америку, его купила известная корпорация за 70 тысяч фунтов стерлингов.
Императорский, Большой белый, Виктория – названия одного и того же алмаза, найденного на руднике Ягерсфонтейн. Масса камня в неограненном виде составляла 457 каратов, после огранки из него получили два бриллианта в 180 и 20 каратов.
Алмазы Юбиус Пем в 248 карат, Ягерсфонтейн в 215 каратов, Пем в 115 каратов, Стюарт, имевший до огранки массу 296 каратов, Тигровый глаз в 178,5 карата, Красный Крест в 205 каратов и многие другие известные алмазы были найдены в Южной Африке.
Алмаз по своей уникальной ценности занимает первое место в ряду других драгоценных камней (сапфир, изумруд, александрит, благородная шпинель) и считается камнем первого порядка.

«Среди драгоценных камней самый сияющий, самый замечательный – алмаз. Ни один камень не может с ним сравниться, и не удивительно, что даже если собрать все драгоценные камни Земли, то их стоимость будет в десять раз меньше стоимости добытого алмаза», – писал в свое время академик А.Е. Ферсман.

На алмазообрабатывающих заводах и предприятиях алмазы проходят первую грубую сортировку. Самой тщательной выбраковке они подвергаются лишь у ювелиров, именно к ним поступают камни после первой обработки. Камни проверяются на окраску, прочность, отсутствие на них пятен, трещин и других дефектов.
По качеству алмазы отбирают по сортам: экстра, первый, второй, третий. Алмаз высшего качества должен быть безупречно прозрачным, без лишних оттенков и мутных пятен. Такой алмаз получает название алмаз чистейшей воды. Выделяют также и камни первой, второй и третьей воды.
Слабоокрашенные алмазы получили название с нацветом. Имеющиеся в камне оттенки снижают его ценность, только исключительно красивые и редкие окраски камня придают ему неописуемую красоту и ценность.

Из глубины веков

2011-01-21T00:41:00.000-08:00

Самые ранние упоминания об алмазе как об украшении появились в легендах в 1200 году до н. э. В то далекое время алмаз считался магическим амулетом. Люди верили, что твердость алмаза придает его хозяину храбрость и мужество в битвах. Воины украшали свое оружие алмазами или алмазной россыпью.

Алмазы уже тогда считались очень дорогими камнями, и поэтому иметь их могли только богатые люди. Эти камни довольно быстро стали привилегией имущих классов.
В Древнем Риме алмазы и другие дорогостоящие камни служили как символ отличия патрициев.
В Англии до 1363 года бедным горожанам не разрешалось носить алмазы даже как украшение.
В Испании до 1380 года сохранялось такое же положение, как и в Англии.
Бриллианты с искусственно пришлифованными гранями вызвали черезвычайный интерес к себе на мировом рынке. И с тех далеких времен алмаз навсегда занял первое место среди всех драгоценных камней.
Высокая стоимость алмаза объясняется его удивительной красотой, редкостью крупных алмазов и большими трудностями, связанными с его обработкой.
Лишь богатая буржуазия, властители городов и стран, вельможи и представители знати могли позволить себе приобрести в личное пользование такие дорогостоящие камни.
Из литературных и других различных источников стало известно, что большие богатства алмазов имели правители Индии и других восточных стран.
Людовик XIV – французский король – надевал одежду, украшенную бриллиантами, которые имели стоимость в 12 миллионов франков.
Русские цари обладали не меньшим количеством алмазов. Самыми модными украшениями считались бриллианты во времена царствования Екатерины II. Граф Орлов получил от императрицы в подарок костюм, который был украшен алмазами стоимостью в 1 миллион рублей.
Бриллиантами в это время украшали обувь, одежду, различные кубки, троны, оружие и скипетры. Князь Потемкин имел шляпу, которую невозможно было носить из-за ее невероятной тяжести: настолько она была унизана бриллиантами.
В Алмазном фонде России хранится уникальная по своей ценности коллекция украшений из алмазов: алмазный трон, алмазный венец, который содержит более 1000 алмазов, шапка Мономаха, престол царя Бориса Годунова, он украшен 876 алмазами. Этот престол Борис Годунов получил в подарок от шаха Аббаса.
В Алмазном фонде хранится множество прекрасных и очень дорогих украшений: брошь, сделанная в виде букета из цветных алмазов с листьями из изумрудов, колье из крупных алмазов, добытых в Индии.
Алмазы Шах и Орлов занимают в коллекции особое место, они привлекают посетителей своей красотой.
В настоящее время алмазы не утратили своего значения, как украшения: «Среди изменчивых и умирающих форм живой природы вечными и незыблемыми останутся художественные достижения обработанного камня, и для искусства он является тем основным незаменимым и вечным материалом, из которого будут слагаться самые вековечные достижения человеческого вдохновения…
…В культуре будущего, в форме новых исканий камень снова вернется к тому, что составляло его красоту в Древней Греции, и снова в ней человек будет видеть высшее воплощение красоты природы», – сказал А.Е. Ферсманов, когда смотрел на украшения из бриллиантов.

Знаменитые алмазы

2011-01-20T00:38:00.000-08:00

Алмаз Валентина Терешкова массой 51,66 карат. Этот алмаз был назван в честь первой в мире женщины-космонавта. Камень имеет октаэдрическую форму с немного закругленными гранями и небольшой нацвет.
Злата Прага – алмаз, имеющий массу 38,72 карата. Он был найден в 1964 году на трубке Мир. Имеет форму плоскогранного октаэдра. На гранях этого алмаза можно заметить слегка заметные слои роста. На одной из граней виден механический скол.

Алмаз Лучезарный – найден летом 1964 года. Это алмаз чистой воды, имеющий массу 37,6 карат.
Алмаз Вилюйский и Комсомольский были найдены в один день. Имеют массу 48,5 карат и формы октаэдров с небольшими включениями графита.
Алмаз Скромный – 54,45 карат. Имеет желто-лимонный цвет с включением графита.
Алмаз Фабричный – 32,2 карата, по форме напоминает известный алмаз Шах.
В 1966 году было найдено большое количество драгоценных алмазов: Горняк в 44,62 карата, Летний в 46,36 карата, Токтогул в 37,56 карата. Все эти цельные кристаллы имеют форму октаэдров, прозрачные и гладкогранные, с легким желтоватым оттенком.
Алмаз За счастье детей массой в 40,8 карата представляет сросток из разноцветных октаэдров различных цветов – от светло– до темно-серого. На алмазных гранях отчетливо заметны большие утолщенные слои роста, которые образуют округлоступенчатую штриховку и большие впадины в виде треугольника. Внутри камня видны небольшие трещинки и включения графита.
После 1966 года были найдены еще несколько крупных алмазов: Максим Аммосов, Луна, Сатурн, Чекист, Победа, Марс, Ледяной, Венера, Федерация, Обогатитель.

Открытие в Якутии месторождений алмазов дало большую возможность стремительно развивать и совершенствовать гранильную промышленность страны. Предприятия по обработке алмазов стали укомплектовываться высококвалифицированными специалистами и первоклассной техникой. Ювелиры нашей страны стали изготавливать бриллианты разнообразных видов огранки и самых различных форм.
Алмазы крупных размеров – редкостная находка, вызывающая всегда огромный интерес. Такие драгоценные находки становятся историческими достояниями стран и музеев.
В зарубежных странах открывается много алмазных россыпей и месторождений. Люди находят алмазы различных величин, называют их собственными именами, хранят и передают драгоценные камни по наследству.
Долгое время Индия являлась самым главным поставщиком алмазов. Россыпные алмазы добывали на севере страны, в районе города Панна в штате Мадхья-Прадеш и в южном районе города Хайдарабада, между реками Кришна и Пеннер.
В средние века в город Голконду на рынок свозились все добытые алмазы. В наше время от этого города остались одни лишь развалины, которые расположены недалеко от Хайдарабада.
В наше современное время главным центром торговли алмазов является город Панн.
О некоторых алмазах, найденных в Индии, ходят дурные поверья. Об алмазе Кох-и-нор существует очень интересная легенда.
18 государей Индостана, которые владели этим алмазом, были умерщвлены. Многих предали, другие были изгнаны и умерли в голодной нищете. Большая часть государей пала в боях и сражениях.
Алмаз Кох-и-нор был найден на территории нынешнего индийского штата Андхра-Прадеш. Этот алмаз отличается от других неповторимой игрой световых лучей и довольно крупным размером – 191 карат после первой огранки.
В переводе с санскрита алмаз Кох-и-нор означает Гора света. Его самым первым владельцем был раджа княжества Гвалиора, который правил в XVI веке.
Раджа подарил этот драгоценный камень падишаху Хамаюну из фамильной династии Великих Моголов. Через некоторое время алмаз был перевезен в Афганистан, потом опять оказался в Индии, в городе Пенджабе.
В 1849 году был захвачен Великобританией город Пенджаб. Принцу Далин Сингху пришлось «подарить» драгоценный алмаз генералу-губернатору Англии, который, в свою очередь, подарил его королеве Виктории.
Интересная история произошла и с алмазом Шах, который хранится в алмазном фонде России. Этот камень долго и усердно изучал академик А.Е. Ферсман.
Алмаз имеет массу 88,7 карат, найден был в Индии в конце XVI века. Камнем владел Бурхан-Низам-шах (1591 год), он правил в Ахмеднагаре. Великими Моголами он был захвачен в 1595 году.
В 1641 году его владельцем был Шах-Джахан из династии Великих Моголов. Путешественник Тавернье видел этот камень во дворце Могола Аурангзеба, это было в 1665 году.
Во время падения государства Великих Моголов драгоценным алмазом стал владеть персидский шах Надир. Если верить гравировке на камне, то в 1824 году алмазом владел персидский шах Фатан-али.
Принц Хорсов-Мирза привез алмаз Шах в 1829 году в Россию и подарил его русскому царю в знак перемирия и компенсации за убийство русского посла в Тегеране А.С. Грибоедова.
Алмаз Санси величиной с голубиное яйцо, масса в ограненном состоянии – 53 карата. История этого камня уходит корнями в далекую историю. В одной из многих легенд рассказывается, что камень украшал шлем Карла Смелого, который погиб в сражении при Нанси в 1447 году. Алмаз из его шлема был вынут вражеским солдатом, который продал камень всего за 1 гульден.
По утверждениям специалистов, камень был продан португальским королем Антоном в 1700 году французскому королю Николаю Шарли, сеньору де Санси, который через некоторое время продал алмаз французскому королю Генриху II.
Привезти алмаз во дворец Санси приказал слуге, которого по дороге ограбили и убили. Алмаз пропал, но Санси был уверен в порядочности своего слуги и отдал приказ искать камень в его могиле. Во время обследования трупа алмаз был обнаружен в желудке верного слуги, который проглотил камень, чтобы тот не достался грабителям.
Алмаз Питт (другое название Регент) был найден в Южной Индии в 1701 году, в алмазной копи Партиал на Кистне не далеко от Голконды. Алмаз имел массу без огранки 410 каратов. Размеры – 30х25х19 мм.
Если верить легенде, алмаз нашел невольник, который в последствии спрятал драгоценный камень в рану у себя на ноге. Невольник попытался продать камень моряку и получить, взамен свободу, но был жестоко убит.
После происшедшей трагедии алмаз каким-то образом попал к купцу из Персии Джамчунду. Тот, в свою очередь, продал его коменданту форта Святого Георгия в Мадрасе Вильяму Питту. Алмаз был продан за 20,4 тысячи фунтов стерлингов.
Вернувшись в Англию, новый владелец алмаза решил огранить его в бриллиант, который стал иметь вес 104,5 карата. Рабочий процесс по огранке камня длился целых два года.
Питт продал бриллиант из-за боязни его похищения. Камень оценили в 135 тысяч фунтов стерлингов, купил его герцог Орлеанский, который служил регентом Франции. В честь новоиспеченного владельца камня алмаз стал называться Регент.
Во время французской буржуазно-демократической революции в 1792 году алмаз Регент был похищен с остальными реликвиями французского престола. Через некоторое время его подкинули назад, скорее всего, из-за того, что его невозможно было сбыть без огласки.
Знаменитый алмаз некоторое время украшал шпагу Наполеона, который использовал его в виде залога, для того чтобы получить деньги и обеспечить свои походы.
В данное время Регент находится в национальной коллекции Луврского музея в Париже.
Алмаз Орлов – принадлежит России и хранится в Алмазном фонде. Камень был найден в XVII веке в Индии в Колларских копях Голконды. До огранки алмаз имел массу около 400 каратов и представлял собой наибольшую часть округлого додекаэдра.
Им владел Шах-Джехан, который велел огранить камень в виде розы с наибольшим количеством мелких фацеток, которые располагались ярусом. Этот алмаз представляет большую историческую ценность, так как до настоящего времени сохранил свою первоначальную индийскую огранку.
По преданию, алмаз выполнял роль глаза индийской статуи Брамы. По предположениям специалистов, алмаз Кох-и-Нор был парным камнем алмазу Орлов.
После смерти первого владельца алмаз стал собственностью его сына Аиренг-Зебы. Путешественник из Франции Ж. Тавернье, приехавший в Индию в 1665 году, видел алмаз в сокровищнице в городе Дели.
До 1738 года Орлов был собственностью Великих Моголов. Через некоторое время персидский шах Надир, который варварски разграбил Дели, перевез алмаз и многие другие сокровища в Персию. Долгое время Орлов украшал трон шаха Надира.
Однако следует отметить, что история, связанная с этим алмазом, не совсем ясна. Через неопределенное время, в 1747 году, драгоценный алмаз был похищен. В 1773 году его приобрел придворный ювелир Лазарев, который продал алмаз Григорию Орлову за 400 тысяч рублей. Орлов преподнес алмаз императрице Екатерине II.
Алмаз Орлов оценивался свыше 2 млн. рублей золотом. Вставленный в серебряную оправу, алмаз Орлов долгое время украшал державный скипетр русских императоров.
Алмаз Нассак получил свое название от башни, расположенной в 160 км на северо-востоке от Бомбея. Алмаз был собственностью индийского храма. В собственность Восточно-Индийской компании алмаз перешел после войны 1818 года. Впоследствии компания продала алмаз одному лондонскому ювелиру.
Первоначальная форма алмаза была грушевидной, затем его огранили, придав камню классическую форму бриллианта. До огранки камень имел массу 89,7 карата, после огранки – 80,3 карата. В 1837 году его купила маркиза Вестминстерская, которая является владелицей алмаза до сегодняшнего дня.
Вообще, в Индии было найдено большое множество этих драгоценных камней. Один из них – алмаз Дерианур, название которого переводится как Море света. По мнению специалистов, этот камень когда-то был расколот на две небольших части. Большая часть сохранила за собой название целого камня и по сей день называется Дерианур.
Алмаз имеет массу в современном виде 175 каратов, размеры – 41,4х29,5х12,15 мм. На одной из фацеток алмаза есть надпись персидской вязью, которая датирована 1834 годом. Алмаз прозрачен, имеет розовый оттенок и таблитчатую огранку.
Название алмаза Нур-у-Лен переводится как Свет очей, это самый крупный в мире розовый алмаз, имеющий массу около 60 каратов и размеры 30х26х11 мм. Бриллиант вставлен в тиару. Как предполагают ученые, он изготовлен из малой части, отколовшейся от алмаза Дерианур.
Алмаз, также найденный в Индии – Санси – масса в ограненном состоянии составляла 53 карата.

Месторождения алмазов

2011-01-19T00:37:00.000-08:00

В VI–X вв. н. э. были открыты россыпи алмазов в Индонезии на острове Калимантан Борнео. Открывателями алмазных россыпей были индийцы. В юго-восточной части острова алмазные россыпи были открыты уже к концу XVII века.

Но в этом месте камни довольно мелкие. Немного нашли там камней весом до 100 карат. Алмаз Звезда Саравака, имеющий вес в 87 карат, также был найден на острове Калимантан Борнео.
Бразилия – район алмазоносных месторождений. Открытие алмазов в этой стране начинается с начала XVIII века.
На территории Южной Африки, в бассейнах рек Вааль и Оранжевая разрабатываются новые россыпи этих камней.
Самой богатой страной по добыче алмазов считается Намибия, там из древних морских террас и прибрежных песков производится добыча этих камней. В 1976 году алмазные россыпи этой страны дали 1,7 млн. каратов алмазов, основная часть которых – драгоценные камни.
На одно из первых мест в мире по алмазным россыпям вышла Республика Заир. В провинции Шаба добываются в основном технические алмазы.
Алмазные россыпи Анголы, Ганы и Сьерра-Леоне имеют большое и важное значение для промышленности. В целом Африка дает основную часть нормы добычи всех алмазов, около 80–90 %.
В Венесуэле, Бразилии, Австралии, Индии и на острове Калимантан (Индонезия) открыто много месторождений алмазов. В глубокой древности индийские алмазы добывали из россыпей.
Именно из Индии были найдены крупные и самые известные алмазы: Орлов – 194,8 карата, Шах – 88,7 карата. Эти драгоценные камни находятся в данное время в Алмазном фонде России.
Самые крупные и коренные месторождения в России находятся в Якутии – кимберлитовые трубки Мир, Удачная, Интернациональная, Айхал.
В Якутии найдены алмазы наибольшей массы: Мария – 106 карат, Звезда Якутии – 232 карата, 60 лет Октября – 121 карат. Одним из самых больших является алмаз с названием: ХХVI съезд КПСС, он имеет массу в 342 карата.
На Урале и в других местах известны россыпные месторождения алмазов. Большой интерес вызывают импактитовые месторождения в больших метеоритных кратерах. Существует гипотеза, что с ними связаны многие россыпные месторождения алмазов.
Крупные алмазы ювелирного качества хранятся в Алмазном фонде СССР.
В Южной Африке было открыто еще несколько месторождений алмазов, и самое первое – в период «алмазной лихорадки». После открытий месторождений стало известно, что алмаз приурочен к горной породе, которую в дальнейшем назвали кимберлитом.
Порода создает трубчатое тело, не очень большое по диаметру, но уходящее на довольно большие глубины. По имени первого месторождения алмазных россыпей все месторождения стали называть кимберлитовыми или алмазоносными трубками.
В Южной Родезии в 1903 году также были открыты месторождения этих драгоценных камней. Это стало началом большой разработки алмазных богатств на Африканском континенте.
В 1907 году в Анголе были обнаружены россыпные месторождения алмазов.
В 1904 году в Намибии был найден первый крупный алмаз. А самые первые драгоценные камни нашел местный житель, который ранее работал в Южной Африке. Он нашел камни в железнодорожной насыпи, в кювете.
Для постройки железнодорожной насыпи в то время использовали песок из алмазоносной россыпи. В процессе работы алмаз не был замечен, хотя немецкие геологи до этого неоднократно изучали эти камни.
В 1913 году в Республике Заир были открыты крупные алмазные россыпи. В 1931 году алмазы были обнаружены в Конго и в Сьерра-Леоне (Браззавиль).
Сейчас эксплуатируются два пункта по добыче алмазов: коренные месторождения и россыпи в Якутии и россыпи на Урале.
Первый алмаз был найден четырнадцатилетним мальчиком, которого звали Попов Павел. Он обнаружил его 5 июля 1829 года в районе Биссерского завода.
Через год были найдены еще несколько алмазов. Несколько из них были переданы А. Гумбольдту, который путешествовал в это время по Уралу. Из Петербурга на Урал была направлена экспедиция для поисков алмазов.
Проведя тщательные поиски алмазов, специалисты убедились, что золото и алмазы находятся в железистой части песков. Промышленные россыпи в этой местности обнаружены не были.
В 1838 году на Кушайском прииске в Гороблагодатском округе и на Южном Урале (Успенский прииск) был найден алмаз, который весил 3 карата. До 1928 года на Уральских приисках было найдено более 220 камней.
В Якутии, начиная с 1898 года, было обнаружено несколько небольших камней, но какие-нибудь точные сведения об этих находках не сохранились.
Геолог А.П. Буров в 1937 году нашел алмаз в Енисейском кряже, затем Буров начал возглавлять дальнейшие поиски драгоценных камней. Но постоянные поиски алмазов стали проводиться только после Великой Отечественной войны.
Геолог Григорий Файштейн в 1953 году открыл алмазную россыпь на Вилюе, на косе Соколиной. Это была большая удача, которая смогла доказать правильность многих методов поиска алмазов.
В конце лета 1954 года Л.А. Попугаева и промывальщик Беликов открыли новую коренную алмазоносную трубку Сибири, которую позже назвали Зарницей.
13 июня 1955 года Ю. Хабардин открыл новую трубку Мир. В процессе открытий новых месторождений был выявлен целый алмазоносный район, который по сегодняшний день обеспечивает нашу страну большим количеством алмазов.
Из алмазов и алмазных россыпей ювелиры изготавливают прекрасные изделия с бриллиантами, которые поражают взор сверканием совершенных граней. Искусство ювелиров очень велико, они способны выявить особенности и красоту каждого камня.
В 1851 году в Австралии были открыты еще несколько месторождений россыпей алмазов. В прибрежных районах Нового Южного Уэльса был найден небольшой алмаз, но так как в Австралии находили мало драгоценных камней, то скоро их добычу прекратили совсем.
Об австралийских алмазах вспомнили только через 100–120 лет. На западе Австралии есть поселок с известным названием Кимберли. Поселок получил свое название в честь африканского города Кимберли, промышленного центра алмазов.
В то время в Кимберли об алмазах даже и не думали. Но как ни странно, именно там были открыты самые крупные месторождения алмазов и алмазные россыпи.
Коренные россыпи алмазов были найдены в 70-х годах. В 80-х годах уже было открыто 3 и более трубок.
Многие месторождения алмазов оказались такими богатыми, что Австралия, как считают специалисты, вполне сможет войти в главное число стран, которые добывают алмазы.
Самое запоминающееся событие из «алмазных историй» произошло в третьей четверти XIX века – открытие алмазных месторождений в Южной Африке, которые до сегодняшних дней дают основную массу добываемого сырья.

Тайны алмазов

2011-01-18T00:33:00.000-08:00

Алмаз может иметь разные цвета, чистые разности бесцветны, водянисто-прозрачны. Часто имеют оттенки желтого, красного, коричневого и синего цветов.
Алмаз очень хрупок. Спайность по 111 средняя. Обычно люминесцирует желтым или голубовато-синим цветом.
Плотность алмаза – 3,5. По сравнению с другими минералами, этот камень обладает самой высокой твердостью, которая равна 10. Камень отличается сильным алмазным блеском.

Массу алмазов обычно измеряют в каратах. Один метрический карат равен 0,2 г. Алмазы, имеющие массу более 100 каратов, представляют исключительную редкость и ценность. Такие крупные алмазы, как правило, всегда имеют свои имена и названия.
Алмазы бывают ювелирные и технические. По мнению специалистов, образование этих камней связано с кристаллизацией остаточной магмы ультраосновного состава, которая богата летучими соединениями.
Ученые считают, что кристаллизация алмазов начинается задолго до извержения магмы, но чтобы это произошло, нужны некоторые специфические функции: довольно высокое давление, около 60–80 тысяч атмосфер, и очень низкая температура – около 1 000 °C.
Всевозможные минералы (пироп, диопсид, хлорит, оливин, ильменит) начинают образовываться в кимберлитах вместе с обломками различных пород. Алмазы и лонсдейлит образуются при помощи ударного метаморфизма пород при падении очень больших метеоритов.
На поверхности Земли есть места, где иногда возникают огромные давления, которые способствуют образованию алмазов – это места ударов больших метеоритов. Иногда алмазы можно встретить в ряде метеоритов. Алмаз был определен 10 сентября 1886 году в Новоурейском метеорите, который упал в Пензенской области.
По предположениям специалистов, алмаз был в метеорите до его падения. Другой случай показывает обратную теорию, что алмаз, в Аризонском метеоритном кратере явно образовался при сильном ударе метеорита.
В настоящее время ударные кратеры на Земле тщательно изучаются специалистами. Исследовательские результаты могут привести к новым и интересным открытиям.

Общая характеристика всех минералов

2011-01-17T00:37:00.000-08:00

Минералы разделяют по происхождению, химическому составу, кристаллографическим признакам. Наиболее распространена кристаллохимическая классификация минералов, то есть согласно типам химических соединений, с учетом их структурных типов. Классификация драгоценных и поделочных камней отличается прежде всего тем, что в основе разделения драгоценных камней лежит их стоимость.

Большинство драгоценных и поделочных камней принадлежит к царству минералов, поэтому в научной геммологии принято подразделять их по классам минералов.
1. Самородные элементы: алмаз.
2. Сульфиды: пирит; прустит; сфалерит; халькопирит.
3. Гамогениды: флюорит.
4. Оксиды и гидроксиды: авантюрин, агат, александрит, аметист, дымчатый кварц, анатаз, ганит, гематит, горный хрусталь; дымчатый кварц, ильменит, кассетерит; кварц, корунд, куприт; моховый агат (моховик); опал; периклаз; соколиный глаз; халцедон; хризоберилл, хризопраз, хромит, целлонит, циннит, цитрин; шпинель.
5. Нитраты, карбонаты: азурит, арагонит, баритокальцит; витерит, гейлюсеит; доломит; кальцит, магнезит, малахит.
6. Сульфат, хроматы, молибдаты, вольфраматы: ангидрит, барит, вульфенит, кропаит, целестин, шеимит.
7. Фосфаты, арсеноты, вакадаты: амблигонит, апатит, аугилит; бериллонит, бирюза, бразилинист; вардит, варисцит, вивланит, лазурит, пуриурит.
8. Бораты: гамбергит; комманит, курпановит, пейнит; розицит; синхалит, унексит.
9. Силикаты: авантюриновый полевой шпат, оксилит, актиномит, альбит, альнандит; амарнит, аквамарин, аидалдуит, апофиллист, бешинотоит, берилл, битовнит, везувлан, вилламит, гарниерит; гаюнит, гемиморфит (каламин); гессонит; гидденит; гиперстен; гранат; гроссумер, данбурит; изумруд, канкренит, кианит (дислазурит, лейцит, лунный камень, микроклин; катросит; нефрит; ортоплаз, перидот (хризолит), перистерит; петалит; пирок, полевой шпат, пренит, пеевдофит (хлорит), радолит, родонит, санидик, сепиолит (морская пенка), серпеитин, силлиманит, спозулик, отавролит, таизанит, титамит (сфен); томсонит, топаз, тремолит, тугпупит, турмалин, уваровит; фенанит, хайлит (говлит); хлоромеланит, хризоколла; циркон, цолдит, чарат, эвклаз, эканит; эмолит; экстатит, эпадот.
10. Горные породы и минеральные агрегаты: агальматолит; арагалитовый гороховый камень (шпрудельштейн); мраморный оникс, обсидан, одотолит, руинный (ландшафтный) мрамор; спеатит (жировик), яшма.
11. Органические вещества и материалы минерального происхождения: гагат, жемчуг, кораллы, слоновая кость, янтарь.
В нашей стране распространена следующая классификация драгоценных и поделочных камней, предложенная В.Я. Киевленко в 1973 году:
Первая группа – ювелирные (драгоценные) камни.
I порядок: алмаз, изумруд, синий сапфир, рубин.
II порядок: александрит, благородный тадиит, оранжевый, желтый, фиолетовый и зеленый сапфир, благородный черный опал.
III порядок: демантоид, благородная шпинель, благородный белый и огненный опал, аквамарин, топаз, розолит, лунный камень (адуляр); красный термалин.
IV порядок: синий, зеленый, розовый и полихоромный турмалин, благородный сподунит (кунцит, гидделит), циркон, желтый, зеленый, золотистый и розовый берилл; бирюза, хризолит, аметист, хризопраз), пирон, альмаидим, цитрин.
Вторая группа – ювелирно-поделочные камни.
I породы: раухтопаз, гематик-кровавик, янтарь, горный хрусталь;
II порядок: агат, цветной халцедон, кахонит, амазонит, родонит, гелиотроп, розовый кварц, иризирующий обсидием, обыкновенный опал; лабрадор; белопорит, непрозрачные шпаты.
Третья группа – поделочные камни.
Яшма, ганит, мраморный оникс, лиственит, абсидиан, гагат; джеспляит, селинит, флюорит, авеллютюриновый кварцит, агальматолит, цветной мрамор.
Практически все драгоценные камни, за редким исключением, принадлежат к миру минералов. Минералы могут возникать самыми различными способами. Одни образуются из огненно-жидких расплавов и газов в недрах земли или из вулканических лав, изверженных на ее поверхность (магматические минералы). Другие выпадают из водных растворов либо растут с помощью организмов на земной поверхности (осадочные минералы). Наконец, новые минералы образуются путем перекристаллизации уже существующих минералов под влиянием больших давлений и высоких температур в глубинных слоях земной коры (метаморфические минералы).
Химический состав минералов выражается формулой. Примеси при этом не учитываются, даже если они вызывают появление у минералов новых цветовых оттенков, вплоть до полного изменения цвета оригинала. Почти все минералы кристаллизуются в определенных формах, то есть представляют собой кристаллы – однородные по составу тела с регулярным расположением атомов, ионов или молекул в решетке. Кристаллы характеризуются строгими геометрическими формами и ограничены преимущественно гладкими плоскими гранями. Большинство кристаллов очень мелкие, но все же встречаются и гигантские экземпляры.
Внутренняя структура кристаллов определяет их физические свойства, в том числе внешнюю форму, твердость и способность раскалываться, тип излома, плотность и оптические явления.
В кристаллографии все кристаллы систематизированы и распределены по семи сингониям (системам): кубической, тетрагональной, гексагональной, тригональной, ромбической, моноглинной и трикличной. Различие между ними проводится по кристаллографическим осям и углам, под которыми эти оси пересекаются.
Месторождения драгоценных камней подразделяются на первичные (залегающие в месте своего образования) и вторичные (переотложение в другом месте). В первичных месторождениях драгоценные камни сохраняют изначальную связь с материнской породой. Их кристаллы сохраняют свою форму, отличаются хорошей сохранностью.
В процессе формирования вторичных месторождений драгоценные камни переносятся из места их образования в другое место, где вновь отлагаются. Твердые кристаллы при этом скалываются, менее прочные – дробятся на части или даже полностью истираются. По способу переноски различаются речные (аллювиальные), морские и эоловые (ветровые) отложения, намытые водой скопления драгоценных камней носят названия россыпей.
Месторождения драгоценных камней распределены на земном шаре неравномерно. Некоторые регионы, такие, как Южная Африка, Южная и Юго-Восточная Азия, Бразилия, Австралия, горные пояса США, особенно богаты ими. В нашей стране наиболее богатые месторождения находятся на Урале, Якутии и в Забайкалье.
Алмаз – концентрируется как в первичных, так и во вторичных месторождениях. До 1871 года алмазы добывались только из россыпей. Благодаря случаю, произошедшему в Южной Африке, были открыты так называемые первичные месторождения алмазов – кимберлитовые трубки. Алмазы образуются на больших глубинах при температурах 1 100-1 300 °C и очень высоком давлении, а внедрение кимберлита по трубкам взрыва выводит их на поверхность. Все алмазоносные трубки имеют характерное строение по вертикали: сверху располагается так называемая желтая земля – желтовая глинистая порода с алмазами, которая представляет собой продукт выветривания подстилающей ее синей земли – кимберлита. По своему составу кимберлит – это богатая оливионом порода, разновидность перидотита; она относится к вулканическим породам и имеет облик бренчин.
Наряду с кимберлитовыми трубками имеются обширные алмазоносные аллювиальные россыпи, которые располагаются в Южной Африке. Они образовались в результате того, что вся эта местность в ходе геологического времени подвергалась расплаву. В результате этого алмазы оказались на поверхности и были принесены водой в другие местности, где образовались алмазные россыпи.
Рубины (группа корунда) – образуются преимущественно при контактовом метаморфизе доломитовых известняков под воздействием гранитов. Вмещающими породами служат и доломитовые мраморы. Добываются рубины в основном из аллювиальных россыпей.
Сапфиры (группа корунда). Вмещающими породами являются мраморы и базальты. Образуются сапфиры и в негматитах, но добываются главным образом из аллювиальных россыпей или кор выветривания, реже – из коренных пород.
Изумруды (группа берилла) – образуются при взаимодействии кислой магмы с вмещающими ультраосновными породами, поэтому их месторождения бывают представлены зонами грейзенизации ультраосновных пород, иногда они встречаются в пегматитах или вблизи их. Но лучшие по качеству изумруды приурочены к гидротермическим зонам, залегающим в циенисто-карбонатных сланцах.
Аквамарины (группа берилла) – добываются из пегматитов, часто залегающих в крупнозернистых гранитах.
Благородный берилл – кристаллизуется в пустотах гранитных пород, грейзинах и в кварцевых жилах. Их так же добывают из пор выветривания на пегматитах и аллювиальных россыпей.
Турмалины – образуются в пениатитах, но иногда добываются и из аллювиальных россыпей.
Горный хрусталь (группа кварца) – образуется в пегматитах, альпийских и гидротермальных жилах, так называемых хрустальных погребах.
Аметист (группа кварца). Кристаллы аметиста растут, как правило, на серой, непрозрачной кварцевой подложке. Добываются также из россыпей.
Хризопраз – по месторождениям приурочен к корам выветривания никелесодержащих ультраосновных пород, где он заполняет трещины и образует желваки. Очень редкий камень.
Моховый агат – в природе встречается в виде пропиток, выполняющих трещины преимущественно в вулканических породах. Так же встречается в виде гальки в россыпях.
Агаты – это микрокристаллические агрегаты минералов халцедона, кварца, кварцина, реже низкотемпературного кристолита с отчетливо выраженной концентрической зональной или плоскопараллельной полосчатостью. Агаты также заполняют миндалевидные пустоты в лавовых породах. Иногда встречаются более мелкие агаты в известняковых пустотах. Полосчатый рисунок возникает благодаря ритмичной кристаллизации.
Опалы – встречаются в виде прослоек в песчаных породах. Опал слагается из мельчайших шариков, погруженных в гелеобразную массу кремнезема, что позволяет опалу играть светом и отражать свет под разными углами.
Бирюза – встречается в виде плотных масс, заполняющих породные трещины, а также в виде гроздевидных и почковидных выделений, налетов и желваков.
Лазурит – под этим названием в последнее время понимается не минерал в чистом виде, а порода с включениями других минералов (кальцитдиоксид, слюда, пирит).
Малахит – агрегаты его состоят из мельчайших кристалликов. Добывается из плотных горных пород.
Анделузит – минерал, состоящий из кристаллов, образуется в метаморфических породах (сланцах, гнейсах), накапливается в речных россыпях.
Эвклаз – минерал образуется в пенматитах, альпийский жилах, грейзенах.
Обсидиан – распространен повсеместно в зонах молодого вулканизма.
Мондавит – происхождение – остатки пород, расплавленные при ударе метеорита. Особенности состава и распространение тектитов позволяет предполагать их образование из роев космического вещества, возможно, ядер комет.
Оникс – образуется путем прослойного отложения из углекисло-кальциевых пород. Встречается в областях молодого вулканизма, богатых термальными углекислыми источниками, часто в комплексе с известняковыми туфами – травертимами, либо в карстовых пещерах в виде сталактитов, сталагмитов, тонких покровов.
Мрамор – мелкозернистый известняк с раздробленными, смещенными, а затем снова упорядоченными слоями.
Коралл – относится к драгоценным камням органического происхождения. Они образуются в тропических морях в виде рифов, атоллов и отмелей с причудливо ветвящимися колониями. Только известковые каркасы кораллов используются как ювелирный материал.
Гагат – органический продукт – битумизольный уголь.

Какой же заменитель алмаза лучше ?

2011-01-17T00:28:00.001-08:00

Ни один драгоценный камень не может конкурировать с алмазом по твердости, но существует много синтетических кристаллов, близких или даже превосходящих его по оптическим свойствам. Рутил и титанат бария имеют высокий показатель преломления, причем у первого он даже выше, чем у алмаза, но блеск рутила сводится на нет его желтой окраской. Оба этих
камня обладают очень высокой дисперсией, у рутила она слишком высока, что делает его очень сверкающим. Титанат стронция имеет более низкий показатель преломления, а его дисперсия, которая все же достаточно высока, чтобы камни имели привлекательный вид, существенно ниже, чем у рутила. Дополнительным преимуществом титаната стронция перед рутилом и титанатом бария является то, что он оптически изотропен, и это усиливает эффект ограненного камня, если смотреть сквозь него. Титанат стронция был бы серьезным конкурентом алмазу, но для этого у него слишком низкий показатель преломления, не говоря о твердости. Действительно, он слишком мягкий для того, чтобы его постоянно носить в кольцах или даже в других украшениях, где истирание меньше.
Сапфир и шпинель слишком тусклые. ИАГ с его умеренно высокой дисперсией и средним показателем преломления еще недавно, в 70-х годах, пользовался успехом, компенсируя твердостью довольно скромные по сравнению с алмазом игру и блеск. ГГГ обладает лучшими оптическими свойствами и может с успехом использоваться в качестве драгоценного камня, но он значительно дороже ИАГ, поэтому едва ли сумеет завоевать благоприятную конъюнктуру на рынке, потеснив позиции ИАГ или алмаза. Кажется, что наибольшую роль в торговле заменителями алмаза в качестве драгоценных камней играет кубическая окись циркония. Из числа давно употребляющихся синтетических камней позиции титаната стронция в торговле камнями наиболее стабильны, и он будет еще более популярным, если успешно решить проблему его твердости. Это возможно при использовании твердого покрытия, которое должно прочно соединяться с титанатом и не влиять на его блеск. Уже есть по крайней мере один патент , описывающий способ покрытия мягких драгоценных камней слоем корунда. Напыление осуществляется при 500° С из газовой фазы, богатой алюминием и кислородом, с последующим отжигом при 900—1000° С. Если такой процесс будет реализован в полной мере, это приведет к установлению умеренных цен на широко известные прозрачные драгоценные камни. Однако представляется маловероятным, что твердое кристаллическое покрытие будет прочно удерживаться на всех гранях без трещин и видимых дефектов. Практически высококачественное покрытие возможно только тогда, когда существует хорошее соответствие между атомами покрытия и обрабатываемого кристалла. Отсутствие камней с покрытием на ювелирном рынке является доказательством того, что успех в этом деле, по крайней мере для титаната стронция, еще ие достигнут. Тем не менее в настоящее время дублет с базой из титаната стронция и головкой из корунда (сапфира)—одни из наиболее привлекательных искусственных заменителей алмаза, единственный недостаток которого заключается в неопределенности влияния длительного воздействия света на склеивающее вещество.
Таким образом, в настоящее время дублером алмаза, несомненно, может являться лишь кубическая окись циркония, которая хорошо заменяет его во всех отношениях, кроме твердости. Интересно отметить, что хотя ко времени написания книги кубическая окнсь циркония как драгоценный камень была известна уже больше года, она оставалась не известной широкой публике. Можно ожидать начала шумной рекламной кампании, но это еще впереди. Я даже слышал о предположениях, что отсутствие рекламы может быть использовано в неблаговидных целях: кубическая окись циркония настолько хороший заменитель алмаза, что ничего не подозревающий покупатель может приобрести ее как алмаз, а профессиональные ювелиры не смогут объяснить ему различия! Однако такое объяснение неправдоподобно, поскольку подразумевает уголовно наказуемый обман специалистами и торговцами, да к тому же есть несколько способов, позволяющих отличить окись циркония от алмаза. Вообще у кубической окиси циркония только один большой недостаток — высокая точка плавления, делающая трудным выращивание кристаллов.
Поскольку крупные алмазы хорошего качества встречаются все реже, его заменители должны стать более популярными, чем в прошедшие времена.

Свойства безцветных драгоценных камней (сапфир , алмаз)

2011-01-14T01:40:00.000-08:00

До появления синтетических камней наиболее известными заменителями алмаза были циркон и бесцветный сапфир. К достоинствам сапфира следует отнести близкую к алмазу твердость, но его блеск и игра цветов существенно хуже, так что даже невооруженным глазом легко увидеть, что эти камни действительно несопоставимы. Игра цветов циркона близка к алмазу, но его блеск значительно хуже и лишь ненамного выше, чем у сапфира.

Блеск минерала в основном зависит от показателя преломления, который определяется степенью замедления световой волны при вхождении в твердую среду. Чем выше показатель преломления, тем ниже скорость света в кристалле по сравнению со скоростью в воздухе. Показатель преломления также измеряется по отклонению луча света при вхождении в кристалл. Из этого следует, что чем выше показатель преломления кристалла, тем сильнее его блеск. Чем сильнее луч света изменит свое направление, проникая в кристалл, тем меньший угол он образует с противоположной поверхностью, и соответственно возрастает вероятность того, что луч отразится от тыльной грани, а не пройдет сквозь кристалл. Количество света, отраженное камнем, зависит также от угла падения луча и вида огранки камня, но именно разница показателей преломления алмаза (2,42) и сапфира (1,77) делает эти минералы столь отличающимися друг от друга; алмаз — сверкающий камень, тогда как бесцветный сапфир относительно тусклый.
Многие минералы обладают двупреломлением, которое возникает в результате взаимодействия световых волн с закономерно расположенными атомами в кристаллах, не обладающих кубической симметрией. В двупреломляющих кристаллах луч света разделяется на два луча, которые распространяются с разной скоростью и, следовательно, преломляются под разными углами. Такие кристаллы имеют два показателя преломления, соответствующие этим двум лучам, которые называются обыкновенным и необыкновенным и характеризуются колебаниями во взаимно перпендикулярных направлениях. Разницу между показателями преломления и называют двупреломлением, она может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, больше или меньше показатель преломления необыкновенного луча, чем обыкновенного.

Облученные алмазы

2011-01-13T01:06:00.000-08:00

Глава об алмазе была бы неполной без информации об использовании ядерного облучения для получения окрашенных кристаллов. Развитие такого метода обработки вызвано чрезвычайной редкостью цветных алмазов, а между тем окрашенный алмаз хорошего качества более чем на 25% дороже своей бесцветной разновидности. Недавно в международной прессе сообщалось о полемике в Швейцарии по поводу оценки одного камня (60 000 или 600 000 фунтов
стерлингов), которая ставилась в зависимость от того, подвергался алмаз облучению илн нет.
Английский ученый сэр Уильям Крукс обнаружил, что радиоактивное излучение радия превращает бесцветный алмаз в зеленую разновидность. Позднее было установлено, что это изменение окраски происходит в результате бомбардировки кристалла а-частицами, но захватывает только внешний слой алмаза из-за слабой проникающей способности а-частиц в твердое тело. Не очень привлекательная зеленая окраска может быть уничтожена повторной полировкой камня до удаления окрашенного слоя или нагреванием алмаза при температуре 450°С.
Метод обработки алмаза облучением пребывал в забвении до развития в конце 40-х годов ядерной физики. Тогда для ускорения дейтронов (ядер тяжелого водорода — дейтерия, которые состоят из протона, связанного с нейтроном) стали использовать циклотрон. Дейтронами бомбардировали кристаллы алмаза. Алмаз оставался сильно радиоактивным в течение нескольких часов, но и в этом случае окрашивался только внешний слой. Было установлено, что бомбардировка электронами с высокой энергией приводит к окрашиванию алмаза в бледно-голубой или зеленый цвет, но опять-таки окрашивался лишь тонкий слой. А вот нейтроны, обладающие более высокой проникающей способностью, могут изменить окраску всего камня. После облучения ими алмазы становятся зелеными, однако нагревание в инертном газе при 900°С меняет их цвет сначала на коричневый, а затем на золотисто-желтый. Облученные алмазы золотисто-желтого цвета намного привлекательней, чем зеленые или коричневые, они очень популярны в Соединенных Штатах.
В некоторых случаях реакция алмазов на облучение более разнообразна, и можно получить кристаллы синего, красного и пурпурного цветов. Это различие в окраске обусловлено примесями, присутствующими в алмазах. Большинство алмазов, так называемые алмазы типа I, содержат в качестве примеси азот, который внедряется в кристалл предположительно в промежуточную стадию между образованием алмаза в недрах Земли и временем, когда он попадает в приповерхностные ее участки. В большинстве алмазов азот распределен в виде тончайших пластин, но в одном из тысячи он распределен равномерно во всем объеме кристалла. Последний тип кристаллов назван 16, тогда как наиболее распространенные отнесены к типу 1а.
Менее распространенный тип II объединяет чистые алмазы, почти не содержащие азота. К нему относятся наиболее крупные камни, такие, как «Куллинан». Наиболее часто встречающиеся алмазы этого типа классифицируются как тип Па, а очень редкие, содержащие небольшие концентрации примесного алюминия, как тип Иб. (Гексагональные «алмазы» относят к типу III.) Среди алмазов типов 16 и Иб встречаются кристаллы красного и фиолетового цветов, вследствие чего онн дороже алмазов обычного типа.
В табл. приведены сведения о цвете поступающих в продажу облученных алмазов. Вообще имеет смысл облучать только крупные кристаллы, поскольку повышение цены мелких алмазов не оправдывает затрат на их обработку.

Тип Метод обработки	1а	16	Па	Пб
Нейтронное облучение	Зеленый	Зеленый	Зеленый	Зеленый
Нейтронное	Янтарно-		Коричневый	Пурпурно-
облучение+нагревание	желтый			красный
Облучение электронами	Зеленый	Синнй илн	Снний или зе-
-		зеленова-	леновато-
		то-синий	снний
Облучение	Янтарно-	Пурпурно-	Коричневый
электронами+нагревание	желтый	красный

Рост в метастабильных условиях 2

2011-01-12T00:48:00.001-08:00

Метод Эверсола в США развивался в основном Дж. Аигусом и его сотрудниками в университете штата Огайо . Используемые ими условия роста: температура 1000°С, давление метана (в смеси с водородом) 0,2 мм рт. ст.—близки к условиям экспериментов, проводимых группой Дерягина. Прирост веса составляет обычно 6% за 20 ч, что соответствует лииейиой скорости роста только 0,001 мкм/сут. Более высокие скорости наблюдаются в начальный
период процесса, что, вероятно, связано с напряжениями, обусловленными небольшими различиями расстояний между атомами углерода в пленке и кристалле-подложке. Возможно, что очень высокие скорости роста, о которых сообщалось советскими учеными, также характерны только для начальной стадии процесса.
В ранних экспериментах алмазы, полученные с помощью такого метода, имели светло-серую окраску. Интересное с геммологической точки зрения сообщение содержится в иедавио вышедшей статье , в которой указывается, что алмазы в течение нескольких циклов наращивания—очищения изменяют почти белую окраску иа светло-голубую. В настоящее время еще ие удается получить крупные кристаллы алмаза наращиванием иа затравки в газовой фазе, так же как нет доказательств того, что «алмазные слои» могут равномерно нарастать иа относительно большие камни. Тем ие менее вполне возможно, что усовершенствование метода позволит покрывать ограненные алмазы слоем высококачественного материала, может быть даже с определенными присадками, например с бором, чтобы получить новые цветовые эффекты.
Другая методика, позволяющая использовать элементарный углерод вместо его соединений, основана иа сообщении ускорения ионам Углерода до высоких энергий в электрическом поле . Первоначально при электрическом разряде в условиях низкого давления газа получают положительные ионы углерода, которые разгоняют и направляют магнитным полем через узкую щель в камеру с очень низким давлением. Сюда ионы углерода поступают с очень высокой скоростью (эквивалентной температуре в десятки тысяч градусов) и Ударяются либо в затравочные алмазные кристаллы, либо в металлические иголки, используемые в качестве регистраторов. До сих пор ие подтверждено, что поверхностные слои образуются алмазом. Возможно, осажденный материал—аморфный. Следует заметить, что описанный выше метод имеет ряд альтернативных решений, часть нз которых запатентована. Их краткое описание можно найти среди геммологических патентов и в обзорах .

Рост в метастабильных условиях

2011-01-11T00:30:00.001-08:00

В последние годы пристальное внимание привлекли предложения по получению алмазов в условиях, при которых стабилен графит, а алмаз метастабилен (метастабильность алмаза означает, что он может в данных условиях оставаться неизменным неограниченное время без обратного перехода в графит). Для превращения графита в алмаз необходимо, чтобы атомы
углерода были возбуждены до состояния, характеризующегося высокой энергией. Обычно это достигается приложением высоких давлений и температур. Альтернативная идея основана на том, что если удастся получить атомы углерода с высоким энергетическим уровнем, то при переходе в твердое состояние вероятнее образование метастабильиого алмаза, чем стабильного графита. Этому способствует применение затравочных кристаллов алмаза, которые помогают атомам углерода располагаться в порядке, соответствующем алмазной, а не графитовой структуре.
Вероятно, наиболее перспективный метод связан с разложением углеродсодержащих газов при достаточно низких давлениях. Обволакивая мелкие кристаллы алмаза, газ разлагается, и атомы углерода осаждаются иа поверхность затравочных кристаллов. В начале 60-х годов этот метод независимо друг от друга разработали В. Эверсол из фирмы «Линде» в США и Б. Дерягии и Б. Спицыи из Института физической химии в Москве . Вначале Дерягин и его коллеги использовали тетраиодит углерода (С14), а Эверсол пользовался метаном (СН4), который до сих пор остается наиболее широко применяемым в этом методе газом.
Потребовалось достаточно много времени, прежде чем научная общественность поверила в возможность получения алмаза этим методом, однако сейчас обоснованность этого процесса более чем достаточна.
Для опытов Эверсола характерны следующие условия: температура в интервале 600—1600°С, общее давление газа — одна атмосфера, концентрация метана в газовой смеси от 0,015 до 7%. Затравки имели размер всего лишь 0,1 мкм (десятитысячная доля миллиметра) в диаметре, что обеспечивало большую поверхность для осаждения алмазов. К сожалению, помимо алмаза в газовой фазе образовывались также скопления графита, которые осаждались вместе с алмазом на поверхности затравочных кристаллов. Если время от времени не останавливать процесс для удаления графита, его концентрация настолько возрастает, что препятствует осаждению алмаза. Для этого в методе Эверсола предусматривалось периодическое извлечение алмазов, которые затем помещались в сосуд высокого давления (от 50 до 200 атм) с водородом и прокаливались при температуре 1000°С Водород вступает в реакцию с графитом намного быстрее, чем с алмазом, поэтому такая процедура очищает поверхность затравочных кристаллов для последующего роста.
Группа Дерягииа пришла к выводу, что новообразования графита выгоднее окислять кислородом воздуха при атмосферном давлении. Преимущество этого способа в том, что процесс синтеза и удаление графита осуществляются в одном и том же реакторе, который в окислительную стадию процесса заполняется воздухом. Типичные условия, используемые в настоящее время для выращивания алмаза, характеризуются температурой 1020°С и давлением метана 0,07 мм рт-ст. Наибольшие скорости роста составляют примерно 0,1 мкм в час, что обеспечивает образование во всем объеме реактора около одного карата алмаза в час. Вибрация затравок способствует увеличению поверхности соприкосновения кристаллов с метаном и ведет к улучшению свойств наращиваемого слоя. Еще большие скорости достигаются при облучении поверхности алмазов светом газоиаполиеииой ксеиоио-вой лампы высокого напряжения. Лампа работает в пульсирующем режиме, способствуя быстрому росту алмаза и в значительной степени предотвращая зарождения кристаллитов графита. Сообщалось, что в таких условиях скорости роста достигают нескольких микрометров в час. Иногда при использовании этого метода начинают расти алмазные «усы»—тонкие нити, выступающие из разных мест поверхности затравочного кристалла. Причины такой странной формы роста пока ие ясны.

Прямое превращение графита в алмаз

2011-01-10T01:06:00.000-08:00

Для прямого перехода графита в алмаз необходимы еще более экстремальные условия по сравнению с методикой, использующей металл-растворитель. Это связано с большой устойчивостью графита,
обусловленной очень прочными связями его атомов. Результаты первых эекспериментов по
прямому превращению графит—алмаз, выполненных П. Де-Карли и Дж. Джеймисоном из «Аллайд кемикл Корпорэйшн» , были опубликованы в 1961 г. Для создания давления использовалось взрывчатое вещество большой мощности, с помощью которого в течение примерно миллионной доли секунды (одной ' микросекунды) поддерживалась температура около 1200° С и давление порядка 300000 атм. В этих условиях в образце графита после опыта обнаруживалось некоторое количество алмаза, правда в виде очень мелких частичек. Полученные кристаллиты по размерам (100 А=10 им, или одна стотысячная доля миллиметра) сопоставимы с «карбонадо», встречающимся в метеоритах, образование которых объясняется воздействием мощной ударной волны, возникающей при ударе метеорита о земную поверхность.
В 1963 г. Фрэнсису Банд и из «Дженерал электрик» удалось осуществить прямое превращение графита в алмаз при статическом давлении, превышающем 130 000 атм . Такие давления были получены на модифицированной установке «белт» с большей внешней поверхностью поршней и меньшим рабочим объемом. Для создания таких давлений потребовалось увеличение прочности силовых деталей Установки. Эксперименты включали искровой нагрев бруска графита До температур выше 2000° С. Нагревание осуществлялось импульсами электрического тока, а температура, необходимая для образования алмаза, сохранялась в течение нескольких миллисекунд (тысячных Долей секунды), т. е. существенно дольше, чем в экспериментах Де-Карли и Джеймисона. Размеры новообразованных частиц были в 2—5 раз больше по сравнению с получающимися при ударном сжатии. Обе серии экспериментов дали необходимые параметры для построения фазовой диаграммы углерода, графически показывающей области температур и давлений, при которых стабильны алмаз, графит и расплав.
Интересные эксперименты были проведены Банд и и Дж. Каспером , которые использовали монокристаллы графита вместо поликрн-сталлического материала. Кристаллы алмаза в их первых опытах имели обычную кубическую кристаллическую структуру. Еще Де-Карли и Джеймисон обратили внимание на то, что превращение в алмаз происходит легче, когда частички графита в образцах имеют удлинение вдоль так называемой оси с, т. е. перпендикулярно гексагональным слоям. Когда Банди и Каспер поместили монокристаллы таким образом, что давление прикладывалось вдоль оси с, и измерили электросопротивление кристаллов под давлением, то оказалось, что сопротивление увеличивается, когда достигается давление в 140 ООО атм. Это связывали с переходом графита в алмаз, хотя при снятии давления происходило обратное превращение в графит. Однако, когда эта процедура сопровождалась нагревом образца до 900 °С и выше, образовывались кристаллиты новой фазы высокого давления, имеющие гексагональную структуру, а не обычную—кубическую. Гексагональный углерод также изредка находили в природных образцах, особенно в метеоритах. Он получил название лонсдейлит в честь Кэтлин Лонсдейл из Лондонского университета за ее большие заслуги в области кристаллографии, в частности в изучении алмаза.
В 1968 г. Г. Р. Коуэну, Б. В. Даннингтону и А. X. Хольцману нз компании «Дюпон де Немюр» был выдан патент на новый процесс, заключающийся в ударном сжатии металлических блоков, например железных отливок, содержащих небольшие включения графита , при давлениях, превышающих 1 млн. атм. Металл, у которого сжимаемость меньше, чем у графита, выполняет функции холодильника, очевь быстро охлаждающего включения. Это предотвращает обратный переход алмаза, образовавшегося под действием ударной волны, в графит после прохождения этой волны — тенденции, характерной для экспериментов с монокристаллами при холодном сжатии. Конечный продукт, получаемый при использовании этой технологии, частично представлен гексагональным углеродом, что также подтверждает тенденцию к образованию лонсдейлита в условиях очень высоких давлений и относительно низких температур. Изготовленный таким способом материал используется в качестве шлифовального порошка.
Время от времени сообщается об исследованиях, направленных на модификацию того или иного из этих методов. Так, Л. Труеб применил принцип Де-Карли—Джеймисона для создания давления в 250 000—450 000 атм в течение 10—30 мкс, сопровождаемого разогревом после удара до 1100°С. Использовался графит в виде частичек диаметром 0,5—5 мкм, и получаемые алмазы имели те же размеры. Однако установлено, что эти частички образованы очень мелкими (от 10—40 до 100—1600 А) кубическими алмазами. В настоящее время нет сведений о том, что продукция «Аллайд кемикл корпорэйшн» поступает в коммерческую торговлю. Способ, разработанный этой компанией, чтобы он мог успешно конкурировать с методом, использующим растворитель, и методом компании «Дюпон де Немюр», нуждается в дальнейшем совершенствовании. Потенциальное преимущество методов ударного сжатия в том, что взрыв—дешевый путь создания высоких давлений.

Ювелирные алмазы

2011-01-09T00:59:00.000-08:00

Не следует думать, что производство синтетических алмазов в столь огромных объемах упрощает задачу получения алмазов таких Размеров и такого качества, которые позволяют отнести их к Драгоценным камням. Главное препятствие попыткам получить крупные кристаллы — маленький объем, в котором можно поддерживать экстремальные условия давления и температуры. К тому же для выращивания больших кристаллов требуется
длительное время. Способы получения ювелирных алмазов не патентовались до 1967 г., когда Роберт Уэнторф, наконец, добился успеха в выращивании алмаза на затравке . Оказалось, что затравочный кристалл необлодим для предотвращения кристаллизации графита даже тогда, когда условия опыта соответствуют области кристаллизации алмаза. Наиболее труд-чая проблема при выращивании крупных кристаллов алмаза высокого качества заключается в необходимости поддержания таких условий в области его стабильности, при которых скорость кристаллизации будет невелика. В используемой Уэиторфом методике затравочный кристалл помещался в холодную часть раствора при температуре около 1420° С, а мелкие кристаллы располагали в нижней части при температуре 1450 "С. Интервал давлений составлял от 55 000 до 60 000 атм. Однако лучше, если затравочный кристалл помещают в нижней части, потому что некоторые образующиеся вне затравки мелкие кристаллы всплывают в горячую зону и там растворяются, а не растут вокруг затравки.
В некоторых опытах Уэнторфа питающий алмазный материал перекристаллизовывался в графит, и такие эксперименты рассматривались как дорогостоящая авария! Однако исследователи столкнулись и с более серьезной проблемой: максимальная скорость, с которой кристаллы могут стабильно расти, должна уменьшаться по мере того, как кристалл становится крупнее. Установлено, что для кристалла диаметром 1 мм наиболее высокая скорость стабильного роста составляет 0,2 мм в час. Когда же размер кристалла достигает 5 мм, стабильный рост может происходить только со скоростью 0,04 мм в час, поэтому для выращивания кристалла такого размера требуется несколько дней. Эта проблема станет еще более серьезной, если пытаться выращивать алмазы большего размера. В настоящее время самый крупный синтетический алмаз имеет 6 мм в диаметре и весит 1 карат (0,2 г). Поскольку для выращивания крупных кристаллов более благоприятны низкие скорости роста, а поддержание высоких температур и давлений в течение длительного времени требует значительных затрат, крупные синтетические алмазы существенно дороже природных кристаллов сопоставимых размеров. Эта разница в цене может быть ликвидирована только с развитием нового оборудования, позволяющего получать высокие давления и температуры более экономичным способом, чем при современной технологии. Тем не менее крупные кристаллы Уэнторфа представляют большое достижение как вдохновляющий пример выращивания кристаллов в трудных условиях. Эти синтетические кристаллы—наиболее чистые алмазы в мире! Несколько из них огранены, отшлифованы и подарены Смитсо-новскому институту в Вашингтоне и бывшему научному директору «Дженерал электрик» Вильяму Д. Кулиджу (изобретателю рентгеновской трубки) к его 100-летнему юбилею.
Окрашивание алмазов осуществляется введением в кристаллы различных элементов-примесей. Азот придает зеленую окраску и, вероятно, обусловливает желтый цвет камней, если он присутствует в малых концентрациях. Введение бора придает алмазу синие цвета. Редко встречающиеся синие природные камни, в частности знаменитый алмаз «Хоуп», также обязаны своей окраской присутствию этого элемента. Изучение свойств окрашенных алмазов весьма полезно для понимания некоторых загадок алмазов и способов образования их в природе.

Синтез алмаза - первый успех

2011-01-08T00:49:00.000-08:00

Развитие исследований по созданию аппаратов высокого давления, необходимых для синтеза алмазов, связано с именем пионера исследований в области высоких давлений, лауреата Нобелевской премии, профессора Гарвардского университета П. У. Бриджмена. Бриджмен рассматривал синтез алмаза как вызов своей изобретательности и техническому мастерству и, как говорят, в экспериментах стремился каждый раз использовать новую технику, которая увеличивала бы максимальное давление. Бриджмен был не только выдающимся ученым и изобретателем, но и интересным писателем. Он писал о синтезе алмазов : «Попытки добиться успеха в этой
захватывающей проблеме обнажили весь спектр человечества: люди, от блестящих ученых до откровенных шарлатанов и жуликов, дарили ей свой ум и страсти». Бриджмен отмечал, что на протяжении 25 лет в среднем 2—3 человека в год заявляли о том, что владеют секретом синтеза алмаза, и предлагали войти в долю при распределении прибылей в обмен на финансирование строительства аппарата для практической реализации идеи. Он также писал, с характерным для него юмором, что «проблема так и просится в детективный роман, и я часто прихожу к убеждению, что тот, кто успешно решит ее, этим самым подвергнет свою жизнь опасности со стороны Алмазного синдиката».
Так же как и Парсонс, Бриджмен быстро понял, что одно только высокое давление не способно превратить графит в алмаз. Согласно теории, алмаз представляет собой стабильную кристаллическую форму углерода уже при давлениях примерно 20 ООО атм, однако в опытах Бриджмена, при давлениях в 425 ООО атм при комнатной температуре и 70 ООО атм при температуре красного каления, превращения графита алмаз не происходило. В то же время алмаз при нормальном атмосферном давлении ведет себя как вполне стабильная фаза. Моя жена, пока не поменяла бриллиант в кольце, которое я подарил ей при помолвке, на гранат большего размера, не хотела верить в то, что в один прекрасный день алмаз может превратиться в графит, пусть даже графит более стабильная фаза, чем алмаз, при повседневных температурах и давлениях. При низких давлениях алмаз метастабилен, так же как графит может оставаться метастабильной формой даже в условиях, при которых стабилен алмаз.
Превращение алмаза в графит может быть осуществлено при иагреве примерно до 1500 °С, и это позволило предположить, что для обратного превращения при высоких давлениях необходимы температуры того же порядка. В 1941 г. при финансовой поддержке компаний «Нортон» и «Дженерал электрик» Бриджмен приступил к осуществлению проекта по синтезу алмазов при высоких температурах. Предварительно прокаленный при 3000 °С графит помещали в специальный сосуд 1000-тонного пресса. Внутри цилиндра находился термит, используемый для реакции, создающей температуру до 3000 °С в течение нескольких секунд одновременно с давлением в 30 000 атм. Опыты продолжались четыре года, но алмазы так и не были получены. Аппаратуру перевезли на завод компании «Нортон», где ее использовали для продолжения экспериментов и других работ.
Наконец, проблему синтеза алмазов начинает изучать исследовательская лаборатория компании «Дженерал электрик», которая в 1955 г. представляет первый отчет об успехе группы в составе Френсиса Банди, Трейси Холла, Герберта Стронга и Роберта Уэнтор-фа. Хотя позднее группа исследователей из Швеции заявила, что она синтезировала алмазы еще в 1953 г., результаты ее работ не были опубликованы, поэтому сотрудникам «Дженерал электрик» заслуженно принадлежит мировой патент. Успешный синтез явился результатом четырехлетних исследований. Сообщение о синтезе алмазов увеличило стоимость акций «Дженерал электрик» за один день более чем на 300 млн. долларов, а акции горнорудной корпорации «Де Бирс» упали на несколько пунктов, хотя и восстановились на следующий день. В то время, когда появилось сообщение, искусственные алмазы были очень мелкие, и говорили, что если бы кто-нибудь чихнул в неподходящий момент, это привело бы к потере всего мирового запаса!
Человеком, которому посчастливилось первому осуществить синтез алмаза, был Трейси Холл. Его отчет об этом событии помещен в обзорных статьях в трех журналах. Холл пришел в лабораторию «Дженерал электрик» в 1948 г. и с 1951 г. стал членом небольшой исследовательской группы, занимающейся «Проектом сверхдавления», как были закодированы работы по синтезу алмаза. Хотя Холл был химиком, он понял, что главное препятствие на пути успешного Решения проблемы синтеза алмаза — отсутствие оборудования высокого давления, и разработал эскизный проект системы, впоследствии названной «халфбелт». Это был только первый шаг к успеху, но он наметил путь к новой, ставшей знаменитой конструкции «белт». Свой первый аппарат Холл создавал на основе неофициальной договоренности с друзьями из мех анической мастерской. Таким же образом были изготовлены самые важные детали аппарата из карбида вольфрама. Применение твердого сплава позволило создать давление в 120 000 атм при 1800 °С и выдерживать эти параметры несколько минут. Около года исследователя преследовали неудачи, ио 16 декабря 1954 г. пришел первый успех. Холл позднее писал: «Руки мои тряслись, учащенно билось сердце, я ощутил слабость в коленях и вынужден был сесть. Мои глаза поймали сверкнувший свет от дюжин мелких треугольных граней октаэдрических кристаллов... и я понял, что наконец-то алмазы сделаны человеком». Этот эксперимент был выполнен при давлении 70 000 атм и температуре 1600 °С с использованием графита и троилита (FeS). Алмазы прилипли к танталовому диску, который используется для подводки электрического тока при нагреве образца. Тантал, кроме того, восстанавливал FeS до металлического железа, так как присутствие одной серы не может вызвать превращения графита в алмаз.
Синтез алмаза был подтвержден 31 декабря 1954 г. Хью Вудбери, и 15 февраля 1955 г. об этом было сообщено в прессе. Это было именно то четкое подтверждение независимым исследователем, которого так недоставало в шведском (ASEA) эксперименте.
Аппарат для синтеза алмаза, предложенный Холлом, назывался «белт» (пояс), потому что центральная часть, где происходит синтез алмазов, поддерживалась кольцом из карбида вольфрама с бандажом из высокопрочной стали . Два конических поршня приводились в движение с помощью большого гидравлического пресса из упрочненной стали. Главная трудность при создании аппаратов высоких давлений и температур заключается в том, что стали и другие конструкционные материалы быстро теряют свою прочность при нагреве. Эту проблему можно решить путем нагрева только внутреннего рабочего объема и соответствующей термоизоляции для предотвращения чрезмерного нагрева поршней и пояса. Группа «Дженерал электрик» с успехом использовала встречающийся в природе минерал пирофиллит, материал мягкий, достаточно хорошо передающий давление и в то же время обладающий высокой температурой плавления. В полость, образованную поршнями и поясом, помещали ячейку из пирофиллита с вмонтированной электропечью в виде графитовой трубки, с помощью которой достигалась необходимая температура. Зазоры между поршнями и поясом уплотнялись металлическими и пирофиллитовыми прокладками, которые выполняли также роль тепло- и электроизоляторов.
В отличие от опытов Парсонса и Бриджмена в этих экспериментах использовался катализатор, в частности железо, что и предопределило успешное решение поставленной задачи. В настоящее время известно, что катализатор играет роль растворителя, в котором графит сначала растворяется, а затем кристаллизуется в виде алмаза. Без металлического растворителя скорость превращения графита в алмаз очень мала, даже если температура и давление соответствуют области стабильности алмаза. Согласно патенту «Дженерал электрик» , типичная шихта в реакционной камере представляет собой смесь 5 частей графита, 1 части железа, '/з части марганца и '/з части пятиокиси ванадия. Эту смесь запечатывали и нагревали до 1700 °С под давлением 95 000 атм в течение 2 мин, затем охлаждали до 1500 °С За 8 мин. С тех пор проведены многочисленные исследования по Подбору растворителей, особенно Уэнторфом . Сейчас в качестве Растворителя чаще всего используют смесь никеля и железа, позволяющую осуществить синтез алмаза при менее жестких условиях, например при 50 ООО атм и 1400° С. Также доказано, что графит как источник углерода может быть заменен другими органическими материалами: деревом, углем, дегтем, смолой и даже арахисовым
маслом !
Вначале стоимость алмазов «Дженерал электрик» была выше, чем природных, однако уже в 1957 г. искусственные алмазы в виде мелких зерен, используемых для изготовления шлифовальных кругов, стали конкурировать по цене с природными. 22 октября 1957 г. «Дженерал электрик» сообщила в печати, что к этому времени компанией произведено уже 100 000 карат синтетических алмазов (цена 4,25 доллара за карат) и что в 1958 г. предполагается произвести 3,5 млн. карат.
Детали синтеза алмазов, получаемых «Дженерал электрик», содержались в секрете в течение многих лет, однако сейчас процесс описан в серии статей [22, 23]. Холл был разочарован как наложенным правительством режимом секретности, так и расстройством планов и финансовых дел компании и в сентябре 1955 г. перешел в университет Янг Бригем, где занимает сейчас престижную должность ведущего профессора химии.
Параллельно с работами «Дженерал электрик» исследования по получению искусственных алмазов велись Всеобщей шведской электрической акционерной компанией, известной как ASEA. Они начались в 1942 г., однако подробности были опубликованы только в 1960 г. [24]. Вероятно, группа ASEA не опубликовала детали своего успешного синтеза алмазов в 1953 г. потому, что пыталась получить ювелирный материал и не придавала большого значения очень мелким техническим алмазам.
В технологии ASEA применялись давление от 80 000 до 90 000 атм н температура до 2760 °С. Для того чтобы концентрировать высокие давления в малом объеме, был создан аппарат, в котором шесть четырехгранных пирамид были смонтированы таким образом, что нх основания образовывали куб, а усеченные вершины оконтуривали внутреннюю сферическую камеру объемом около 400 см3. Для создания усилий на каждой пирамиде использовали три пары гидравлических поршней. Весь комплект поршней помещали в трубу диаметром 52 см и высотой 78 см, укрепленную стальными бандажами. Нагрев осуществляли сжиганием термита, смеси металлического магния и перекиси бария. В результате химической реакции в рабочем объеме достигались очень высокие температуры. Термоизоляция вокруг термита обеспечивалась слоем талькового камня толщиной 5 мм, помещенным в медную оправку. Реагенты, графит и карбид железа помещали внутри термита в контейнере из тантала. Высокая температура, производимая горением термита, поддерживалась только несколько минут, а затем падала за счет теплоотвода через относительно массивные поршни. Характерно, что для получения мелких алмазов, которые использовались в промышленности для изготовления алмазных пил, шлифовальных кругов и полировальных порошков, как по технологии ASEA, так и «Дженерал электрик» требовалось всего две-три минуты. Размеры алмазов, получаемых в обоих случаях, были существенно меньше 1 мм. Обычно в опытах ASEA образовывалось 20—50 кристаллов размером 0,1—0,5 мм. Позднее ASEA стала использовать электрический нагрев током до 1500 А, что позволило увеличить выход алмазов.
Аппарат высокого давления «белт» компания «Дженерал электрик» впоследствии заменила конструкцией тетраэдрического типа, разработанной Холлом примерно в то же время . Главное преимущество ее заключалось в применении относительно дешевых прессов. В первом варианте этой конструкции использовались четыре независимо работавших пресса, смонтированные в симметричной раме и сходящиеся в центральной части рабочего объема. Для другой, более простой модификации требуется только один гидравлический пресс, а усилия в трех других направлениях возникают за счет взаимодействия поршней с конической поверхностью прочной стальной поддержки. В последней модификации аппарата рабочая поверхность сделана сферической и применены вставки из карбида вольфрама, отличающегося большей твердостью и прочностью по сравнению со сталью, из которой изготавливаются поршни. В тетраэдрическое пространство, образуемое внутренними поверхностями этих вставок, монтируется специально изготовленная деталь из пирофиллита с электропечью, представляющей собой графитовую трубку. Электрический ток подводится через Два противоположных поршня или через специальные электровводы. В печь помещаются графит и металл-растворитель.
Сейчас алмазы производятся в нескольких странах, и более половины из используемых в промышленности — синтетические алмазы, конкурирующие по цене с добываемыми из недр Земли. Через месяц после сообщения «Дженерал электрик» в 1955 г. руководство южноафриканской горнодобывающей корпорации «Де Бирс» пришло к решению о необходимости производстна синтетических алмазов. Фабрика в Спрингсе близ Йоханнесбурга, ЮАР, принадлежащая «Де Бирс», начала давать продукцию в 1958 г. и сейчас имеет 75 единиц оборудования высокого давления. Дочернее предприятие было открыто в Шанноне, Ирландия, в 1963 г., а в 1967 г. «Де Бирс» и ASEA (которая не приступала к коммерческому выпуску алмазов до 1964 г.) заключили соглашение о совместном производстве. Технические алмазы выпускаются в Китае, Чехословакии, Нидерландах, Японии и в большом объеме в Советском Союзе.
Мировое потребление технических алмазов составляет более 100 млн. карат (20 т) в год, и для их производства требуется несколько сотен тонн графита.

Ранние попытки синтеза алмаза

2011-01-07T01:55:00.000-08:00

Синтез алмаза для современного химика столь же заманчивая задача, как получение философского камня для алхимика.
А. Не Шателье, 1908 г.

Несмотря на то что в XIX и начале XX столетия успех сопутствовал опытам по синтезу рубина, именно алмаз привлекал внимание многих экспериментаторов. Самые ранние попытки были чрезвычайно оптимистичными, поскольку состав алмаза уже был известен. Первые серьезные
эксперименты были проведены в России В. Н. Каразиным в 1823 г. в учебнике Дж. В. Меллора по неорганической химии , из Которого взята приведенная в эпиграфе цитата, упоминается 29 экспериментаторов, которые пытались получить алмаз в период между 1828 и 1924 гг. Ранняя из этих попыток французского ученого Каньяр де ла Тура в 1828 г. до сих пор не забыта, хотя впоследствии было Установлено, что его «алмазы» представляли собой не что иное, как глинозем или кремнезем. Однако большинство прежних эксперименте, например опыты Е. де Буаменю по электролизу расплавленного КаРбида кальция или Ж. Руссо по разложению ацетилена при 3000° С с помощью электрического тока, сейчас не упоминается даже авторами Обзоров по синтезу алмаза. С другой стороны, немногие эксперименты получили широкую известность только потому, что в течение многих лет считались успешными. Первыми в этой серии были опыты Дж. Б. Хэннея.
Джеймс Бэннантин Хэнней родился в 1855 г. в Хеленсборо, Шотландия. Занятия в школе не привлекали юного Хэннея, и с 14 лет он стал помогать отцу, владельцу «Гранд-театра» в Глазго. Интерес к химии проявился у Джеймса еще в детстве, когда он помогал делать фейерверки. Способствовала этому увлечению и необходимость окрашивать пламя для специальных эффектов в театре. Хэнней штудирует книги по химии, организует у себя дома лабораторию, а затем, четыре года спустя после ухода из школы, начинает работать на Шоуфилд-ском химическом заводе в Глазго. В 1873 г., когда ему исполнилось 18 лет, он публикует шесть статей по химическому анализу, а в 1876 г. становится менеджером на заводе. В 21 год Хэнней избирается членом Королевского общества Эдинбурга и, оставив промышленность, поступает в колледж. Там он попадает под сильное влияние сэра Вильяма Рамсея, который, хотя и был на два курса старше, стал его близким другом. Наиболее важные научные статьи Хэнней публикует начиная с 1877 г. В 1878 г. он назначается ассистентом лектора в колледже в Манчестере, однако из-за слабого здоровья уже через несколько недель оставляет эту должность и создает собственную лабораторию. Синтез алмаза становится главной задачей его исследований, и их результаты публикуются в статье в издании Королевского общества в 1880 г. . Основная идея опытов заключалась в том, что органические вещества, такие, как парафин, при нагревании со щелочными металлами, например с литием, разлагаются, при этом высвобождается углерод, так как водород парафина соединяется с литием. Хэнией предполагал, что при высоких давлениях углерод будет растворяться в газовой фазе и кристаллизоваться в виде алмаза. Эксперименты заключались в нагревании смеси, содержащей около 90% углеводорода, несколько миллиграммов или граммов лития и 10% костяного масла (смесь азотсодержащих соединений, получаемых при переработке костей, для которых Хэнней пытался найти полезное применение), в запечатанных трубках из железа. Трубка имела длину 20 дюймов, отверстие диаметром 0,5 дюйма, толщину стенок 1,5 дюйма. Открытый конец запечатывался сваркой, и, поскольку внутри находилась летучая жидкость, не было неожиданным, что для этого «требовалось большое искусство рабочих, и лишь один человек из сотни мог выполнять эту операцию с неизменным успехом». Трубка нагревалась Д" красного каления и выдерживалась при этой температуре в течение нескольких часов. Только в трех случаях из серии в 80 экспериментов все обошлось без взрывов и разгерметизации трубок. В упомянуто" статье Хэнней так комментирует напряженную обстановку экспериментов: «Непрерывные наблюдения за постоянством температуры в печи и ожидание взрыва требовали большого нервного напряжения-что сильно изматывало, и когда происходил взрыв, это приводило к тяжелому до тошноты, потрясению». В этой же статье иллюстрировалась степень опасности экспериментов: «Ряд бедствий ожидал меня-Восемь труб вышли из строя из-за разрывов и утечек, а один взрЫв при одновременном нагревании двух труб был столь сильным, разрушил часть печи, и при этом был ранен один из моих работников» В успешных экспериментах было получено несколько мелких кристаллов, которые, как следует из описания, были очень твердыми, содержали 98% углерода и имели плотность 3,5. Нет сомнения, что Хэнней верил в то, что он получил искусственный алмаз. Его эксперименты были описаны в «Таймсе» М. Стори-Мэскилином, хранителем минералов Британского музея. Тем не менее научная общественность скептически отнеслась к утверждениям Хэннея. Уязвленный непониманием, он обратился к чтению книг по философии н религии. Говорят, что постепенно развивавшиеся эксцентрические наклонности привели его в психиатрическую больницу, где он н скончался.
В 1939 г. профессор М. В. Траверс из университетского колледжа в Лондоне в статье о работах Хэннея отметил его талант экспериментатора и многие научные достижения. Интерес к работам Хэннея вновь возник в 1943 г., когда Ф. А. Баннистер и Кэтлин Лонсдейл увидели в минералогической коллекции Британского музея экспозицию, которая называлась «Алмазы Хэннея», и провели рентгеновский анализ образцов. Одиннадцать из двенадцати кристаллов оказались алмазами. Это открытие стимулировало появление серии статей в журнале «Нейче» таких авторов, как Траверс , Деш и лорд Рэлей . Рэлей вспоминал, что его отец, который в 1885—1896 гг. был одним из секретарей Королевского общества, часто говорил об экспериментах Хэннея и упоминал о том, что после 1880 г. он посылал в общество статьи о получении алмазов, которые были отклонены. Я запросил Королевское общество: не находятся ли до сих пор эти статьи в архиве, однако архивариус нашел только отклоненную статью по металлургии свинца, датированную 1893 г. Возможно, об этой статье и вспоминал отец лорда Рэлея.
Вероятность того, что Хэнней получил алмазы, чрезвычайно мала. Давления, которых можно было достичь в его трубках, не превышают 2000 атм, что по крайней мере в десять раз ниже, чем это необходимо для того, чтобы алмаз стал стабильной формой углерода. Все последующие попытки повторить эксперименты Хэннея, с применением улучшенной техники и новых методов диагностики алмазов, оказались безуспешными.
Кажется очевидным, что образцы, исследованные Баннистером н Лонсдейл, на самом деле являются природными алмазами, которыми заменены реальные продукты опытов. Недавно это было подтверждено исследованиями их люминесценции . Есть много свидетельств, подтверждающих, что сам Хэнней заблуждался, однако что на самом деле кроется за легендой об «Алмазах Хэннея», вероятно, так н останется тайной. Интригующий момент заключительной части истории Хэннея: алмазы, исследованные Баннистером и Лонсдейл, относятся к числу редких и чистых . Представляется маловероятным, что мошенник случайно выбрал такой редкий тип алмазов в качестве «фальшивки». Какова бы ни была истина, Хэннею принадлежат первые систематические опыты по использованию высоких давлений для синтеза алмаза, а его предчувствие, что алмазы, должны кристаллизоваться из растворов, вдохновляло не только его самого, но было блестяще подтверждено последующими экспериментами.
Несколько десятков лет спустя после экспериментов Хэннея французский профессор Анри Муассан внедрил совершенно другую методику, основанную на быстром охлаждении раствора углерода в расплавленном металле. Этот метод подсказали ему находки мелких алмазов в метеорите каньона Дьябло. Муассан — изобретатель элек-Г тродуговой печи , и именно ее он применил для плавления железа с древесным углем. Его эксперименты были описаны в книге «Le Four! Electrique» . Раскаленный добела при 3000° С тигель погружался в холодную воду — идея заключалась в том, что при затвердевании! внешней оболочки последняя сокращается и в расплаве, сохраняющемся во внутреннем ядре, должны создаваться громадные давления.После того как тигель остывал до комнатной температуры, железо растворяли в кислотах, а остаток обрабатывали плавиковой кислотой для удаления всех минералов, кроме алмаза. В эксперименте получалось несколько мелких кристаллов, некоторые из них обладали оптическими свойствами алмаза, а при сжигании их в кислороде образовывалась двуокись углерода. Замена железа висмутом, свинцом! или серебром приводила к аналогичным результатам. Достижения! Муассана не получили всеобщего признания, но были оценены Меллором , который скептически относился к экспериментам Хэннея. Сейчас известно, что, как и в опытах Хэннея, давление, которого можно достичь этим способом, намного ниже, чем необходимое для синтеза алмаза, хотя бы потому, что железо не выдерживает высоких давлений. Ошибочное направление исследований в большой! степени связано с неправильным представлением об эффекте быстрого I охлаждения расплавленного металла.
Методика определения алмазов, применявшаяся во времена Муассана, была чрезвычайно несовершенна, особенно в отношении таких мелких кристаллов, о которых идет речь. Чаще всего для определения! алмазов их помещали в кварцевую лодочку, нагревали в потоке кислорода и наблюдали за вспышками, возникающими в том случае, если кристалл горит. Вспышки, которые наблюдал Муассан, вероятно, связаны с горением мелких частичек сажи, угля или пылинок, которые присутствуют даже тогда, когда лодочка кажется чистой . Никаких продуктов опытов Муассана или даже фотографий, которые можно было бы изучить современными методами, не сохранилось. Сообщалось о подозрениях вдовы Муассана, предполагавшей, что ее муж стал жертвой мошенника в лице одного из своих ассистентов, который подкладывал обломки алмазов в получаемый материал для того, чтобы «угодить старому человеку и поскорее покончить со скучными экспериментами».
На рубеже XIX и XX столетий сэр Вильям Крукс взрывал бездымный порох в закрытых стальных трубах . По его расчетам давление в них достигало 8000 атм. Он рассчитал, что если нагреть углерод до соответствующих температур, он превратится в жидкость, которая при давлении более 2350 атм должна закристаллизоваться в виде алмаза. Крукс авторитетно поддерживал утверждения Муассана и демонстрировал его метод в Королевском институте в 1897 г.
Опыты Муассана и Хэннея были повторены многими исследователями. В 1917 г. немец Отто Руфф сообщил об успешном применении им метода Муассана, но позднее он изменил свое мнение на этот счет и заявил, что принимал за алмазы другие кристаллы.
Наиболее глубокий анализ ранних методов дал сэр Чарлз Парсонс, кораблестроитель и изобретатель паровой турбины. С 1887 г. синтез алмаза становится хобби Парсонса, и на это он истратил сотни тысяч фунтов стерлингов. Присущее Парсонсу инженерное искусство давало ему определенное преимущество, да к тому же на принадлежащей ему судостроительной верфи были прессы, способные развивать гидростатические давления до 10 000 атм. В обзоре своих работ , представленных в Королевское общество в виде Бейкеровской лекции, Парсонс сообщал, что даже давление в 15 ООО атм недостаточно высоко для кристаллизации алмаза. Несмотря на то что он благожелательно относился к работам Муассана, Парсонс утверждал, что метод Муассана не позволяет получать очень высокие давления и что примеси, такие, как кремний, алюминий и хром, сильно увеличивают Кристаллический остаток, в то время как очень чистое железо практически не дает остатка. «Алмазы», полученные Муассаном, по мнению Парсонса, скорее всего представляют собой шпинели. Более поздними исследованиями М. Сила и А. Бобровского, повторившими опыты Муассана, доказано, что материал остатка представлен кристаллами карбида кремния и глинозема или неидентифицированным аморфным материалом.
Парсонс испробовал все известные методы синтеза и ввел в практику новые, а именно стрельбу высокоскоростной винтовочной пулей в полость, содержащую испытуемое вещество. В первом варианте использовалось «ружье для охоты на уток» калибра 0,9 дюйма, которое стреляло стальным поршнем в цилиндр, содержащий ацетилен и кислород. Ружье заряжалось «двумя драхмами1 черного охотничьего пороха, причем это количество было определено предварительными испытаниями». Компрессия составляла 288 к 1, и Парсонс рассчитал, что при взрыве достигаются давление 15 000 атм и температура 15 250° С, хотя последняя оценка весьма оптимистична. Еще более высокие давления ожидалось получить при стрельбе из ружья калибра 0,303 дюйма в небольшое количество графитовой шихты. По расчетам Парсонса, выполненным на основании изучения деформаций блока, в который выстреливалась пуля, при этом мгновенно возникало давление, достигающее 300 000 атм. В этих экспериментах получалось лишь «несколько очень мелких кристаллов, похожих на алмаз». Парсонс полагал, что только лишь приложение высоких давлений не может привести к образованию алмазов хотя бы потому, что они составляют «от четверти до половины давлений, существующих в центре Земли». Он пришел к выводу, что для успешного синтеза алмаза требуется присутствие железа, несмотря на то что получил отрицательные результаты, когда повторял опыты Муассана при давлениях по крайней мере в три раза больших, чем те, которых мог достичь Муассан. синтезировать мелкие алмазы, позднее от отказался от этой мысли. В 1928 г. Парсонс и его ассистент Данкан передали все свои материалы Дешу, в статье которого в журнале «Нейче» , суммировавшей все результаты, сообщалось, что «кажется обоснованным заключение, что алмазы в лаборатории все еще не получены и что исследователи заблуждаются, принимая за алмазы различные прозрачные, однопре-ломляющие минералы, которые не растворяются под действием химических реагентов».
В 1930 г. проф. колледжа Мак-Ферсон в Канзасе Дж. В. Херши предложил студентам своего химического класса в качестве дипломной работы провести эксперименты Муассана и поставил задачу получить рекордный по величине «алмаз» размером 2x1,5x1 мм. Это можно рассматривать как пример воинствующего местнического патриотизма, ставящий своей целью показать, что синтез алмазов—уже пройденный этап .
Другой подход к проблеме синтеза алмаза основывается на идее о том, что расплавленный графит при охлаждении должен кристаллизоваться в виде алмаза. Как мы уже видели, эта идея впервые бь высказана Круксом . Логика рассуждений заключалась в том, поскольку графит плавится с большим трудом, то решение эт проблемы каким-то образом может содействовать успеху в столь же трудном вопросе, как получение алмаза. Опыты в этом направлении были выполнены. Джеймсом Бассе во Франции и Джоном Морхедом из «Юнион карбайд» в США.
В 1933 г. Ганс Карабачек получил германский патент на сложный процесс синтеза алмаза, включающий циклы нагревания и охлаждения окиси или двуокиси углерода под давлением. Он также собрал большую коллекцию минералов, которую впоследствии купил Гарвардский университет. Коллекция демонстрировалась в Гарвардском музее и включала витрину с названием «Синтетические алмазы Карабачека», по-видимому полученные с использованием его патента. Когда эти алмазы в конце концов были проанализированы, оказалось, что обнаруженные в них примеси точно такие же, как в алмазах, добываемых в Южной Африке .

Алмаз

2011-01-06T11:43:00.000-08:00

Наибольшей популярностью среди всех драгоценных камней уже многие столетия пользуется алмаз, особенно после того, как стала известна бриллиантовая огранка алмаза, при которой наиболее ярко проявляются его оптические свойства. Прекрасны игра цветов и блеск алмаза, но все-таки наиболее замечательное его свойство—твердость и стойкость. Относительная твердость минералов обычно определяется по шкале Мооса, в основу которой положена способность
минералов царапать друг друга. Шкала имеет градацию от 1 до 10 в соответствии с твердостью 10 минералов, которые приняты в качестве стандартов. В порядке возрастания твердости это: тальк (1), гипс (2), кальцит (3), флюорит (4), апатит (5), полевой шпат (6), кварц (7), топаз (8), корунд (9), алмаз (10). Например, если камень царапается кварцем, но сам царапает полевой шпат, то его твердость 6,5. Стекло обычно относится к числу твердых материалов, однако его твердость всего лишь 5, а твердость медной монеты вообще только 3. Стекло легко царапается кварцем, так что если читатель сумел сделать царапину на окне, то это вовсе не значит, что в его руке алмаз. Однако в шкале Мооса не находит отражения уникальная твердость алмаза. По другой шкале, шкале Кноопа, алмаз более чем в 5 раз тверже сапфира (твердость 9), а сапфир только на 30% тверже топаза (твердость 8). Можно сказать, что алмаз в той же мере тверже стали, в какой сталь тверже масла.
Трудно себе представить, что алмаз, обладающий столь высокой твердостью, является одной из форм углерода, другая форма которого— графит. Все-таки удивительно, что графит и алмаз имеют один и тот же химический состав, хотя алмаз наиболее твердый из всех природных материалов, а графит используется для изготовления Карандашей. Еще более поразительно сопоставление алмаза и аморфных (некристаллических) форм углерода: древесного угля, кокса й сажи. Громадная разница в свойствах графита и алмаза обусловлена Различным пространственным расположением атомов углерода в этих Двух минералах. В алмазе, имеющем кубическую кристаллическую Структуру, каждый атом углерода окружен четырьмя такими же атомами, образующими правильную четырехгранную пирамиду. Химические связи между симметрично расположенными атомами объясняют высокую твердость алмаза. Графит же имеет слоистую структуру, где наиболее прочные связи между атомами Углерода существуют внутри слоя, в котором атомы образуют Гексагональную сетку. Связь же между отдельными слоями очень слабая, поэтому соседние слои могут легко скользить относительно друг друга . Это свойство графита позволяет использовать его в качестве смазки.
Еще в XVII в. Роберт Бойль показал, что на алмаз воздействует пламя, а Г. Аверани и К. А. Тарджионо из Флорентийской академии в Италии в 1694 г. продемонстрировали с помощью зажигательного стекла, что алмаз горит, если его нагреть до достаточно высоких температур. В 1772 г. Антуан Лавуазье установил, что при сгорании углерода образуется его двуокись . Доказательство же того, что алмаз — одна из форм углерода, принадлежит английскому химику Смитсону Теннанту. Решающий эксперимент был выполнен в 1797 г когда Теннант сжег алмаз в закрытом золотом сосуде и установил, что вес образовавшейся двуокиси углерода точно такой, каким он и должен быть, если алмаз состоит из чистого углерода. При сжигании равных количеств (по весу) алмаза, графита или сажи образуется одинаковое количество двуокиси углерода.
После этого открытия ученые постепенно пришли к мысли, что алмаз такая форма углерода, которая образуется при высоких давлениях, т. е. для того, чтобы превратить дешевый графит в самый твердый и наиболее очаровательный продукт природы, необходим0 атомы углерода теснее прижать друг к другу. До сих пор продолжаются дискуссии о происхождении алмаза в природе. Сейчас все установлено, что высокие давления и температуры, необходимые для образования алмаза в естественных условиях, существуют лишь яа глубинах более 100 км ниже поверхности Земли. Некоторые ученые весьма неохотно допускают, что алмазы могут уцелеть в путешествий из таких больших глубин, и выдвигают теории об образовании их из сравнительно высоких горизонтах. Наиболее правдоподобное объясни' ние заключается в том, что алмазы образуются на больших глубинах в мантии Земли, возможно, в расплавленных перидотитах—породах
которые по сравнению со средним составом земной коры содержат Дольше окислов железа и магния и меньше окислов алюминия, кремния, натрия и калия. Условия для роста алмазов могут сохранять-ся длительное время до тех пор, пока нарастающее давление газообразной двуокиси углерода не выбрасывает алмазы на более высокие уровни. В большинстве случаев алмазы не сразу достигают поверхности, а остаются в области высоких температур, где имеет место их частичное растворение. Когда же, наконец, алмазы попадают на земную поверхность, они или остаются на месте, в породе, или под действием ветра и дождя извлекаются из нее и накапливаются в иллювиальных отложениях, иногда очень далеко от места выхода алмазсодержащей породы. Алмазы, которые обнаружены не в аллю-иии, встречаются в трубках, сложенных голубоватой породой, называемой кимберлитом. Ясно, что кимберлит не застывшая лава, так как при температуре лавы в отсутствие высоких давлений алмаз должен сгореть. Состав кимберлита, конечно же, не тот, что у первоначального алмазеодержащего расплава, так как последний изменялся при подъеме к поверхности и затвердевании, которое произошло более 100 млн. лет назад. Кимберлитовые трубки, известные главным образом в Южной Африке, не столь уж редки, и высокая цена на алмаз до недавнего времени поддерживалась только тщательным контролем над добычей и торговлей.

Выращивание изумрудов

2011-01-05T01:00:00.000-08:00

Ряд исследований посвящен выращиванию изумруда из раствора в расплаве, но не для получения драгоценных камней, а для использования в мазерах для микроволновой связи. Обнаружено, что в этих целях с успехом можно применить большое число плавней : вольфрамат лития , молибдат свинца , вольфрамат свинца и пятиокись ванадия . Линарес и его сотрудники из
лаборатории «Белл» в Нью-Джерси отмечают, что растворение составляющих изумруда в расплаве молибдата лития приводит к образованию сложной фазы, которая выделяется при охлаждении расплава в виде красных гексагональных зерен шестоватой формы. Для этой фазы характерна кристаллизация при температуре ниже 650 "С, а выше 800 °С образуется минерал фенакит . Берилл (изумруд) стабилен в расплаве молибдата лития до 800 °С, однако, если использовать пятиокись ванадия, интервал его стабильности возрастает до 1200 °С. Скорость роста затравочных пластин достигает 1 мм в сутки. Совсем недавно интерес к выращиванию изумруда из раствора в расплаве проявила Япония, что привело к появлению ряда патентов [9]. Хотя изумруды, изготовленные в Японии, кажется, не поступали в продажу, по крайней мере за пределами страны, Япония может стать поставщиком таких камней в своем регионе.

Ввиду того что при выращивании изумрудов из растворов встречается ряд трудностей, главная из которых — медленные скорости роста, весьма заманчивым представлялось выращивание кристаллов из расплава. Сложность здесь не в том, что изумруд имеет высокую температуру плавления, а в разложении его при плавлении (инконгру-энтное плавление). Несмотря на существование такой проблемы, Тони Джентайл и его коллеги из научной лаборатории «Хьюг» выращивают изумруды по методу Вернейля с использованием кислородно-водородной печи . За 3—4 ч вырастают були длиной в несколько дюймов и 1/2 дюйма в диаметре. Этот метод представляется очень привлекательным даже несмотря на то, что були содержат мелкие газовые пузырьки. Высказывалось предположение, что продукты опытов представлены стеклом, но д-р Джентайл подтвердил получение кристаллического изумруда. Однако качество кристаллов не настолько высокое, чтобы имело смысл развивать производство до коммерческих масштабов.
В настоящее время производители синтетического изумруда способны удовлетворить мировой спрос. В 1970 г. Чэтем и Жильсон объединили свои усилия с Церфассом (ФРГ), и время от времени в специальной литературе появляются сообщения об экспериментах по получению изумруда, проводимых в небольших масштабах и не в коммерческих целях, как это и ранее делали Чэтем и Жильсон. Тот факт, что природные изумруды высокого качества встречаются редко, может привести в ближайшие годы к увеличению потребности в синтетических камнях и, вероятно, к увеличению цен не только на природные, но и искусственные изумруды. Годовой оборот современной торговли изумрудами составляет несколько миллионов долларов. Эта цифра довольно скромная, однако крупные предприниматели в химической промышленности еще не включились в производство синтетических изумрудов.
Синтетический изумруд до сих пор один из сравнительно немногих искусственных драгоценных камней, который признан торговцами драгоценностями и который стоит рядом с природным материалом (хотя и не может конкурировать с ним). Чэтем, высказывая автору свою точку зрения, говорил, что его изделия только на первый взгляд нарушают устои торговли драгоценными камнями, на самом же деле °ни оказывают благотворное влияние на регулирование потребности в естественных изумрудах, предупреждая истощение нх запасов в природе.
Сообщалось и о других синтетических бериллах с различными °кРашивающими элементами вместо хрома. Камни с добавкой никеля приобретают бледно-зеленый цвет, марганца — серо-зеленый, кобальта розовато-коричневый, меди — светло-синий, железа — темно-синий. Такие камни производятся в Австралии и Советском Союзе, ВеРоятно, гидротермальным способом. Голубая разновидность берил-Ла> аквамарин, наиболее популярна после изумруда, поэтому синтети-,еский аквамарин также может иметь значительный сбыт. Однако в настоящее время такой аквамарин и другие окрашенные искусственные бериллы, за исключением изумруда, встречаются очень редко. Давно в горах Уа-Уа в штате Юта, США, обнаружен темно-красный Рилл, интересный драгоценный камень, который может стать весьма популярным. Красное хорошо комбинируется с изумрудом, и воспроизведение этого камня—новая задача для специалистов по выращиванию бериллов.

Гидротермальный изумруд

2011-01-04T00:59:00.000-08:00

Гидротермальный изумруд также производился для коммерческих целей, хотя никогда в этом деле не было достигнуто значительных успехов. Первая продукция получила широкую известность примерно в 1960 г., когда Иоганн Лехлейтнер из Инсбрука, Австрия, начал выпускать изумруды под названием «эмерит» и «симеральд». Эти камни продавались очень недолго в основном потому, что наращиваемый на бесцветный берилл слой изумруда был
очень тонким. Позднее стали производить «сандвич»: сначала на затравку берилла наращивали слой изумруда, а затем полученный камень покрывали слоем бесцветного берилла. Ни в одном варианте не удавалось получить зеленый цвет, который так привлекателен в изумруде, и к тому же разные слои легко обнаруживались специалистами. Их можно было различить даже невооруженным глазом, если рассматривать камни сбоку.
Превосходные камни производились отделением «Линде» в Сан-Диего, Калифорния. Используемые способы были описаны в патентах в 1971 и 1973 гг. Было обнаружено, что вхождению хрома в кристаллическую решетку способствует добавление к водному растворителю кислоты. Такие добавки, которые изменяют характер роста кристаллов, но сами не входят в их состав, называют минерализаторами. Для выращивания изумрудов требуются температура 500— 600°С и давление 700—1400 атм.
Так же как и в методе, используемом «Фарбениндустри», для предотвращения зарождения большого числа мелких кристаллов необходимо отделить реагенты друг от друга. Окиси бериллия и алюминия помещают в нижнюю часть реакционного объема, а кремнезем — в сетчатый контейнер вблизи поверхности раствора. Затравочные кристаллы подвешивают на проволоке в средней части, где они растут со скоростью 0,3 мм в день, то есть значительно быстрее, чем при выращивании кристаллов из раствора в расплаве. Максимальные скорости роста, достигающие 0,8 мм в день, отмечались, когда приготавливали очень кислый раствор. Размер выращиваемых кристалле ограничен внутренними габаритами сосуда высокого давления, так как, применяя этот метод, нельзя добавить питающий материал без °"лаждения раствора и сброса давления. Однако те же затравки м°Жно помещать в новый раствор три или четыре раза. Более высокие скорости роста при использовании гидротермального синтеза возмож-ны в основном благодаря тому, что затравочные пластины вырезаются Гаким образом, что кристаллографическая плоскость, для которой Характерен наиболее быстрый рост, имеет наибольшую площадь по сравнению с габитусными плоскостями, которые развиваются в конечном итоге. Вероятно, такой же способ изготовления затравок может использоваться для достижения более высоких скоростей роста и в раствор-расплавном методе, хотя он должен был быть испытан Чэтемом и Жильсоном.
В 1970 г. «Линде» прекратила производство камней, возможно, в связи с трудностями избежать растрескивания изумрудов, однако более вероятная причина в том, что компания взяла курс на изготовление и продажу собственных драгоценностей «Куинтесса» вместо продажи камней ювелирам, а такая практика не принята установившимися правилами торговли.
Гидротермальные изумруды, содержащие ванадий, но без хрома, производятся «Кристал рисерч компани» в Мельбурне, Австралия. Сообщалось, что вес кристаллов достигает 10 карат, а ограненные камни имеют вес от '/г до 2 карат.

Современное коммерческое производство

2011-01-03T01:13:00.000-08:00

В коммерческом производстве изумрудов ведущая роль принадлежит двум поставщикам: Чэтему и Жильсону. Кэрролл Ф. Чэтем из Сан-Франциско начал проводить эксперименты по выращиванию изумруда, еще когда учился в колледже. С 1939 по 1946 г. он посвящал этому занятию половину своего рабочего времени, пока полностью не переключился на
выращивание изумрудов. Чэтем никогда не патентовал свой метод, но маловероятно, чтобы он существенно отличался от метода, применяемого «Фарбениндустри». По-видимому, он редко использовал затравочные кристаллы, тем не менее некоторые из выращенных Чэтемом изумрудов имели очень большие размеры: один кристалл весом в 203 г (1014 карат) был подарен Смитсоновскому институту в Вашингтоне, а другой весом 255 г (1275 карат)— Гарвардскому университету. Цикл выращивания, так же как и по Методу «Фарбениндустри», длится до года, однако его длительность Может быть существенно уменьшена, если растить кристаллы не в неподвижном тигле или растворе, а при перемешивании жидкости.
Чэтем предпочитал использовать при описании своих изумрудов термин «культурный» вместо «синтетический», однако федеральная торговая комиссия США отклонила его. С 1963 г. его изумруды продавались под названием «изумруд, созданный Чэтемом». Узаконенная терминология дала синтетическим изумрудам широкую известность и помогла наладить торговлю ими. Работа Чэтема отмечена Американской ассоциацией по росту кристаллов, которая в 1975 г. присудила ему специальную премию Станфордского университета в знак признания пионерского характера его исследований. Поскольку детали метода «Фарбениндустри» не были опубликованы, единственным руководством для Чэтема на ранних этапах исследований были статьи Отфеля и Перре. Можно также вспомнить, что он начал свои работы в тот момент, когда метод получения кристаллов из раствора в расплаве почти нигде в мире еще не использовался, и поэтому Чэтем, вероятно, первый человек, который применил его для промышленного производства кристаллов. С тех пор прошло много лет, сейчас синтетические изумруды получили широкую известность, их используют даже наиболее консервативные ювелиры.
Другой главный поставщик синтетических изумрудов—Пьер Жильсон, фирма которого прежде находилась в Кампань-ле-Вардек, Кале, во Франции, а ныне в Сен-Сюльпис в Швейцарии. Жильсон возглавил семейную фирму по производству кирпича в 1935 г. после завершения воинской службы и получения звания инженера в Католическом институте искусства и ремесел в Лилле. Проявляя с самого начала интерес к науке, он в 1936 г. создал едва ли не единственную во всей Франции научную лабораторию в небольшой фирме. Лаборатория внедрила ряд новшеств, которые привели к качественно новому этапу развития керамической промышленности. В 1950 г. Жильсон посетил США, где на него произвели неизгладимое впечатление достижения Чэтема, работы которого, выполненные без посторонней помощи, позволили ему завоевать мировой рынок синтетических изумрудов.
Жильсон пытался раскрыть секрет синтеза изумруда, но потратил четырнадцать лет на разработку промышленной технологии. Как пишет Жильсон, при постановке научных исследований о Отфеля и Перре, а приступил к поиску нового растворителя, который дал бы возможность воспроизвести лучшие результаты, достигнутые природой. Химический анализ включений в природных изумрудах открыл большое число возможных компонентов растворителя, который природа использует для выращивания изумруда: бор, висмут, свинец, литий, никель, натрий, калий, молибден, вольфрам, ванадий, хром, фтор, кислород и, конечно, вода. Для того чтобы оценить возможные составляющие «геологического супа», в первую очередь необходимо установить растворимость изумруда, так как кристаллы высокого качества невозможно вырастить из чрезвычайно разбавленных растворов, если принимать во внимание очень низкие скорости роста. В основу последующих опытов была положена новая идея, заключающаяся в определении характера воздействия растворителя на кристалл. Экспериментальным путем велись поиски такого растворителя, который растворяет кристалл равномерно, слой за слоем. Это позволило исключить ряд мало подходящих материалов. Окончательный состав растворителя был установлен в 1964 г. и, конечно, представляет собой тщательно охраняемый секрет. Однако ясно, что здесь нет полной аналогии с природой, поскольку естественные изумруды содержат включения, указывающие на их рост из существенно водных растворов при высоких давлениях, а изумруды Жильсона выращиваются при нормальном атмосферном давлении из безводного соляного расплава. Используемые Жильсоном тигли для выращивания изумрудов разделены на две секции; в одной из них растут кристаллы, а другая содержит расплавленный солевой растворитель, который компенсирует потери от испарения в течение длительного периода роста кристалла. Говорят, что исходным материалом являются низкокачественные мадагаскарские и бразильские изумруды, так что этот процесс представляет собой рекристаллизацию, а не химическую реакцию, как процесс, применяющийся «Фарбенинду-стри». Затравочные кристаллы размером 4смх1 мм укрепляются в рамке из благородного металла, и процесс роста идет со скоростью 1 мм в месяц в течение девяти месяцев. В готовых кристаллах можно видеть проволоку, на которой подвешивалась затравка. Она должна быть удалена до огранки камня. Каждый кристалл весит около 200 карат, а общий вес кристаллов за опыт составляет 500 1000карат. Полученные таким путем изумруды продаются по цене, составляющей примерно '/ш от стоимости природных: 120—260 долларов за карат ограненного камня. В Колумбию, где добывают самые прекрасные в мире изумруды, ввоз синтетических кристаллов запрещен, так как существует серьезное опасение, что рукотворные изумруды могут быть спутаны с природными камнями. Поскольку различать искусственные и наиболее совершенные естественные изумруды действительно трудно, это могло бы вызвать падение цен на природные камни.
Хотя методы Жильсона, так же как и Чэтема, в деталях неизвестны, тщательное изучение различных искусственных изумрудов подтверждает, что продукты синтеза Жильсона, Чэтема, Церфасса, а также «игмеральд» получены при выращивании с использованием плавня. Наиболее веское доказательство этого—отсутствие во всех таких кристаллах водных включений, тогда как все искусственные гИдротермальные изумруды, так же как и природные камни гидротермального происхождения, содержат около 1% воды в таких включениях. В камнях Чэтема обнаружена примесь лития, из чего можно было бы заключить, что для их выращивания используется молибдатовын плавень, тем не менее анализы указывают присутствие только следов молибдена.

Процесс эспига (изумруд)

2011-01-02T07:07:00.000-08:00

Искусственные драгоценные камни.djvu до 23 стр - до процесс эспига ральд». Эти работы были начаты в 1911 г., однако детали экспериментов не раскрывались в печати вплоть до 1960 г. . Главная трудность, с которой столкнулись как Отфель н Перре, так н «Фарбениндустрн» на ранних этапах работ, заключалась в том, что в тигле зарождается и растет большое число кристаллов. Для того чтобы технология была рациональной с коммерческой точки зрения, необходимо было найти возможность управлять процессом зарод ыше-образования, чтобы вместо множества мелких кристаллов росло несколько крупных. Эту проблему решил X. Эспиг из «Фарбениндустрн», который использовал метод, именуемый ныне расплав-реакционным .
Он отличается от методов, когда кристаллы растят при медленном охлаждении растворов или когда испаряют растворитель, тем, что в нем используется реакционное взаимодействие между составляющими кристалла. В методе Эспига два главных компонента изумруда, окиси бериллия (ВеО) и алюминия (AI2O3), растворяют в плавне (растворителе), молибдате лития, а третья составляющая, кремнезем (SiOa), плавает на поверхности раствора. Для того чтобы быть уверенным, что кремнезем плавает, а не погружается, необходимо тщательно регулировать состав плавня, чтобы его плотность была близка к 2,9, т. е. меньше, чем у изумруда, но больше, чем у кремнезема. Поскольку изумруд относительно легкий минерал, потребовались дополнительные меры предосторожности. Выше того места, где кристаллизовался изумруд, помещали сетчатый платиновый экран для предотвращения всплывания кристаллов, так как в области обогащения расплава кремнеземом растут кристаллы очень низкого качества.
Процесс формирования изумруда включает химическую реакцию между кремнеземом и растворенными в молибдатовом плавне окисью бериллия, окисью алюминия и небольшим количеством окиси хрома. Для протекания этой реакции необходимо, чтобы кремнезем сначала растворился в плавне, а затем диффундировал в ту область, где концентрация всех реагентов достаточна для кристаллизации изумруда. Основание тигля должно быть несколько холоднее, чем остальная часть раствора, если кристаллизация изумруда происходит в этой части. После того как начнут расти первые кристаллы, зарождение новых в других частях тигля маловероятно, так как кремнезем в область кристаллизации поступает с достаточно медленной скоростью н полностью расходуется на химическую реакцию, приводящую к росту уже зародившихся кристаллов изумруда. Поэтому успех этого метода определяется поддерживанием очень медленной миграции кремнезема через раствор. В альтернативном варианте окиси бериллия н алюминия помещают на дно тигля, а кремнезем также плавает в верхней части раствора. В этом случае изумруд растет в средней зоне, куда можно поместить и подвешенные затравочные кристаллы.
Используемый «Фарбениндустрн» процесс характеризуется очень медленным ростом кристаллов, и для выращивания хороших изумрудов требуется время до одного года. В течение этого периода необходимо добавлять в раствор кремнезем, чтобы компенсировать его расход во время роста кристаллов. Полученные кристаллы имели размер до 2 см в поперечнике, но, поскольку они содержали включения, вес ограненных камней составлял около 1 карата. Эспиг сообщал, что добавки только одного хрома не обеспечивают хорошей окраски изумруда, но не указал, добавляет ли он для улучшения цвета окислы ванадия и (или) железа.
Выпуск изумрудов «Фарбениндустри» был прерван в 1942 г. второй мировой войной, однако такой же или сходный метод использовался фирмой Вальтера Церфасса в Идар-Оберштейне (ФРГ) и профессором Рихардом Наккеном из Минералогического института во Франкфурте. Много дискуссий и недоразумений вызывали работы Наккена, потому что он также выращивал и кристаллы кварца гидротермальным методом (это обсуждается в гл. 6). В этом методе для растворения изумруда используется не молибдат лития или другая расплавленная соль, а обыкновенная вода при высоких давлениях и температурах. Растворимость изумруда в воде при комнатной температуре или даже прн температуре кипения очень низка, но быстро растет с увеличением ее до 300 или 400°С. Конечно, прн таких температурах вода чрезвычайно быстро испаряется, поэтому для гидротермального метода необходимо использовать достаточно прочные сосуды, способные выдерживать высокие давления, создаваемые водяным паром при нагреве до высоких температур, превышающие атмосферное примерно в 1000 раз. В природе кристаллы изумруда растут в гидротермальных условиях, или, что более вероятно, этот процесс может считаться промежуточным между гидротермальным и раствор-расплавным, поскольку растворяющая способность воды может меняться из-за присутствия в ней различных минеральных солей. В глубоких горизонтах земной коры такая жидкость с растворенным в ней изумрудом имеет высокую температуру, но при перемещении ее на менее глубокие уровни, для которых характерны более низкие температуры и давления, из нее кристаллизуется изумруд. Вероятно, кристаллы росли в трещинах, и процесс их образования протекал очень медленно в течение длительного периода. Структура поверхности природных кристаллов указывает на то, что они росли значительно медленней, чем синтетические кристаллы. Природные кристаллы растут в водной среде, поэтому они содержат включения воды, которую можно обнаружить аналитическими приборами, такими, как инфракрасный спектрометр.
Курт Нассау провел детальное изучение кристаллов Наккена и информации об их производстве. Он не нашел доказательств того, что какие-либо кристаллы выращены гидротермальным способом. Недоразумения могли возникнуть в тех случаях, когда слой изумруда наращивался на затравочный кристалл из природного бесцветного берилла. Приборы могли регистрировать присутствие воды в кристалле берилла, и исследователь, если он не был осведомлен о центральной бесцветной части, мог прийти к выводу, что кристалл изумруда выращен гидротермальным способом. Нассау предполагал, что Наккеи был консультантом «Фарбениндустри» и мог быть хорошо знаком с методом Эспнга и даже автором его модернизации.

Драгоценный камень - Изумруд

2011-01-01T07:19:00.000-08:00

Изумруд, без сомнения, наиболее привлекательный драгоценный камень зеленого цвета. Он, так же как аквамарин и гелиодор, относится к семейству берилла—алюмосиликата бериллия . Зеленый цвет изумруда обусловлен наличием хрома, который, вероятно, замещает часть алюминия в приведенной выше формуле. Интересно, что тот же хром придает рубину характерный красный цвет. Природные изумруды содержат также железо и ванадий, и соотношение этих трех главных элементов-примесей определяет оттенки окраски минерала: от бледно-зеленого через густой сине-зеленый до темно-зеленого цвета.
Некоторые бериллы, почти не содержащие хрома, тем не менее имеют бледно-зеленый цвет, хотя пуристы утверждают, что зеленая окраска истинного изумруда обусловлена именно хромом. Типичный изумруд из Колумбии, где добывают прекрасные камни, содержит 0,14% хрома, 0,12% железа и 0,05% ванадия. Наиболее ценные камни имеют яркую травяно-зеленую окраску со слегка голубоватым, а не желтоватым оттенком. Природные изумруды высокого качества очень редки, поэтому крупные и наиболее прекрасные камни оцениваются из расчета около 10 000 фунтов стерлингов за карат и даже дороже, и часто их цена превышает цены на лучшие рубины и алмазы. Изумруды, которые можно видеть в фешенебельных ювелирных магазинах, часто содержат гораздо больше включений, чем это допускается для других драгоценных камней, и если вы посмотрите на них даже через витрину, вам не понадобится увеличительное стекло для того, чтобы обнаружить в камнях темные включения!
В гл. 1 упоминалось, что впервые успешный синтез кристаллов изумруда осуществили в 1888 г. Отфель и Перре, которые растворили в платиновом тигле 18,75 г составляющих берилла с 0,6 г окиси хрома в 92 г молибдата лития. Сначала плавили молибдаг в печи при тускло-красном калении, затем постепенно, за 24 часа повысили температуру до 800°С и поддерживали ее в течение 5 суток. В результате этой процедуры получили около 15 г мелких кристаллов. Увеличение времени плавления в последующих работах до 14 суток привело к образованию кристаллов размером 1 мм в диаметре.
ПРОЦЕСС ЭСПИГА