сапфир синтетический и гидротермальный в чем разница
Синтетический Сапфир — что это за камень
Ювелирная индустрия обладает высоким спросом на качественные по структуре минералы для изготовления украшений. Наука позволяет решить этот вопрос путем искусственного выращивания кристаллов. Искусственный сапфир пользуется успехом в ювелирном деле за счет идентичных свойств с натуральными экземплярами и более совершенной структурой. Подробнее о методах изготовления и отличиях от природных камней далее в статье.
Что такое гидротермальный сапфир
Что такое гидротермальный сапфир? Это синтетический аналог минерала естественного происхождения. Его получают в специализированных лабораториях путем синтеза нескольких химических соединений под воздействием естественных катализаторов – давления и температуры. Если на образование природного камня уходят годы, то синтетический сапфир получают менее чем за месяц.
Химические соединения, которые образуют минерал – это диоксид кремния, хром и основная составляющая оксид алюминия. После эти элементы помещают в герметичный аппарат, где на них будет оказываться длительное воздействия высокими температурами (свыше 1000 ℃) и давлением.
Важно! Гидротермальный сапфир (сокращение гт) не является подделкой. Он обладает теми же физическими и химическими свойствами, что и натуральный аналог. Разница в способе получения.
История изобретения
Впервые над возможностью создать искусственные драгоценные камни задумался французский ученый Огюст Виктор Луи Вернейль. Его путь изобретения начался в 1886 году и длился долгие 16 лет. Лишь спустя это время он объявил об открытии и дал исчерпывающую информацию о результатах длительного эксперимента. Он рассказал о том, что с помощью воздействия высоких температур и метода капельного осаждения можно получить синтезированные минералы, в частности синие корунды. В последствие этот способ стал называться «метод Вернейля». После другие ученые совершенствовали этот метод и на его основе создавали свои. Но впервые открытый способ до сих пор успешно используется в химической промышленности.
Способ изготовления
Сейчас используется несколько вариантов для изготовления наносапфиров. Один из них уже описан выше, это метод Вернейля. Он положил начало развития остальных способов. Какие еще существуют методики:
Интересный факт! Технологию изготовления синтетических камней с эффектом астеризма запатентовала американская компания «Линде» в 1949 году.
Разновидности и цвета камня
Гидротермальные сапфиры могут иметь разные цвета, как и натуральные камни. Для этого в процессе синтеза добавляются химические элементы, придающие минералу определенный цвет. Например, цвета синего и фиолетового спектра достигаются путем использования железа и титана. Нежные розовые и яркие красные экземпляры получают с помощью ванадия или хрома. Солнечные желтые оттенки получаются, если добавить бериллий.
После того, как минерал приобрел необходимый цвет, в лабораторных условиях есть возможность улучшить его внешние характеристики при дополнительном воздействии внешних факторов, таких как:
Свойства и применение
Основная сфера применения – ювелирная индустрия. Однако и другие области промышленности нуждаются в искусственном минерале: авиапромышленность, строительство, изготовление увеличительных приборов, фотоаппаратов, коллекционных часов и т.д.
Преимущества и недостатки
Выращенный сапфир характеризуется:
Есть некоторые недостатки, которые характеризуют нано сапфир:
Как отличить настоящий от искусственного
Остальные способы различия основаны на лабораторных методах и не применимы в условия ювелирного магазина.
Гидротермальный сапфир что это: свойства, отличия от природного, стоит ли выбирать
Читательница журнала «Наука и жизнь» рассказывает, что в 60-е годы её мама купила золотой перстень с рубином. Он передавался как семейная реликвия, которая приносит удачу. Но внучка читательницы заявила, что это простая стекляшка, а не натуральный камень.
Эксперт, отвечавший на этот вопрос, отмечает, что в 60-е, 80-е годы XX века действительно был всплеск популярности синтетических сапфиров и рубинов, выращенных по методу Вернейля. Это крупные драгоценности, чаще всего из золота 583-й пробы с большими яркими вставками. Наряду с ними появились ненатуральные александриты. Интересно, что в советский период через официальную сеть не было продано ни одного природного александрита, поскольку они были признаны национальным достоянием. На бирках, которые сопровождали советские драгоценности информация часто не печаталась, поэтому путаница закономерна.
Но являются ли такие неестественные камни подделкой и имеют ли они магические свойства?
Синтетический камень
Синтетические сапфиры, александриты, рубины, кварц и другие минералы являются полными аналогами натуральных камней с тем же составом и свойствами. Например, в основе искусственного сапфира лежит оксид алюминия и он также имеет твёрдость 9 единиц, поэтому применяется в промышленности.
Подделка — это имитация, сделанная из стекла, пластмассы или любого другого материала, который только воспроизводит внешний вид камня. Получается, что синтетические сапфиры не подделка. Они отличаются от природных способом образования. Синтетический сапфир вырастает в течение нескольких часов в лаборатории, а природный образуется на протяжении миллионов лет при стечении множества условий: высокой температуры, минерального состава раствора, давления и прочих.
Попытки создать аналоги природных материалов начались ещё в средневековье, когда алхимики пытались превратить простые металлы в золото. Но их опыты не увенчались успехом. Зато в 1885 году появились первые сведения о искусственно полученных драгоценных камнях. Французский минеролог Вернейль представил свой способ получения рубинов, которые не отличались от природных и могли использоваться как вставка в украшения. В начале XX века объём изготовления ненатуральных рубинов достиг 5 миллионов карат. В 1910 году были получены первые искусственные сапфиры.
Метод Вернейля используется и сейчас для создания искусственных сапфиров и других корундов. Получается, что даже среди дореволюционных украшений можно встретить имитации.
Что такое гидротермальные камни
Этот метод применяется для выращивания кварца и изумруда. В последние годы гидротермальный метод стал применяться и для создания рубинов.
Первые опыты по изготовлению гидротермального изумруда были проведены Йоганном Лехлейтнером в конце 1950 годов в Австрии. Однако их нельзя назвать гидротермальными в современном понимании этого слова. В качестве затравки Лехлейтнер применял бесцветные огранённые зёрна природного бериллия. На них наращивался тонкий слой ненатурального изумруда. Но в продаже они пробыли не долго из-за низкого качества: цветом мало напоминали природные камни, а слои были заметны даже невооружённым глазом. Эту технологию можно рассматривать как промежуточную на пути производства гидротермальных камней.
В 1965 году на рынке появились превосходные камни фирмы «Линде» из Сан-Диего. Процесс их создания гидротермальным синтезом был опубликован в патенте.
В центре гидротермального автоклава помещаются затравочные пластины природного камня, которые становятся центром кристаллизации. Другие реагенты разделяются, чтобы не образовывалось много мелких кристаллов. Оксиды бериллия и алюминия — внизу, оксид кремния сверху. Минерализатором выступает смесь хлорида натрия и аммония, а изумрудный цвет минералу придаёт 6-водный хлорид хрома.
Гидротермальная реакция проходит при высоких температурах и давлении. Также важна разница температур 10-20 градусов Цельсия в автоклаве, что создаёт конвекционное движение в растворе.
Гидротермальные камни растут со скоростью 0,3 мм в день, что быстрее, чем выращивание из гидротермальных расплавов. Размер минерала ограничен размерами автоклава, поскольку реагенты нельзя добавлять во время роста кристалла, не сбросив давление.
Применение гидротермальных камней
Залежи некоторых камней почти исчерпаны. Встретить натуральный сапфир без дефектов большая редкость. Рубины встречаются ещё реже. Соответственно и цена них высокая. Купить изделие с таким камнем может не каждый. Зато цены на синтетику приемлемые. Серебряное кольцо с искусственным аметрином стоит порядка 2000 рублей, хотя в природе минерал встречается редко, его добывают только в одном месторождении.
О магических способностях ненатуральных камней нет единого мнения. Одни эзотерики считают, что они не отличимы от природных, поскольку состав идентичен. Другие утверждают, что они пусты, поскольку не питались энергией Земли и космоса. Есть и третья точка зрения, нейтральная. По ней кристаллы изначально пустые, но они обладают способностью впитывать информацию. Человек может их наполнить своей энергией и силой. В связи с этим нужно придерживаться некоторых правил:
Чтобы талисман быстрее привык к хозяину, перенял часть энергии, нужно чаще разговаривать с ним, поверять тайны и рассказывать о целях. Чем сильнее вера в талисман, тем он сильнее.
По поводу очистки камня среди магов тоже ведутся споры. Часто рекомендуется ежемесячно мыть талисман в проточной воде, чтобы удалить накопившийся негатив. Но вместе с этим разрушается связь с хозяином, поэтому есть мнение, что лучше камни не чистить, поскольку они сами нейтрализуют негатив. Чем дольше человек общается с камнем, тем лучше его понимает. В том числе начинает чувствовать когда талисман переполнен плохими эмоциями и требует чистки.
Как определить природный минерал
Отличить натуральный минерал на глаз невозможно, поскольку по оптическим, физическим, механическим свойствам, химическому составу они одинаковы. По этой же причине называть искусственно выращенный камень стекляшкой некорректно. Чтобы выяснить происхождение вставки, нужно обращаться к профессиональным геммологам, чтобы они определили включения, микропримеси, структурные особенности.
Если украшение действительно ценное, то стоит пройти экспертное заключение. В отношении дешёвой бижутерии это не целесообразно.
При покупке надо смотреть на цену и бирку. По закону продавец обязан предоставлять информацию о происхождении камня. Если бирки нет, то лучше украшение не покупать. Велика опасность купить не только синтетику, но и дешёвую подделку.
На бирке ювелирного изделия указывается следующая информация:
Информация о вставке:
Кроме этого бывают камни облагороженные, которые прошли температурную обработку, облучение, покраску или трещины залиты смолами. Информацию об этом продавец часто не указывает.
Иногда показателем синтетической природы бывает исключительный цвет и чистота. Например, натуральные сапфиры однородного цвета без включений редкость. Яркий цвет и отсутствие дефектов указывает на то, что сапфир искусственного происхождения.
Получается, что однозначно сказать какой камень в перстне читательницы «Наука и жизнь» нельзя без экспертизы, но велика вероятность, что это синтетика. Однако если рассматривать его как семейный талисман можно, ведь женщина утверждает, что они верят в его силу и камень помогает.
Гидротермальный сапфир что это: свойства, отличия от природного, стоит ли выбирать
На ювелирном рынке Вы легко найдете синтетические сапфиры (на этикетке будет указано «гт» или «с», т.е. синтетический). Часто возникает вопрос – чем отличаются синтетические и искусственные сапфиры от натуральных? Как отличить настоящий от искусственно выращенного минерала? В чем их сходство и отличия, как сильно отличаются цены на природные и синтетические камни?
Причина создания гидротермальных сапфиров
Натуральный драгоценный камень редкого в природе синего цвета, достаточно дорог, а потому вопрос о разработке аналога «стоял на повестке» у ювелиров давно. Можно сказать, что наряду с ценой, причиной синтеза такого минерала, является его редкий цвет. Для того, чтобы получить синие оттенки применяется окрашивание и нагревание до очень высоких температур. В результате в настоящее время на ювелирном рынке много синтетических камней, созданных для того, чтобы удовлетворить большой спрос на недорогие аналоги синих минералов.
Сходство с природными сапфирами
Гидротермальные сапфиры изготавливаются из корунда. Другое наименование этого метода выращивания минерала – нано сапфир. (Часто на этикетках можно встретить наименование вставки «корунд» и в зависимости от цвета это будет синтетический сапфир — синий или же рубин — красный).
И природный, и гидротермальный минерал имеют одинаковую химическую формулу – это оксид алюминия — Al2O3 (корунд).
Имеют одинаковую твердость по шкале Мооса, 9 из 10 баллов.
Одинаковые свойства по хрупкости минерала, которая вызывает сложности при его ювелирной обработке.
Как отличить натуральный сапфир от искусственного?
На ювелирном рынке не принято выдавать искусственные камни за натуральные. Поэтому при выборе украшения, надо быть внимательными и знать, что в нем вставлено — природный самоцвет или искусственно выращенный минерал?
Самое основное отличие заключается в происхождении минерала. Природный, как очевидно из самого названия, находится и добывается из природы (он образовался в сложных условиях на протяжении многих лет). Синтетический или гидротермальный получается в лаборатории за короткий промежуток времени (выращивается за 2-3 недели).
Для создания гидротермального минерала применяются все те же химические составляющие, что и в природном, и схожие условия – высокие температура и давление.
Выращенный в лабораторных условиях минерал получается более качественным, у него нет примесей, которые возможны в природных условиях, а также, из-за постоянного контроля за процессом, кристалл получается более чистый, без трещин и пузырьков воздуха.
Синтетический имеет более прочный цвет, в отличие от натурального. Он не подвержен воздействию ультрафиолетовых лучей, поэтому его можно носить круглосуточно.
Отличие по цене – самое главное, наверное. При равных характеристиках будет около 10-кратного. То есть, если натуральный сапфир имеет стоимость в 400 долларов, его гидротермальный «собрат» такого же размера обойдется всего в 40 долларов.
Диффузионный и деклассированный сапфир
Диффузия – это химико-физический процесс проникновения молекул какого-либо вещества в молекулы другого вещества. Диффузия применяется как метод облагораживания драгоценных камней и в том числе, для облагораживания фантазийных видов сапфира.
Фантазийный сапфир – любой вид, кроме синего.
Для того, чтобы облагородить звездчатый сапфир, применяют диффузию с солями бериллия. В результате нагревания и создания высокого давления соли бериллия проникают в него таким образом, что «пропитывают» камень насквозь. Эффект астеризма заметно усиливается.
Методы диффузионного облагораживания сапфиров могут быть двух основных видов: «пропитка» внешнего слоя корунда, когда под ним становится не видно истинного цвета и «внутренняя» диффузия, когда при высокой температуре внутренние включения в корунде, такие как титан и хром, растворяются и происходит окрашивание минерала.
В любом случае облагораживание диффузионными способами корундов является законным, если после этого самоцвет не выдается за природный, а честно указывается на то, что с ним проводились данные манипуляции. В противном случае, это будет введением потребителя в заблуждение или обман.
Деклассированный не стоит путать с диффузионным или синтетическим. Такой самоцвет является природным, но низкого качества. Так, он мутный и/или непрозрачный. Качественные характеристики, конечно же, сказываются на его цене, хотя он может быть дороже синтетического. В этикетке, как правило, указано «декл.», что и означает «деклассированный».
Искусственный сапфир — на что обратить внимание при выборе?
Если Вы решили приобрести украшение именно с такой вставкой, то остается только определиться с цветом и огранкой. Большую роль в цене будет играть именно художественная составляющая, поэтому и выбор должен основываться в первую очередь на ней. Самыми дорогими считаются виды огранки прозрачных камней, раскрывающих их красоту и заставляющие любоваться игрой света, создаваемой гранями.
В ювелирных магазинах не принято выдавать за гидротермальные какие-либо другие материалы. В мастерских, которые изготавливают дорогие ювелирные изделия на заказ – тем более. И разумеется, не стоит покупать ювелирные изделия с рук или в сомнительных местах, где вместо синтетического (не говоря уже о натуральном) минерале могут реализовывать вставки из стекла или подобного материала.
Обозначения на ювелирных бирках
Прежде всего отметим, что обозначения на ювелирных бирках касаются драгоценных камней натурального происхождения. Первая цифра указывает на количество камней в изделии, 1, 2 и т.д. Затем сокращенно указывается наименование камня. Например, Сп., означает сапфир и, что камень – натуральный, природный. Сп.об. – означает диффузионный или облагороженный. Также производители «грешат» указанием Сп. кор. – то есть, корунд, это означает, что в изделии — гидротермальный минерал. Далее на бирке указывается форма огранки – например, Гр – груша, Кв – квадрат, Тк – треугольник. Затем идут цифровые характеристики драгоценного камня – вес, цвет, чистота.
Гидротермальные, как все синтетические минералы не имеют (и не могут иметь) цифровых характеристик цвета и чистоты на ювелирных бирках, которые присущи натуральным!
Если есть аббревиатура «об.» или «кор.» – минерал синтетический. Как отличить сапфир от подделки — ответ на этот вопрос смотрите тут.
Чем отличаются сапфиры от их гидротермальных аналогов?
Ювелирные изделия с камнями всегда пользовались популярностью. Однако не все люди имели возможность носить такие украшения, ведь количество драгоценных минералов в природе ограничена, поэтому и цены на них высокие.
Но со временем развития технологий появилась новая разновидность драгоценностей — гидротермальные камни. Так, на рынке представлены гидротермальный сапфир, рубин и другие корунды. Поэтому новичкам очень хочется разобраться, в чем отличия свойств этих камней, а также узнать разницу в их стоимости.
Гидротермальный сапфир
Синтетический камень нередко путают с подделкой из стекла и пластмассы. Но это в корне неверно: гидротермальный камень является настоящим аналогом. Выращенный в лаборатории, он демонстрирует все свойства природного камня: цвет, блеск, структуру, твердость, прозрачность. И, если искусственный камень является лишь имитацией драгоценного, то синтезированный аналог — полным повторением, хоть и менее ценным, и более дешевым.
Основой для гидротермального минерала всегда выступает натуральное сырье. Например, в производстве синтетического изумруда используются маленькие кусочки природного берилла. Затравку помещают в раствор вместе с другими составляющими: оксидами алюминия и бериллия, кремнеземом и хромом, и затем отправляют в автоклав, где процесс развития кристалла происходит под воздействием высокого давления (700–1400 атмосфер) и температуры (до 1000 °C). Химические свойства гидротермальных камней и натуральных идентичны, визуально они также очень схожи. Разницу можно заметить только при тщательном исследовании под большим увеличением.
Итак, для начала стоит сказать, чем же все-таки похожи сапфиры и их гидротермальные аналоги:
Гидротермальные кристаллы
Поскольку состав идентичен натуральному, это значит, что подделкой гидротермальные сапфиры назвать нельзя.
И тем не менее есть отличия между двумя экземплярами:
При этом стоимость гидротермального сапфира является доступной для большинства людей. Если за 1 карат драгоценного камня, привезенного из Индии или Австралии, вы заплатите около 300–400 долларов, то за такой же аналог из лаборатории потребуют минимум в 10 раз дешевле. И при этом вы получите свои преимущества.
Что такое синтетический сапфир и чем он отличается от натурального
В России драгоценными природными камнями признаются несколько минералов, включая сапфир. Он благородно смотрится в ювелирных изделиях, но высокая цена на синие прозрачные кристаллы ограничивает возможность их приобретения. Альтернативой служит искусственный сапфир, который по эстетическим характеристикам не уступает природному камню.
Характеристика
Физические и химические свойства искусственных и натуральных минералов одинаковы. Кристаллы представляют собой оксид алюминия, окрашенный хромом, титаном, железом. У них высокая твердость — около 9 баллов: больше, чем у топаза, но меньше, чем у алмаза — самого твердого минерала. Цвет — чаще синий, реже встречаются разновидности с зеленоватым, фиолетовым, розовым, золотистым оттенками.
Оптические характеристики камней также схожи со свойствами натуральных самоцветов, но есть различия в геометрии зон роста кристаллов и булек. Синтетический гидротермальный сапфир, полученный лабораторным путем, не содержит трещин и сколов, что позволяет делать чистую гранку. Минерал не боится температурного воздействия, ультрафиолетовых лучей, так как окраска получается более устойчивой.
Популярность искусственных сапфиров обусловлена тем, что это фактически не подделка, а камень, полностью идентичный природному.
Как выращивают кристаллы
Основных способов, с помощью которых выращивают синтетический сапфир, несколько. Продолжительное время производители действовали по методу Вернейля, который состоял из нескольких этапов:
Чтобы вырастить искусственный сапфир более высокого качества, порошок глинозема должен быть тонкозернистым, сухим, способным легко «струиться». Если зерна крупноватые, то увеличивается вязкость отдельных участков, что ведет к искажению формы були, ухудшению ее внутреннего строения. Так научились производить даже экземпляры с эффектом астеризма.
Второй метод выращивания сапфиров искусственным путем — гидротермальный. Его суть в следующем.
Материал, получившийся на выходе, — высокого качества: прозрачный, равномерно окрашенный, но включающий мельчайшие пузырьки. Они характерны для этой технологии, хотя на чистоту камня практически не влияют.
Третий метод — способ Чохральского, который основан на «вытягивании» вещества из расплава, помещенного в огнеупорный тигель. Затравка, опущенная в расплав, постепенно подымается, а вокруг нее идет осаждение сапфира.
При температуре более 1750 ℃ применяется диффузионная обработка выращенного сырья железом и титаном для получения синего цвета. Другие оттенки кристаллу, например, желтый, придает бериллий.
Как отличить натуральный сапфир от искусственного
В российских ювелирных магазинах «паспорт» украшения с синтетическим камнем содержит информацию о том, что в качестве вставки используется искусственно выращенный сапфир. Иногда их называют линде-сапфиры, то есть не природные кристаллы, но идентичные натуральным. На ярлычке стоит буква «с» — синтетический или «гт» — гидротермальный камень.
Обман невозможен еще из-за того, что реализация драгоценных минералов подлежит специальному лицензированию. А это обязывает продавцов предлагать только проверенный товар, закупленный у надежных производителей. В крупных магазинах работают штатные геммологи, которые с помощью специального оборудования могут подтвердить или опровергнуть природное происхождение сапфировой вставки.
Приобретение драгоценных самоцветов и украшений с ними в сомнительных торговых точках или с рук не гарантирует, что сапфир окажется настоящим.
По внешнему облику отличить его от искусственного трудно. Есть несколько способов определения природы камня.
Визуальные признаки
Используя только зрение и лупу, трудно осуществить точную диагностику кристалла. Хотя некоторые признаки позволят заподозрить неприродное происхождение:
Если обнаружены все эти особенности, значит, следует обратиться к геммологам для более точной «диагностики» камня. Ювелиры обращают внимание на то, что натуральные сапфиры не бывают идеальными, а искусственные отличаются отсутствием дефектов и равномерной окраской.
Другие способы отличия
Выращенный сапфир имеет ряд нюансов, по которым его распознают. Для этого понадобится специальный микроскоп, рефрактометр. Последний прибор легко определяет подделку, когда за сапфир выдают совершенно другой минерал. Определение имитации, сделанной в домашних условиях, также не составит труда. Если же это синтетический минерал, то показатели преломления будут практически идентичными.
С помощью оптических приборов специалист может увидеть зоны роста кристалла: изогнутые, дугообразные у искусственного корунда, в отличие от натурального, у которого они прямые. Еще один метод исследования — применение УФ-лампы. У природного минерала ультрафиолетовое излучение дает красную или оранжевую флюоресценцию, а у искусственного — она отсутствует.
Синтетический сапфир — аналог природного камня, выращенный в лабораторном анклаве. По своим свойствам — физическим, химическим, эстетическим — натуральные и искусственные самоцветы полностью идентичны. Отличаются только по одному оптическому свойству — дуговым зонам роста. Однако линде-сапфир характеризуется большей чистотой, насыщенностью цвета, чем выгодно отличается от своего натурального собрата.