МЕТОДЫ СИНТЕЗА ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ

Нет необходимости использовать высокое давление. Восстановление такого алмаза также начинается с монокристаллической подложки, которую помещают в специальную реакторную колбу. Внутри находится водород с небольшим количеством метана (около 1-5%). Давление здесь около 0,1 атм. С помощью микроволновки это содержимое нагревается до 1 000 градусов.В результате получается плазма из водорода и углерода. Углерод оседает на поверхности модифицированного алмаза, что приводит к образованию новых слоев химического осаждения из паровой фазы «продуктового» типа. Оказалось, что это почти бесцветный или коричневый образец. Размеры получаемого таким образом алмаза определяются параметрами подложки. Толщина таких изделий редко бывает больше 1-3 мм.Если вы используете поликристаллический образец или кремний, вы получите образец, не обладающий уникальными свойствами. Ассортимент этих бриллиантов довольно ограничен.Многие коричневые «продукты» CVD подвергаются дальнейшей обработке с помощью HPHT. Это позволит получать более легкие образцы и производить бриллианты высоких цветовых групп.4. Технология синтеза фианитовФианит - искусственный материал, диоксид циркония ZrO2, стабилизированная кубическая окись циркония, кристаллизующийся в кубической сингонии. Условно может рассматриваться как синтетический аналог минерала тажеранит. Широко используется в ювелирном деле в качестве синтетической имитации драгоценных камней, главным образом бриллиантов. Существует две основные кристаллические модификации фианита, - стабилизированный оксид циркония и частично-стабилизированный оксид циркония. Модификации отличаются по физическим и химическим свойствам.Высокочистые кристаллы фианита выращивают методом направленной кристаллизации расплава в холодном контейнере с использованием прямого высокочастотного нагрева. Процесс кристаллизации фианита осуществляется в лабораторных условиях на специальных затравках при охлаждении расплава, скорость роста кристаллов составляет до 8-10 мм/ч. Изготовление фианитов усложняется полиморфизмом окиси циркония - возможностью образования различных кристаллических структур. Чистая окись циркония (ZrO2) при комнатной температуре имеет моноклинную структуру, при нагревании выше 1250°С изменяет ее на тетрагональную, при температуре около 1900°С - на гексагональную, и только выше 2300°С структура ZrO2 становится кубической. Однако при охлаждении кубическая окись циркония снова приобретает моноклинную структуру. Для того чтобы получить кубическую окись циркония, стабильную при комнатной температуре, необходимо ввести стабилизирующие компоненты, такие, как окиси магния, иттрия или кальция. Дефицит кислорода в сравнении с ZrO2 делает СКЦ при высоких температурах достаточно хорошим проводником электричества.Ранее была известна так называемая стабилизированная циркониевая керамика, которая использовалась в различных высокотемпературных конструкциях, - белый и непрозрачный керамический материал. Для использования кубического диоксида циркония в качестве драгоценного камня требовалось выращивать монокристаллы, что несравненно труднее, чем изготавливать керамический материал. Выращивание крупных кристаллов кубической окиси циркония стало возможным только с введением новой методики, называемой прямым высокочастотным плавлением в холодном контейнере. Этот метод выращивания кристаллов из расплава был разработан в 1970-1973 г. В.В. Осико, В.И. Александровым и их сотрудниками в Лаборатории лазерной техники Физического института им. Лебедева Академии наук СССР в Москве.Уменьшить стоимость фианитов и увеличить производство таких кристаллов, отвечающих по качествам требованиям геммологов, пытаются путем применения других методов синтеза. Возможно получение кубических ZrO2 из раствора-расплава и уже испытано несколько солевых растворителей, пригодных для выращивания кристаллов, однако медленные скорости роста - существенная помеха для экономически выгодного способа, конкурирующего с технологией выращивания из расплава. Делаются попытки использовать альтернативные способы достижения высоких температур, например, с помощью мощных ламп и лазеров или ионизированной плазмы. Однако лучшей до сих пор является советская технология, и любые отклонение от первоначальной технологии ухудшает качество продукта.5. Методы диагностирования синтезированных камнейЧтобы максимально полно рассмотреть эту часть аннотации, необходимо рассмотреть методы диагностики синтезированных камней по их типам.Синтетические бриллианты. В последнее десятилетие достигнуты большие успехи в синтезе ювелирных алмазов, современные технологии позволяют получать кристаллы алмазов ювелирного качества весом до 10-15 карат. В этом контексте рынок увеличил вероятность появления ювелирных изделий с синтетическими бриллиантами. В некоторых случаях вы можете использовать стандартное геммологическое оборудование, чтобы различать натуральные и синтетические алмазы. Например, включение минералов указывает на естественное происхождение, а включение металлов (железо, никель, марганец) - синтетическое. Синтетические алмазы также характеризуются неравномерным зонально-секторным распределением флуоресценции в ультрафиолетовом свете (вы часто видите крестообразные формы ультрафиолетового излучения), напротив, природные алмазы характеризуются равномерным или неравномерным распределением ультрафиолетового излучения. Однако в некоторых случаях необходимы более сложные методы исследования вещества, такие как цветная и спектральная катодолюминесценция, видимая и инфракрасная спектроскопия и люминесцентная спектроскопия.Синтетические рубины и сапфиры. Сегодня на рынке драгоценных камней выращивают множество синтетических рубинов и сапфиров, выращенных различными синтетическими методами, каждый со своими характеристиками. Таким образом, большинство синтетических рубинов и сапфиров, представленных на рынке, получают методами Вернейля, характерными чертами которых являются изогнутые зоны (чего не наблюдают с натуральными камнями), иногда с включением пузырьков газа. Синтетические рубины Вернейля характеризуются очень сильной красной УФ-флуоресценцией.Сложнее всего диагностировать рубины и сапфиры, выращенные флюсовыми и гидротермальными методами синтеза. Однако в большинстве случаев их можно различить с помощью лупы или микроскопа: для флюсов рубины и сапфиры характеризуются включениями флюса и материалами камеры роста (тиглями) - платиной, золотом и медью, а характерной особенностью гидротермального корунда является микроструктура неравномерного роста.Синтетический изумруд. В последнее десятилетие, помимо большого количества гидротермальных рубинов и сапфиров, этим методом было добыто большинство синтетических изумрудов, производимых в России и Китае. Для таких изумрудов характерны трубчатые включения, коричневые включения оксидов железа, а также ростовая и цветовая зональность. В некоторых случаях эти свойства могут отсутствовать в кристаллах синтетического изумруда, тогда для их диагностики используют ИК-спектроскопию. Широко используемый метод плавления раствора, более известный как флюсовый. Синтетический кварц. Самый важный вид синтетического кварца на рынке - аметист, полученный гидротермальным методом. Этот ювелирный материал широко используется в магазине в основном из-за его большого сходства с натуральным аналогом и сложности их отличий. Хотя включение и характерные структуры двойникования иногда позволяют различить природные и синтетические аметисты, в большинстве случаев однозначный диагноз возможен только с помощью сложных спектральных методов исследования.Другой важной разновидностью синтетического кварца является аметист, производство которого гидротермальным методом на коммерческой основе началось в 1994 году. Синтетический аметист можно определить по многим характеристикам, включая зональность цвета и двойниковую структуру. Для диагностики также используются методы определения химического состава примесей и ИК-спектроскопия.Однако синтетические технологии постоянно совершенствуются, и развитие геммологических методов диагностики также не прекращается. В некоторых случаях ситуация напоминает конкуренцию: с одной стороны, производители синтетического камня стараются максимально приблизиться к натуральным камням, а с другой стороны, геммологи разрабатывают новые методы выявления и различения природных и синтетических камней.камни. камни.Библиографический списокАндерсон Б. Определение драгоценных камней.- М.: Мир, 2015.-456 с.Балицкий B.C., Лисицына Е.Е. Синтетические аналоги и имитации природных драгоценных камней. М., Недра, 2014. 158 с.Корытный, Л. М. Экологические основы природопользования : учеб.пособие для СПО / Л. М. Корытный, Е. В. Потапова. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2019. — 374 с.Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. М., Наука, 2017. 224 с.Черепахин, А.А. Материаловедение: Учебник / А.А. Черепахин. - М.: Инфра-М, 2018. - 158 c.