Искусственный бриллиант: название и как отличить фианит?

Что такое искусственный бриллиант

Визуально искусственный камень практически неотличим от природного алмаза, разве что безупречен – в нем нет сколов, трещин, примесей. Очаровательный блестящий экземпляр – кристалл, выращенный в лабораторных условиях, имитирующих природные. Натуральный алмаз, особенно ювелирного качества, стоит больших денег, встречается достаточно редко, доступен только избранным. Синтетические экземпляры производятся в большом объеме – достаточном, чтобы покрыть спрос со стороны ювелиров и промышленников.

Люди научились выращивать в лабораториях камни из углерода, по твердости, плотности и оптическим свойствам идентичные тем, что образуются в недрах земли.

Лабораторный экземпляр сложно отличить от природного

Лейкосапфир

Лейкосапфир – бесцветный корунд, который часто называют белым сапфиром. Белые сапфиры стоят значительно дешевле своих синих собратьев и часто выступают в роли «бриллиантов» в украшениях среднего ценового сегмента. Они практически не мутнеют, проявляют выдающуюся твердость и прозрачность – словом, весьма качественная и недешевая имитация.

Синтез корунда гораздо проще и дешевле, чем получение искусственного происхождения, поэтому ювелиры часто работают именно с лейкосапфирами искусственного происхождения.

Корунды – славное семейство, включающее не только сапфиры, но и рубины. Эти камни практически идентичны по свойствам и химическому составу, за исключением добавок, определяющих цвет.

История

История производства синтетических бриллиантов началась в 1797-м, когда выяснили, что алмаз состоит из углерода. Первое время не удавалось повторить условия достаточно точно и готовые экземпляры не обладали нужными свойствами. Первый успешный эксперимент зафиксирован в 1926-м, но технический процесс оказался достаточно сложным и требовал улучшений. В 1941-м началась новая экспериментальная серия, но Вторая мировая вынудила исследователей взять паузу.

В 1954-м в Швеции произошел прорыв в сфере выращивания кристаллов – попытки создавать алмазы наконец увенчались успехом. В лаборатории удалось получить качественные небольшие кристаллы, применимые в промышленности. К 1970-му разработан и успешно внедрен способ изготовления крупных камней. Так синтетический бриллиант обрел ювелирную ценность.

Со временем ученые научились получать в лабораториях не только бесцветные, но и окрашенные кристаллы. Сейчас изготавливают голубые, красные, коричневые, золотистые камни. Оттенки синего дают включения бора, желтые получаются за счет азота, розовые и коричневые – посредством искривления решетки кристалла. Желтые синтетические минералы получить проще, чем бесцветные, а вот создание голубого – значительная сложность.

Существуют цветные и бесцветные искусственные бриллианты

Фианит

В химическом плане фианит – это кубический цирконий. Фианит является разработкой советских ученых, пытавшихся получить камень, сходный с алмазом по оптическим свойствам, но куда менее дорогой.

Это у них получилось, и теперь фианиты используются как при производстве оптического оборудования, так и для изготовления бюджетных ювелирных изделий. Внешне они похожи на алмазы, но не обладают такой игрой цвета, гораздо мягче и со временем могут помутнеть. Зато стоят очень недорого!

Где востребованы

Отличать природные от лабораторных камней сложно, поскольку ученые создают кристаллы, во всем идентичные натуральным. Большая часть изготовленного сырья идет в промышленность, на научные цели. Самые чистые образцы нужны для нанотехнологий, точного машиностроения. Их используют при конструировании особо прочного инструментария – сверл, ножей, кругов.

Как и натуральные, синтетические камни востребованы в ювелирном деле. На долю синтетических кристаллов уже приходится более 2% бриллиантового рынка, и показатели увеличиваются.

Искусственные камни используются в промышленности и ювелирном деле

Промышленное применение

Алмаз – камень, известный своей прочностью. Изобретение синтетического алмаза дало промышленности новые возможности: лабораторные экземпляры оказались тверже, практичнее, однороднее. Это позволило использовать их как особо твердый режущий инструмент, в том числе при конструировании агрегатов для обработки алмазов.

И натуральный, и лабораторный алмаз обладает огромной теплопроводностью одновременно с низкой электропроводностью. Благодаря этому сочетанию промышленный бриллиант – выгодный теплоотвод, используемый в лазерных диодах, транзисторах. Благодаря качеству теплоотвода электроника дольше служит, реже требует ремонта и замены. Алмазные термораспределители – лучший способ предотвратить перегрев полупроводника.

Алмаз инертен, тверд, слабо расширяется, поэтому подходит для окна вывода микроволнового, инфракрасного излучения. Практика показала, что лабораторный бриллиант эффективнее цинкового селенида и кремния.

В электронике алмаз собираются использовать как полупроводник – эта сфера применения пока исследуется. За счет большой подвижности электронов промышленный бриллиант обладает диэлектрическими свойствами, пригодными для транзисторов. Сконструированные на алмазах транзисторы дольше служат при сильном нагреве, меньше страдают от радиации и механического износа.

Кристаллы необходимы в промышленности

Аппарат для работ на дому

Чтобы освоить выращивание драгоценных камней в домашних условиях, потребуется собрать аппарат, используя образец Вернейля, или приобрести готовый. Устройство должно включать в себя:

• механизм, обеспечивающий постепенное поступление вещества в бункер и потом в горелку;
• муфель;
• катетометр;
• 2 отдельные системы подачи кислорода и водорода;
• кристаллодержатель и механизм его опускания.

В зависимости от выбранного вещества можно вырастить камни различной окраски:

• оксид кобальта — синие и зеленые;
• оксид железа — розовые;
• оксид ванадия — зеленые и серые.

Потребляемая мощность прибора составляет около 3 кВт. Для производства синтетического рубина весом 5–6 г потребуется примерно 3 часа, 0,2 г окиси хрома и 6 г порошка окиси алюминия.

Искусственный алмаз и имитация – разные вещи

Для непрофессионала эти термины зачастую не отличаются по смыслу, но разница между ними огромна.

Следует помнить, что искусственный алмаз – экземпляр, выращенный в лаборатории и по своим характеристикам полностью идентичный природному минералу. Он дешевле натурального камня, но дороже имитации. По прочности, твердости, красоте он не уступает появившемуся в недрах земли.

Имитация – попытка сделать самоцвет, похожий на бриллиант, из другого сырья. Чаще алмаз имитируют муассанитом, а особо дешевые подделки изготавливают из стекла и даже пластика.

Имитация и лабораторный камень – разные вещи

Муассанит

Хотя название «муассанит» не равно термину «искусственный бриллиант», некоторые недобросовестные продавцы пытаются реализовать под видом алмаза именно этот камень. Технология создания муассанита разработана в 1905-м. Камень назван в честь автора, состоит из карбида кремния и широко применяется в промышленности. В природе муассанит встречается заметно реже; натуральные образцы по качеству уступают синтезированным на заводах. Хотя качественный муассанит похож на алмаз, это разные породы, отличающиеся по физическим и оптическим свойствам (а также по цене).

Бриллиант нередко подделывают

Фианит

Фианит изготовлен в СССР в 1968-м, назван в честь Физического института Академии наук. Его разрабатывали как минерал для лазерных установок. Химически фианит – диоксид циркония. За пределами России его называют цирконитом, джеволитом. В ювелирной промышленности используют крупные прозрачные кристаллы, красиво переливающееся на свету. Хотя визуально неспециалист не заметит разницы между бриллиантом и фианитом, не стоит обманываться – это разные породы. Оптические, физические, химические свойства алмаза и фианита отличаются.

Фианит

Нексус

Нексус – имитация бриллианта, получившая название по имени производителя – компании Nexus Diamonds. Бренд создает красивые камни, позиционируя их как семейные реликвии, которые обладают большим статусом, нежели самоцветы, валяющиеся на земле.

Стразы

В качестве имитации бриллианта используются стразы, чаще – Сваровски. Так называется хрусталь с усовершенствованным составом, производимый компанией Сваровски. Марка действует с середины позапрошлого века, располагает собственной формулой, производит блестящие, красивые кристаллы.

Кристаллы Сваровски

Сравнительные характеристики камней

Внешне отличить искусственный самоцвет от натурального очень сложно. Имитация не имеет ни вкраплений, ни дефектов, имеет те же физико-химические свойства, что и оригинал.

Но отличает имитацию и оригинал сроки и пути получения самоцвета. Натуральные камни формируются миллионы лет в естественной среде, копии же изготавливаются за считанные часы (1–2 мг/ч) в лабораториях.

Увидеть различия можно с помощью профессионального оборудования. При увеличении в 80 раз и более видна зернистая структура синтетического камня. А еще известно, что они реагируют на магнит. Если положить самоцвет на белый лист бумаги и при этом по краю камня будет видна белая полоса, то скорее всего он искусственный.

В условиях специализированной лаборатории можно найти отличия с помощью флюоресцентного анализа, Рамановской и инфракрасной спектрометрии, спектроскопии.

Разработаны специальные приборы для идентификации кристаллов: «DiamondSure» и «DiamondView».

В продолжение темы смотрите видеосюжет:

Модные веяния

Бриллиант привлекает людей издавна, поэтому в прошлом его столь же часто имитировали, как и сейчас. Ранее алмаз подменяли цирконом, шпинелью, хрусталем, рутилом.

Синтетические аналоги камня – это самостоятельная сфера ювелирного рынка. Мода на лабораторные образцы растет из года в год в соответствии с идеологией ответственного потребления. Поскольку при изготовлении лабораторных кристаллов наносится меньше вреда экологии, все больше покупателей хотят обладать такими украшениями.

Стразы

В эту группу входят разнообразные имитации бриллиантов, созданные на основе стекла. Обычную стекляшку сложно перепутать с благородным камнем, но ювелиру Георгу Страссу удалось приблизиться к идеалу хотя бы визуально. Он разработал технологию нанесения металлической пудры на поверхность стекла, что позволило получить эффектный «бриллиантовый» блеск.

Цена страз колеблется в широчайших пределах: от копеечной для безделушек китайского производства до весьма кусачей для знаменитых кристаллов Сваровски. Однако самый качественный страз даже близко не стоит к бриллианту, а царапается он практически как обычное стекло.

Стразы Swarovski имеют уникальный состав, поэтому так высоко ценятся в мире. Маэстро более века назад разработал технологию производства искусственного хрусталя, которая по сей день остается секретной и непревзойденной.

Методики выращивания

Есть несколько основных технологий изготовления искусственных алмазов. Самая распространенная – создание кристалла при повышенном давлении и нагреве HPHT. Этот способ требует использования тяжелого пресса. Он дешев в реализации, прост и дает качественный результат.

Копирование природы

Для реализации технологии HPHT используется тяжелый пресс и рабочая камера. Объект нагревается, благодаря прессу находится под большим давлением. Заготовку для камня кладут в рабочую камеру, через неделю достают готовый кристалл. Метод позволяет получать кубы, восьмигранники.

В газовой среде

Химическое осаждение – метод производства кристалла посредством оседания углерода из газовой взвеси на затравку. Разработка технологии начата в 1980-х. Способ гибок, удобен, применим для небольших промышленных зон, позволяет точно контролировать химический состав минерала. В газовой среде выращивают тонкие пленки на крупных заготовках. Технология не требует повышенного давления.

Создаем алмаз дома

Создать искусственный бриллиант можно самому. Для этого используют оливковое масло, пару чашек, 3 стержня графита, нитку. Масло заливают в емкость, укладывают по диаметру нить, обвязывают ею графит и укладывают стержень на спички или зубочистки, оставляют на полчаса. Выждав, убирают нитку, переворачивают емкость, выкладывают пару чистых стержней, на них – промасленный. Грифели накрывают второй емкостью и ставят в микроволновку. В промасленной зоне формируется алмаз. В процессе возможно искрение в печи.

Можно сделать искусственный алмаз даже дома

Органические соли

Чтобы синтезировать кристаллы из растворов, в качестве основы используются органические соли. Из этих веществ, называемых квасцами, Марк Годен получил кристаллы рубина. Для этого он сплавил сульфат калия и алюминия с хроматом калия.

Используя некоторые из веществ, любители химии выращивают кристаллы самостоятельно. Например, в домашних условиях получают красивые ярко-синие кристаллические образования из медного купороса. Кроме того, для самостоятельного выращивания минералов различных цветов можно использовать:

• хлорид калия;
• железный купорос;
• сульфат никеля;
• алюмокалиевые квасцы;
• соль Мора;
• калиевую селитру и некоторые другие.

Выбирая подходящий реагент, учитывают, что он должен отвечать таким требованиям:

• растворяться в воде или другом растворителе;
• быть стабильным к повышению температуры;
• не представлять опасности для здоровья при правильном использовании.

Методика выращивания кристаллов из органических солей основана на приготовлении перенасыщенных растворов с последующей кристаллизацией в открытой емкости. Процесс получения красивого «камня» занимает не один месяц и состоит из нескольких ключевых шагов.

Приготовление маточного раствора

Этот этап включает ряд действий:

1. В термостойкий стакан объемом 1 л налить 700–800 мл достаточно горячей воды, температура которой равна 50 ℃.
2. Постепенно — по 1 столовой ложке — добавлять выбранное вещество и перемешивать состав до полного растворения порошка.
3. Когда раствор станет насыщенным, то есть вещество перестанет растворяться, добавить еще 2 столовые ложки и оставить на 24 часа.
4. Чтобы в жидкость не попали посторонние частички пыли, емкость можно накрыть листом фильтровальной бумаги.

Получение затравки

Включает в себя несколько шагов:

1. Для начала понадобится перелить полученную жидкость в термостойкую колбу, пропуская ее через фильтр, и добавить 1 чайную ложку вещества, в качестве которого могут выступать выпавшие в первоначальном растворе кристаллы.
2. Чтобы вещество растворилось, рекомендуют нагревать емкость на водяной бане при температуре не выше 60–70 ℃.
3. Чистую емкость ополоснуть кипятком, чтобы она нагрелась до той же температуры, что и раствор, и перелить жидкость в посуду.
4. Обернуть емкость тканью, например, полотенцем, накрыть фильтровальной бумагой и дать остыть.
5. Когда состав станет прохладным, на дне и стенках стакана образуются небольшие кристаллы, из них надо выбрать один, который и станет основой будущей «драгоценности».

Получение камня

Выращивание монокристалла будет производиться из полученной затравки:

1. Понравившийся образец надо плотно обмотать ниткой или леской.
2. Другой конец нити можно намотать на палочку или карандаш, которые будут служить опорой.
3. Опустить затравку в стакан с раствором комнатной температуры.
4. Кристалл растет постепенно, в течение этого периода его нельзя вытаскивать или поворачивать. Если жидкость будет испаряться, обнажая «камень», потребуется долить раствор.
5. После того как кристалл достигнет желаемых размеров, его следует аккуратно достать и положить на салфетку.

Иногда выращенные образцы подвержены выветриванию, то есть разрушаются при испарении кристаллизационной жидкости и превращаются в порошок. Сохранить их можно в парафине или под слоем растительного масла.

Некоторые специалисты рекомендуют покрывать поверхность кристалла 2 слоями бесцветного лака

Как выбрать

При покупке искусственного алмаза важно выбирать внимательно, чтобы не наткнуться на имитацию. При внешнем изучении оценивают блеск, чистоту, оттенок камня. Предпочтительны бесцветные экземпляры без недостатков. Специалисты советуют проверить приглянувшийся камень при многократном увеличении – только так можно убедиться, что дефекты отсутствуют. Цена синтетического алмаза на 10-15% ниже, чем расценки на природный камень.

Подбирая имитацию бриллианта, предпочтительнее брать муассанит. Его оптические, физические параметры наиболее близки природному камню.

Стоимость синтетических кристаллов

Внешне оригинал и имитация – неотличимы: нет ни примесей, ни дефектов. Стоимость за диоксид циркония начинается от 1,5 долларов за 1 карат, муассанита – от 75 долларов за 1 карат. Желтый алмаз стоит от 200 долларов, а розовато-оранжевый – от 3000 долларов за 1 карат.

Натуральные алмазы – ресурс, который в скором времени иссякнет. По некоторым данным, земля уже исчерпала ресурсы для производства натурального минерала. Поэтому производство искусственных самоцветов все больше и больше набирает популярность.

Знали ли вы о существовании искусственных алмазов? Рассказывайте о своем опыте в комментариях. Делитесь статьей с друзьями в соцсетях. Всего доброго.

Основные выводы

1. Искусственный бриллиант получают из алмазов, выращенных в специально созданных условиях. Процесс занимает несколько дней. Кристаллы имеют аналогичны природным минералам химический состав. Применяя особые технологии, специалисты получают как бесцветные, так и цветные (розовые, желтые, голубые) кристаллы.
2. Синтезированные алмазы – это ценное сырье для промышленного производства и ювелирного искусства.
3. Имитация и искусственный бриллиант – это разные понятия. Копиями драгоценного камня являются фианиты, муассаниты, стразы, нексусы.
4. Выращивают кристаллы химическим и физическим способом.
5. Стоимость синтетического самоцвета зависит от массы, оттенка, огранки бриллианта. Наиболее дорогостоящим считают розовый кристалл.
6. Отличить выращенный в специальных условиях экземпляр от натурального сможет только опытный геммолог.

Делитесь своими впечатлениями по поводу прочитанного и оставляйте отзывы в комментариях.

Интересные факты

В Книге рекордов Гиннеса есть сведения о самом крупном бриллианте, созданном человеком. Размер его составляет 34 карата.

В самом конце двадцатого столетия учёными-химиками получен алмаз из человеческих и животных останков. Узнав об этой технологии, многие состоятельные люди сохраняют память об умерших родственниках в бриллиантах. Так возник очень прибыльный бизнес.

Самым крупным рынком сбыта бриллиантов являются Соединённые Штаты Америки (жители страны приобретают больше половины украшений с алмазами в мире).

Учёные их Германии создали искусственные кристаллы из арахисового масла, а мексиканские химики получили пар, содержащий алмазы, из текилы, который можно применять при напылении алмазной плёнки.

Самыми близкими по своей структуре минералами являются графит и алмаз. Графит может превращаться в алмаз и наоборот, но алмаз при этом принадлежит к самым твёрдым минералам, а графит – к самым мягким.

Истоки синтеза

У истоков синтеза алмаза стоял профессор гарвардского университета П. Бриджмен. Благодаря его исследованиям удалось осуществить «волшебное превращение» и получить из графитового порошка искусственный минерал. Первым этого смог добиться член исследовательской группы лаборатории «General Electric» Трейси Холл.

Ученый принимал участие в разработке оборудования высокого давления для производства искусственных алмазов. Впоследствии такая система была создана и получила название «халвбелт». Впервые эксперимент завершился успехом 16 декабря 1954 года. Получить искусственный камень удалось в условиях повышения давления до 70000 атмосфер при температуре 1600 °C из графита и троилита.

Область применения

Созданные человеком алмазы (приблизительно 80 процентов) нашли широкое применение в промышленности (стеклорезы, наконечники для свёрл, подшипники, напыление шлифовальных инструментов и ножей), в электронике (для изготовления прослоек в микросхемах), в медицине (при использовании лазерных технологий, при лечении зубов).

Потребность в этом минерале объясняется и высоким спросом на ювелирные изделия (кольца, серьги, подвески, браслеты).

С каждым годом сфера использования этого камня расширяется.