Штучні кристали, природні кристали, вирощування каменів
природні кристали
Серед різних гірських порід зустрічаються кристалічні (зазвичай магматичні і вулканічні породи) і некристалічні (зазвичай осадового походження). Особливий інтерес представляють кристалічні гірські породи (або природні кристали), про яких і піде мова.
Серед виставлених в магазинах на показ дорогоцінних і напівкоштовних каменів (представлених у вигляді природних кристалів або осадових порід) у деяких з них є табличка "натуральний камінь". Це означає, що такі камені знайдені в природі, оброблені і виставлені на продаж. А що тоді представляють інші камені без табличок? Це мінерали і камені вирощені на заводі! (Або штучні кристали). Можна вирощувати аметисти, цитрини, Моріон, які не поступатимуться природним мінералам. Але ось собівартість таких мінералів і каменів буде набагато нижче! (Звичайно це стосується не всіх мінералів, вирощуваних штучним шляхом)
Вирощування штучних кристалів цікавило людей ще в IX столітті. І перш за все інтерес представляли дорогоцінні мінерали: рубін і сапфір. Зараз такі мінерали виробляються мільйонами карат щорічно!
Штучні кристали каменів виконується з розплавів, з розчинів, з газу, але звичайно, для кожного мінералу існує свій спосіб отримання, своя технологічна особливість. (З цією особливістю пов'язана така різноманітність мінералів в природі!). Наприклад, кристали кварцу (гірський кришталь, аметист, морион) ростуть у водних розчинах природних минерализаторов. Про це свідчить хімічний склад кварцу. Для вирощування штучного кристала каменю природні умови моделюються також штучно!
Цікаве питання про швидкість росту. Тут немає однозначної відповіді. Швидкість зростання штучних кристалів каменів залежить від умов зростання, глибині залягання породи і тиску, концентрації природного розчину, які породи оточують зростаючий кристал і багато іншого. Якщо врахувати те, що в самому середньому випадку зростання мінералів може відбуватися роками і століттями, то створюючи штучні умови вирощування кристалів каменів. отримали майже "космічну" швидкість - порівнянну зі швидкістю росту волосся у людини! Якщо коротко описати процес штучного вирощування кристалів каменів, то вихідна сировина (наприклад негарний, зруйнований кварц) руйнується в лугу до молекулярного стану і потім з молекул кремнезему (SiO2) створюється ідеально правильний прозорий кристал. Робиться це за допомогою спеціальних запалів. Затравки для вирощування штучних мінералів - прозорі тонкі витягнуті в довжину пластинки, що виготовляються з тих же синтетичних кристалів. При цьому обов'язково контролюється відповідна температура, тиск, концентрація розчину. Найменші відхилення від заданих параметрів - і кристал буде безнадійно зіпсований! Ще однією важливою умовою вирощування штучних каменів - це перепад температур внизу і вгорі ємності де вони ростуть. При цьому відбувається перенесення молекул в розчині і надходження їх до затравки.
Штучні кристали аметистів
Штучні дорогоцінні й напівкоштовні камені, наприклад, аметисти, вирощені на заводі, нічим не відрізняються від своїх знаменитих уральських і бразильських побратимів: ні зовні, ні за структурою.
Дивує не багатство різновидів кристалів, їх колірних відтінків, а сам розмір! такі коштовності побачиш не часто! Лимонно-жовтий цитрин, ніжно-блакитний і яскраво-синій Перуна, фіолетовий аметист, димчастий раухтопаз, майже чорний моріон, блакитна бірюза, аквамаринові берили, янтарно-коричневий топаз, - дивишся і не можеш надивитися!
Популярність аметисту пояснюється його фіолетовим кольором різної густоти і відтінків. Довго не могли зрозуміти природу забарвлення каменю. Спочатку припускали, що цю забарвлення надає каменю марганець. Але відтворити штучним шляхом - не виходило. Пізніше стало відомо, що аметистова забарвлення кварцу (а аметист - це кварц) викликана наявністю іонів четирехвалентного заліза. Ці іони входять в кристалічну решітку і заміщають в ній кремній.
В ході експериментів виявлено те, що якщо іони заліза займуть інше положення, то вийде інша забарвлення кристала. Багато що залежить від концентрації розчину, в якому ростуть штучні кристали. Слабкіше концентрація - домішки заліза забарвлюють кварц в бурий колір, сильніше концентрація - колір стає зеленим. Кольором можна грати і вибирати найвиразніші відтінки!
Але технологія пофарбованого кварцу не набула поширення. По-перше, солі металів, що входять в природний мінерал, що не "хотіли" розчинятися в лугах; по-друге, що ростуть кристали "прагнули відторгнути від себе" домішки (тобто всі колірні добавки). Саме тому в багатьох країнах технологія вирощування штучних кристалів каменів так і не налагоджена.
Розроблено нові методи і сьогодні відомі 2 технології. Аметисти вирощують кристалізацією з розчину в автоклавах. Технологічний цикл зростання триває 2 місяці. Аметисти виходять абсолютно безбарвними і майже нічим не відрізняються від самого звичайного кварцу. Для прояви забарвлення вирощені штучні аметисти піддають гамма або рентгенівського опромінення (всі природні гірські породи опромінювалися, завдяки радіоактивним вкрапленням). До речі, родовища природних кристалів аметистів розташовані в тих зонах, де є підвищений рівень радіоактивності.
Ціна аметистів в значній мірі залежить від кольору каменю. Блідо-лілові або світло-фіолетові мінерали зазвичай в десятки разів дешевше, ніж густо-фіолетовий. Мінерали, вирощені на заводі мають густий фіолетовий колір.
Дивно, що в одних і тих же умовах отримують різні мінерали - і аметисти, і цитрини. Ось, де народжуються розсипи самоцвітів! Все залежить від орієнтації затравочних пластин і від того, в якому напрямку йде зростання. Наприклад, для аметисту беруть пластини з паралельними гранями. Залежно від орієнтації платсін домішки хімічних сполук входять до кристалічну решітку по-різному. У підсумку - різні мінерали, різний колір! Темно-димчастий, майже чорна забарвлення мориона пояснюється наявністю алюмінію, крім того, вирощені кристали обов'язково опромінюють.
Дуже гарний кварц блакитного кольору (перукніт). Його забарвлення пояснюється наявністю іонів кобальту. Можливо отримати відтінки від ніжно-блакитного до яскраво-синього василькового. Але в природі такий різновид кварцу ще не знайдена.
З жовтих або жовто-зелених бериллов після нагрівання отримують кристали чудової краси з блакитним або блакитно-зеленим забарвленням. Після такої обробки камінь називають аквамарином.
Перейти на англійську
Artificial crystals and natural crystals