Как сделать сапфир

Обновлено: 06.07.2024

Многие цветные драгоценные камни можно воссоздать в лабораторных условиях. История их искусственного производства гораздо длиннее, чем у бриллиантов. Тема Главы 1- искусственные (синтетические) рубины, сапфиры, изумруды, шпинель и кварц, и технологии синтеза.

Рубины и сапфиры

По химическому составу рубин – это оксид алюминия, красную окраску которому придает присутствие хрома. Часто искусственные рубины получают методом простого расплава оксида алюминия с небольшими добавками хрома. На выходе мы имеем кристалл с точно такой же атомарной структурой, с точно такими же оптическими свойствами, твердостью и химическим составом, как и у настоящего природного рубина. Но лишь с одной существенной разницей: местом происхождения. В одном случае это лаборатория, а в другом – недра земли. Как видно на фото ниже, внешний вид синтетических камней может быть идеальным и совершенным.

Долгое время рубин и сапфир считались наиболее ценными и востребованными драгоценными камнями. К тому же никогда этих драгоценных камней не добывали в достаточном количестве, чтобы полностью покрыть мировой спрос на них. Ничего удивительного нет в том, что амбициозная цель их искусственного создания вполне оправдывала средства. Самые первые опыты в этой области были проведены Марком Годеном в середине 19 века во Франции, хотя ему так и не удалось создать корунд ювелирного качества.

Коммерческая технология производства искусственных рубинов была разработана в Париже, Эдмундом Фреми. Все полученные им рубиновые кристаллы были очень мелкими и могли полностью уместиться в тонком и неглубоком блюдце. Но их производство было дешевым. В больших количествах такие рубины широко применялись в часовых механизмах и в приборных подшипниках. Однако технология не позволяла вырастить крупный и насыщенный по цвету драгоценный камень. В последнее десятилетие 19 века, один из ассистентов Фреми, Огюст Вернейль, разработал новую технологию выращивания искусственных рубинов. Метод Фреми предполагал растворение оксида алюминия в соляном расплаве, и в процессе постепенного охлаждения происходила кристаллизация рубинов. Принцип метода Вернейля уже был описан выше.

Иными словами, получить рубин можно, добавив щепотку хрома в оксид алюминия. Для получения сапфиров требуется больше компонентов, так как сапфиры имеют более разнообразную цветовую палитру. Технология Вернейля годится для выращивания кристаллов всего семейства корунда, главное – правильно составить исходную смесь и экономическая целесообразность, которая в случае с рубинами и сапфирами очевидна и не вызывает сомнений.

Интересно отметить, что конструкция плавильной печи Вернейля не претерпела принципиальных изменений с момента ее первого представления широкой публике - с 1904 года. Ее с тех пор автоматизировали, так что теперь задействовано минимальное количество персонала для обслуживания множества таких электрических печей.

В настоящее время существуют производства в Германии, Франции и Швейцарии, которые имеют в своем распоряжении порядка 1,000 единиц оборудования, работающих круглосуточно. Крупные промышленные производства есть в Китае, России, Таиланде и много где еще в мире. Производительность всех этих заводов измеряется не в каратах, а в тоннах, и цена драгоценного искусственного корундового сырья очень низкая – в пределах нескольких центов ( USD ) за карат. Кристалл, выращенный таким образом, называется буля. Дальше происходит его машинная или ручная (там, где стоимость рабочей силы низкая) огранка , и камни массово поступают в ювелирные торговые сети.

Драгоценные синтетические корунды, полученные методом кристаллизации в пламени

Синтетический сапфир (наносапфир, корунд) — это ювелирно-поделочный камень, полученный нано (искусственным) путем. Его выращивают в лаборатории из оксидов металлов с применением современных технологий. По внешним данным и по физико-химическим свойствам такой камень не уступает оригиналу. Ювелирные изделия со вставками из искусственных минералов пользуются большим спросом на рынке благодаря относительно невысокой стоимости.

Описание искусственного сапфира

Синтетический сапфир получают искусственным путем.

Такой сапфир имеет ровную окраску и яркий блеск. На нем нет сколов, трещин, природных вкраплений и прочих дефектов, которыми обладают природные самоцветы. В минералогии сапфирами называют камни исключительно синего цвета. Сапфировые корунды могут быть как прозрачными, так и окрашенными в разные цвета, преимущественно в голубой и синий.

Разновидности и цвета

Камень, полученный синтетическим путем, лишен окраски. Его называют лейкосапфиром. Высокая прочность, термостойкость, прозрачность минерала позволяют использовать его в промышленности при производстве микросхем, светодиодов, экранов в мобильных устройствах.

В ювелирном деле чаще применяют окрашенные разновидности корунда. Наиболее распространенными являются сапфиры синего и голубого цветов, т.к. они более правдоподобно имитируют оригинал.

Встречаются и другие оттенки:

розовый;
оранжевый;
желтый;
зеленый;
фиолетовый;
черный.

В ювелирном деле встречаются различные оттенки сапфиров.

Ученые научились выращивать синтетический звездчатый сапфир. Это камень создает необычный оптический эффект.

При освещении на поверхности самоцвета можно увидеть светлое пятно с расходящимися в разные стороны лучами.

История создания

Первые попытки создать искусственный сапфир предпринял французский ученый-химик Огюст Вернейль в 1886 г. Спустя 16 лет ему удалось получить монокристалл путем расплавления оксидов металлов в огне горелки при определенной температуре с последующим их охлаждением.

Позднее домашняя лаборатория Вернейля превратилась в промышленное производство, которое стало изготавливать до 3 т корундов в год. Этот метод получения искусственных камней, получивший название метод (процесс) Вернейля, используют и по сей день.

Методы производства искусственных кристаллов

Наносапфиры синтезируются в промышленных масштабах по всему миру. Помимо метода Вернейля используются и другие технологии.

Метод Киропулоса основан на выращивании корундов из расплава оксида алюминия. Затравочный кристалл погружают в жидкую среду, где при помощи нагрева начинается его рост. Постепенно его вытягивают из расплава, непрерывно вращая вокруг своей оси.

Синтетические сапфиры синтезируются по всему миру.

Другие методы получения сапфиров из расплава (Чохральского, Степанова) основаны на перемещении кристалла или емкости в поле температурного градиента. При этом способе температурные значения расплава равны температуре плавления или немного выше нее. Нижняя часть затравочного кристалла постоянно находится в контакте с расплавом. Кристалл наращивается вниз вокруг затравки и вытягивается в монолитный цилиндр.

Обработка после выращивания

Для предотвращения растрескивания полученные сапфиры подвергают послеростовому отжигу в специальных установках. В дальнейшем им придают нужную форму с помощью лазерной шлифовки и полировки суспензиями и пастами. Из-за хрупкости материала обработку с использованием токарных, сверлильных и шлифовальных станков не используют.

Окрашивают и облагораживают синтетические сапфиры с применением разных технологий: диффузной обработки солями металлов, нагрева, облучения ультрафиолетом.

Свойства искусственного сапфира

Выращенный искусственно корунд внешне похож на настоящий камень и имеет идентичную с ним кристаллическую структуру. Он обладает высокой прочностью и сильным блеском. По степени прозрачности камни могут быть разными: от прозрачного бесцветного (лейкосапфир) до непрозрачного черного.

Физико-химические

Основной структурный элемент синтетического корунда — оксид алюминия. Значение относительной твердости поверхности — 9 баллов по десятибалльной шкале Мооса. Плотность — 3,93 г/см³. Температура плавления — выше 2000 ºC. Минерал вступает в химическую реакцию с кислотами и растворяется в них.

Оксид алюминия является основным структурным элементом сапфира.

Лечебные

Как и многие самоцветы, сапфир обладает лечебными свойствами и применяется в нетрадиционной медицине. Он воздействует как на физическое, так и на духовное состояние человека.

Считается, что минерал помогает при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, болезнях кровеносной системы. Ношение амулетов с этим камнем улучшает зрение и слух, способствует избавлению от кожных патологий. Постоянный контакт с сапфиром повышает настроение, уменьшает проявления апатии и депрессивных состояний, избавляет от бессонницы.

Магические

Синий корунд является символом верности, целомудрия и скромности. Он помогает своему владельцу обрести любовь, наладить отношения с партнером в браке. Сапфир — защитник от негативных потусторонних явлений: сглаза, порчи, приворотов. Он также ограждает от влияния завистливых людей, сплетников и клеветников. Неуверенному в себе человеку самоцвет придает решительности и смелости.

Считается, что минерал обладает мощной положительной энергетикой. Он помогает развивать лучшие человеческие качества: доброту, отзывчивость, сострадание. Творческим людям он дарит вдохновение, стимулирует их на поиски нестандартных подходов к осуществлению проектов.

Синий корунд защитит от сглаза и порчи.

Синий сапфир является главным символом 45-летней годовщины свадьбы.

В этот день супруги обмениваются обручальными кольцами со вставками из этого минерала.

Сферы применения

Помимо ювелирной промышленности наносапфиры применяют и в других сферах:

Медицине. Лейкосапфиры используют в качестве материала для изготовления хирургических лезвий, искусственных хрусталиков глаза, оптических элементов диагностических приборов, брекет-систем в стоматологии.
Оптической промышленности. Наносапфир является сырьем для производства крупногабаритной оптики, защитных стекол, линз, призм.
Приборостроении. Синтетический минерал применяют в качестве подложек для полупроводниковых микросхем, оптоэлектронных устройств.
Лазерной технике. Минерал используют для производства титан-сапфировых лазеров и усилителей.
Авиации и ракетостроении. Из твердого камня изготавливают тонкое ударопрочное стекло для иллюминаторов самолетов и космических станций.

В строительстве сапфир применяется для производства теплоизоляционных материалов нового поколения.

Украшения с синтетическим камнем

Искусственно выращенные камни позволяют снизить стоимость ювелирных изделий со вставками. По своей структуре и физико-химическим свойствам они являются полными аналогами природных минералов. Внешне они даже превосходят оригинал.

Украшения с синтетическим камнем позволяют снизить стоимость изделия.

Натуральные породы не всегда имеют ровную поверхность без трещин и посторонних включений. Сапфировый корунд лишен всех этих недостатков: украшения с такими камнями с эстетической точки зрения выглядят более привлекательными.

На что обратить внимание при выборе

Покупая изделие с сапфировым корундом, необходимо обратить внимание на бирку, на которой должна быть указана информация об искусственном происхождении минерала. Камень лучше рассматривать при хорошем освещении под лупой. Выращенный в лаборатории кристалл имеет ровный цвет, прозрачен. Из посторонних включений можно заметить только пузырьки воздуха.

Как носить и ухаживать

Наносапфиры отличаются прочностью и устойчивостью к механическому воздействию, поэтому не требуют специального ухода. По мере загрязнения их очищают проточной водой или мыльным раствором, после чего протирают мягкой тканью. Хранить изделия с сапфирами лучше в отдельном тканевом мешке, поскольку из-за высокой прочности камня они могут повредить другие украшения.

Корунды нельзя бросать, ронять. Несмотря на твердость, в них могут появиться микротрещины, что в дальнейшем приводит к разрушению. Сколы на поверхности портят внешний вид изделий.

Дуплеты с натуральными сапфирами

Дуплетами называют камни-композиты, составленные из 2 слоев. Тонкая пластина настоящего сапфира образует верхний слой, а под него клеится искусственный минерал или его дешевая имитация. Дуплеты часто делают из поврежденных камней, когда нужно скрыть дефекты.

Дуплеты делают из поврежденных камней.

Клей подбирают так, чтобы он совпадал по цвету и с верхним слоем, и с нижним. Определить дуплет можно при помощи лупы. Достаточно посмотреть на камень сбоку, чтобы обнаружить границу склейки обеих половин.

Прочие имитации природного корунда

Синтетический корунд является структурным аналогом природного кристалла, но отличается от него химическим составом и содержанием микропримесей. С эстетической и практической точек зрения он является наиболее приемлемой копией натурального сапфира.

К естественным имитациям непрозрачного сапфира относят экземпляры, полученные из отходов натуральных камней путем склеивания или прессования. В эту группу также можно отнести окрашенные природные минералы других пород.

Дешевые подделки изготавливают из стеклянных сплавов, в состав которых вводят оксиды металлов для получения нужной окраски.

Непрозрачные камни имитируют при помощи окрашенных пластмасс.

Как отличить натуральный сапфир от имитации

Отличить натуральный сапфир от сапфирового корунда или искусно изготовленной фальшивки под силу лишь эксперту. Чтобы не ошибиться с выбором, ювелирные изделия стоит приобретать в надежных магазинах, проверять маркировку, задавать уточняющие вопросы продавцу.

Отличить натуральный сапфир от имитации сложно.

Искусственное происхождение камня могут выдать микроскопические пузыри воздуха или частицы пыли, попавшие внутрь кристалла при его выращивании. Качественно выполненные дуплеты распознать сложно, поскольку место склейки нередко скрыто оправой.

Механическое воздействие

На поверхности натуральных сапфиров, как и их выращенных в лаборатории аналогов, не остается царапин от острых предметов. Поцарапать же дешевую стеклянную или пластиковую подделку легко.

Место склейки дуплета проявится более отчетливо, если погрузить камень в масляную жидкость. В этом случае границы 2 соединенных между собой пород приобретут разный оттенок.

Официальные методы

Исследование под микроскопом обнаруживает отличия между природным и искусственным корундами. Нехарактерная для естественного образования структура роста выдает синтетический камень. В наносапфиры часто добавляют примеси титана, которые придают им синий или голубой цвет. При свете ультрафиолетовой лампы искусственный аналог приобретает зеленоватый оттенок, что выдает наличие посторонних примесей.

Какой сапфир лучше выбрать: натуральный или синтетический

Натуральные камни стоят в несколько раз дороже, чем их синтетические копии. Это объясняется себестоимостью изделий, в которую входят затраты на производство и реализацию. Месторождения природных минералов иссякают с каждым годом. Кроме того, на добычу самоцветов затрачиваются большие ресурсы, что тоже повышает конечную стоимость украшений.

Натуральные камни стоят очень дорого.

Производство синтетических корундов обходится дешевле. Но это не значит, что полученный искусственным путем камень хуже. Часто он выглядит эстетичнее оригинала и имеет более яркую окраску. По структуре и составу он идентичен натуральным минералам.

Достоинства и недостатки

Наносапфиры имеют свои положительные и отрицательные стороны.

К преимуществам синтетических корундов относятся:

ровная поверхность без трещин и посторонних включений;
насыщенный цвет;
устойчивость к царапинам, ультрафиолетовому излучению, воздействию большинства моющих средств;
невысокая стоимость.

Недостатками можно считать лишь лабораторное происхождение камня и его идеальный внешний вид. Многим людям важно осознание подлинности, поэтому некоторые несовершенства натуральных пород будут для них преимуществом.

Полезные рекомендации

Выбирать украшение с сапфирами стоит исходя из собственных предпочтений и финансовых возможностей. Тем, кто верит в магические и целебные свойства камней, стоит приобретать настоящие самоцветы. Считается, что только они обладают сверхъестественными способностями. При покупке натурального камня стоит потребовать у продавца документы, подтверждающие его подлинность.

Людям, которые ценят прежде всего привлекательный внешний вид и отсутствие изъянов в камнях, больше подойдут искусственные сапфиры. Приобретение украшения с таким корундом — хороший вариант для тех, кто хочет сэкономить.

– Искусственные сапфиры начали выращивать более ста лет назад, – рассказывает гендиректор. – Их использовали для швейцарских часов, и первый сапфир вырастили именно в Швейцарии. С появлением электроники выяснилось, что сапфир – это уникальный материал, у него масса применений. Определенные устройства на сапфире работают лучше, чем на кремнии. Например, сапфир быстрее проводит тепло. Он идеален для изготовления светодиодов. В Японии такие светодиоды изобрели в конце 80-х годов, а с конца 90-х их производят промышленно. Помните первые кнопочные телефоны? Нажимаешь кнопку – снизу загорается подсветка. Белая, зеленая или голубая подсветка – первое промышленное применение сапфира. Позже выяснилось, что светодиод гораздо экономичнее традиционных источников света. Более того, он меньше в размерах. И светодиоды начали использовать для подсветки жидкокристаллических экранов. Еще помните момент, когда вместо трех часов без подзарядки ноутбуки стали работать пять-шесть часов? Время работы аккумуляторов увеличилось за счет экономии на подсветке, ее заменили на светодиодную, изготовленную на основе сапфира. А уже потом светодиоды стали применяться и в телевизорах, потому что с их помощью появилась возможность делать телевизоры гораздо тоньше.

– Сапфир настолько уникален, что его можно использовать и как оптический материал. У него прекрасное светопропускание, при этом он второй по твердости материал на планете. Его нельзя поцарапать ничем, кроме алмаза. То есть защитное покрытие из сапфира будет фактически вечным, если только вы не станете царапать его бриллиантовым кольцом. Именно поэтому половина швейцарских часов делается из нашего сапфира, – говорит Качалов.

– И именно поэтому Apple стал использовать его в пятом iPhone, защищая видеокамеру…

– Да, если линза поцарапана, то на фотографиях будет дефект, а в случае использования сапфира высокое качество съемки гарантируется. Затем в iPhone 5S компания решила внедрить биометрический сенсор, разблокировку по отпечатку пальцев, и, чтобы было меньше ошибок при считывании информации, кнопку тоже стали делать из сапфира. Возможно, в следующих моделях будет сапфировый экран. Это гарантирует не только его прочность, но и точность реагирования на прикосновения, а значит, управлять экраном будет легче.

Умные часы Apple Watch также сделаны из сапфирового стекла, причем снизу расположены биометрические сенсоры, которые считывают пульс человека. Для повышения точности эти части тоже защищены сапфировыми окошками.

Кристаллы высокой чистоты

На столе лежит круглая прозрачная сапфировая пластина размером с CD-диск. Я пытаюсь взять ее в руки, но она не поддается и только скользит по поверхности стола. Олег Качалов, понаблюдав за моими мучениями, дает ценный совет:

– Сдвиньте ее на край. Пластина настолько ровная, что прилипает к столу.

Сдвигаю тонкий круг на край стола и беру его в руки. Он легкий и приятный на ощупь.

– Сколько стоит такая пластина?

– Около тысячи долларов. Нам приходится снижать цены.

– Чем отличаются искусственные сапфиры от настоящих?

– Настоящие, как правило, голубого цвета. А искусственный, который вы держите в руках, абсолютно бесцветный, прозрачен, как стекло. Это кристаллы высокой чистоты. Дело в том, что в сапфире, предназначенном для электроники, не должно быть никаких примесей. Несколько атомов могут испортить кристалл. А именно примеси и дают окраску.

– То есть теоретически вы можете вырастить сапфир любого цвета?

– В принципе, да. Если добавить в исходное сырье – это оксид алюминия – железо, то получится голубой оттенок, как у природного камня. Если добавить хром, получится рубиновый цвет. Существует более трехсот разновидностей ювелирных сапфиров, производящихся искусственно. Но мы этим не занимаемся.

– Как выращивают сапфиры?

– Свойства материалов, как вы знаете, зависят от расположения атомов относительно друг друга. Из углерода в зависимости от расположения атомов может получиться кусок угля, графит или алмаз.

Если у вас дома есть алюминиевая посуда, то на ее поверхности вы наверняка видели белый налет, который можно соскрести. Это оксид алюминия. Нагрейте его до температуры выше двух тысяч градусов (это одна треть от температуры поверхности солнца), потом возьмите маленький кусочек сапфира, опустите в этот расплав и медленно охладите. Тогда атомы затвердеют в идеальном порядке, и вы получите прозрачный кристалл.

В России, в Ставрополе, этим летом вырастили кристалл сапфира массой 300 килограммов. На сегодня полученный кристалл можно отнести к самым крупным искусственным сапфирам, которые существуют в мире. Эксперты уже заявляют, что появление подобного кристалла повлияет на промышленность, так как применение сверхбольших кристаллов сапфира способно ускорить развитие многих высокотехнологических отраслей.

– А для чего нужны такие гиганты?

– В первую очередь для потребительской электроники. Чтобы производить защитные экраны смартфонов, требуется кристалл большого размера, а в будущем это и экраны планшетов, которые еще больше. Кроме того, увеличивая размер кристалла, мы тратим меньше ресурсов на производство одного килограмма сапфира. Например, электроэнергии мы тратим десятки мегаватт ежемесячно. А большие кристаллы позволяют снижать себестоимость материала, делая его более доступным для различных применений, тем самым увеличивая возможности рынка.

– Как выглядят свежеиспеченные кристаллы, только из печки?

– Вот стоит кристалл 60 килограмм, – Качалов показывает на прозрачный сверкающий сталагмит. – А 300-килограммовый точно такой же, только в пять раз больше. Выкроить из сапфира теоретически можно что угодно.

– А если уронить?

– Теоретически он может разбиться, но для этого, конечно, надо постараться. Он выдерживает сильные удары.

Бешеная конкуренция

– Мы занимаемся выращиванием сапфиров давно, и за последние годы нам удалось существенно оторваться от всех основных конкурентов как по качеству производимого сапфира, так и по себестоимости. То есть мы предлагаем лучшее качество по самым низким ценам в мире. Поэтому сейчас мы являемся самой крупной в мире компанией, производящей сапфир, и занимаем четверть этого рынка. В каждом четвертом смартфоне с сапфиром есть наш материал. Каждый четвертый светодиод сделан с помощью нашего кристалла.

Безусловно, ситуация на рынке напряженная. Поскольку искусственный сапфир востребован лидирующими компаниями, конкуренция бешеная. В этот рынок мечтают войти многие мировые компании, в том числе азиатские, где высок доступ к ресурсам, к высоким технологиям и дешевой рабочей силе. И выше доступ к капиталу, к государственной поддержке. Поэтому конкуренция велика, и мы понимаем, что занимаем лидирующую позицию благодаря технологическому и техническому превосходству.

– И в чем секрет вашего лидерства?

– Вы занимаетесь только выращиванием сапфиров?

– Это основной бизнес, но мы выпускаем также материалы для солнечной энергетики. Технология достаточно проста: кремневая пластина специальным образом обрабатывается, и при попадании на нее света генерируется электрический ток, который надо собрать и отвести. Для этого необходимы проводники, их помещают на поверхность элемента, – металлизационную пасту. Она делается из разного вида порошков: алюминия, серебра. Мы как раз пасту и производим. Это одна из главных частей солнечного элемента, и именно она ответственна за то, какая часть солнечной работы будет преобразована в электричество. С помощью нашего продукта был создан солнечный элемент с самой большой в мире эффективностью. Именно поэтому наши пасты используются ведущими производителями солнечной энергетики. Это компании Hyundai, Bosch и многие другие. Солнечная энергетика пока, увы, дорогое удовольствие. Поэтому ее применение оправдано в двух случаях: при государственной поддержке, как было в Германии, или в отдаленных районах, где нет электрических сетей.

– Какое образование нужно иметь, чтобы попасть к вам на работу?

Где растут сапфиры

– Это и есть уникальная установка выращивания, она позволяет нам производить кристаллы высочайшего качества, – показывает он на серебристый бак-резервуар, на котором мигает несколько кнопок.

Баков очень много, и в голову лезут кадры фантастических фильмов про клонирование.

– Внутрь установки загружается сверхчистый оксид алюминия, при температуре немногим более 2000 градусов по Цельсию он начинает плавиться. Затем в расплав помещается охлаждаемый и специальным образом подготовленный кусочек сапфира, на котором в особом порядке начинает кристаллизоваться сапфировый расплав. В процессе роста кристалл постепенно разрастается и увеличивается в размерах.

– Он вверх растет?

– А оксид алюминия вы сами делаете?

– Нет, вынуждены закупать за границей. В России, к сожалению, такого чистого сырья нет.

– Сколько нужно времени для выращивания одного кристалла?

– Несколько недель. Точнее сказать не могу, это коммерческая тайна. Однако могу добавить, что завод работает круглосуточно, потому что процесс выращивания сапфира практически непрерывный.

– Сколько одновременно выращивается кристаллов?

– Это тоже секрет.

– А что происходит, когда кристалл вырастает?

– Его извлекают из установки и охлаждают.

Вижу специальные подъемники над ростовой установкой и спрашиваю своего провожатого, для чего они нужны. Евгений отвечает, что поскольку все кристаллы весят сто и больше килограммов, достать их из установки вручную очень трудно. Приходится прибегать к помощи технических средств.

Мы подходим к одному из новорожденных кристаллов, который расчерчен, словно туша коровы на плакате.

– На нем отмечено, какая продукция из него будет изготовлена. Его зафиксировали, и дальше он отправляется на высверливание, – объясняет Евгений.

– Я так понимаю, что эта работа настолько точная, что выполнить ее может только компьютер?

– Какие-то грубые операции можно сделать вручную, но в основном все компьютеризировано, чтобы получилась идеальная цилиндрическая структура.

Следующий кристалл, который я вижу, уже прошел стадию высверливания и частично полый. Евгений несколько раз убедительно просит меня не трогать края.

– То есть натуральные проигрывают по физико-химическим параметрам?

– Конечно, у них нет идеальной кристаллической решетки. Эти цилиндры после небольшой обработки мы можем продавать нашим клиентам или изготовить из них пластины. Те самые, которые потом используются для производства светодиодов.

– А куда идет остов кристалла после высверливания?

– Мы его можем продать даже в таком виде, а можем использовать дальше для изготовления небольших изделий.

В следующем помещении выстроились в длинный ряд закрытые со всех сторон блестящие станки.

– Это наша проволочная резка – первый этап создания сапфировой пластины из цилиндра. В станке несколько десятков километров алмазированной проволоки, которая одновременно разрезает цилиндр на несколько сотен пластин.

Следующий этап – шлифовка. Пластины шлифуются с двух сторон и передаются на полировку.

Заходим в лифт и едем на другой этаж, где происходит полировка сапфира. Идем по коридору между стеклянными стенами, за ними люди в защитных костюмах заняты работой. Евгений объясняет, что полируются пластины специальными суспензиями, которые позволяют обеспечить требуемые заказчиком геометрические параметры, а также идеально гладкую рабочую сторону, что очень важно для производства качественных светодиодов. За стеклом вижу длинную стальную емкость, разделенную на несколько секций с жидкостью. Рука робота достает коробку с пластинами из одной секции и опускает в другую. Интересуюсь у Евгения, что это за водные процедуры.

– На самом деле в ваннах не вода, а химически активные растворы, они удаляют поверхностные загрязнения, оставшиеся после предыдущих стадий обработки. В каждой ванне – другой раствор.

Евгений подводит меня к стеклянной стене, за которой расположены блестящие машины в форме куба. Машины управляются людьми уже в других защитных костюмах и специальной обуви. Из открытых частей тела – одни глаза, лицо закрывает специальная маска.

– Перед вами – установки мегазвуковой отмывки. Они позволяют удалять с пластин частицы микроскопических размеров с помощью пузырьков моющей жидкости, возникающих под воздействием высокочастотных звуковых волн. Кстати, на этом этапе необходима очень высокая чистота воздуха. Качество светодиодов начинается с качества и чистоты пластин. Имеющийся у нас класс чистоты в 100 частиц на кубический метр позволяет нашим потребителям сразу использовать эти пластины в производстве без дополнительных подготовительных операций.

– А что касается логистики? Как вы вывозите продукт?

– С логистикой все нормально, – загадочно говорит Евгений, и я понимаю, что это очередная коммерческая тайна.

– В нашем аграрном крае такой оазис высоких технологий – это просто какая-то фантастика…

– Это да, оборудование и измерительные приборы у нас лучшие в мире. И люди, которые на них работают, – лучшие. У нас есть специальная система поощрений, мы постоянно ждем от сотрудников интересных предложений, чтобы улучшить производственный процесс и сделать нашу компанию более конкурентоспособной. Такое предложение может внести любой сотрудник, а трудятся у нас больше тысячи человек.

Отдельные фото из моих репортажей можно смотреть в инстаграме инстаграме. Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.

Также на ютюбе выходят мои интереснейшие ролики, поддержите его подпиской, кликнув по этой ссылке — Как это сделано или по этой картинке. Спасибо всем подписавшимся!

Сапфиры насыщенного розового или синего цвета в природе встречаются не так часто, как хотелось бы любителям украшений. Поэтому стоимость таких камней очень высока и не всем по средствам. Этот вопрос был решен путем создания искусственного аналога минерала. Что же такое гидротермальный сапфир, как его отличить от натурального и для какого знака Зодиака он подходит, рассмотрим ниже.

ЧТО ТАКОЕ НАНО-МИНЕРАЛЫ

Чтобы разобраться, что означает термин “гидротермальный сапфир (ГТ)”, нужно понять, как образуются природные минералы. В земной коре под действием геологических процессов с участием водного раствора, высокой температуры и мощного давления происходит формирование рудных жил. Это основные источники добычи высококачественных друз (скоплений кристаллов), которые пользуются большим спросом на мировых рынках. Месторождения такого типа создаются циркулирующими горячими растворами минералов и жидкого газа на протяжении миллионов лет.

Подобные условия создаются в лабораториях для создания нано-минералов вообще и нано-сапфиров — в частности. Для получения качественных крупных кристаллов требуется всего несколько месяцев. Цена таких камней на порядок ниже, но не настолько, чтобы камни можно было сравнивать со стеклом, поскольку создание искусственных геологических процессов все же требует затрат.

Причина создания гидротермальных камней

Эти кристаллы по качествам превосходят природные камни: их чистота и глубина цвета совершенны. Первым таким кристаллом был рубин, произведенный во Франции в конце 19 века. Затем последовали изумруд и искусственно выращенный сапфир.

Основной стимул для синтеза драгоценных камней — их чрезвычайно высокая стоимость. Тогда как методы облагораживания драгоценных камней натурального происхождения, изначально более дорогих, требуют дополнительных инвестиций.

Как выращивают нано-корунды

Синтез изумруда – это результат экспериментов с нагреванием бериллия.

Интересно! Рубин, изумруд и сапфир – разновидности корунда. Синий цвет последнему придают титан и железо.

Процесс происходит в толстостенном автоклаве. При его объеме 250 мл за период одного ростового цикла выращивается 100 г кристалла.

Происходит это следующим образом:

Один ростовой цикл 100 г минерала занимает 1 месяц.

Выращивание искусственных камней позволяет проводить корректировку прозрачности и оттенков на стадии закладки автоклава.

Виды и преимущества

Синтезированные кристаллы подразделяются на:

те, у которых есть природные аналоги (гидротермальный изумруд, гидротермальный сапфир, рубин, алмаз, александрит);
те, у которых их нет (фианит).

Кроме того, бывает диффузионный и деклассированный сапфиры. Первый – это минерал, облагороженный методом диффузии (проникновение одного вещества в другое на молекулярном уровне), с целью улучшения цвета фантазийных разновидностей камня.

Деклассированный сапфир – это натуральный кристалл низкого качества.

Синтетические же сапфиры (лейкосапфиры) не имеют ничего общего с вышеописанными. Их выращивают из дешевой окиси алюминия для промышленного использования, например, в оптике (линзы, окна), оптоэлектронике, микроэлектронике, полупроводниковой технике, сканерах, химической промышленности, компасах, часах, ювелирной техники, люминесцентных лампах и пр.

НА ЧТО ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ ПРИ ВЫБОРЕ

Искусственные сапфиры также подвергаются огранке, благодаря которой появляется художественная составляющая изделия. Чтобы избежать приобретения подделки, следует обращать внимание на стоимость камня и обозначения на ювелирных бирках.

Важно! Гидротермальные ювелирные вставки не могут иметь на бирках обозначения характеристики чистоты и цвета, выраженные в цифрах, в отличие от натуральных камней.

Визуальные и механические отличия от природных

Синтетические сапфиры визуально довольно сложно отличить от натурального.

Но все, же свойства натурального камня и искусственного сапфира различны:

При идеальной прозрачности, чистоте и блеске ГТ камня, природный минерал тусклый с некоторыми включениями, микротрещинами.
Нанокристаллы могут иметь микроскопические пупырышки.
Натуральный камень тверже.

2 способа найти отличия:

По преломлению света на рефрактометре.
С помощью иммерсионной жидкости. Емкость с ней и кристаллом следует поставить на белую бумагу и исследовать включения, зональность и полосы.

Магические свойства

Современные астрологи склоняются к тому, что магические свойства минерала зависят от его цвета:

Оттенки синего – мудрость, чистота, удача. Маги по нему предсказывают будущее.
Белый (искусственно обесцвеченный) – искренность, чистота, достижение целей, реализация способностей.
Желтый – оберег от всяческого негатива, добавляет решительности и отваги, способствует взаимопониманию между супругами.
Звездчатый – помогает преодолеть хандру и депрессию. Камень черного цвета мужчинам поможет стать более привлекательными в глазах противоположного пола, повышает потенцию. Это талисман для привлечения материальных ценностей и принятия верных решений.
Зеленый – несет доброжелательность и снисходительность.
Розовый – открытость, эмоциональность, исполнение желаний.

Вне зависимости от оттенка сапфиры несут своим владельцам спокойствие, чистоту и благополучие.

Кому подходят по знаку Зодиака

Нано сапфиры помогут Водолею раскрыть деловые качества, Овну подарят спокойствие, Скорпиона защитят от негатива внешнего мира, Раку помогут в успешном лечении, Львам подарят душевную гармонию. Козерогам и Тельцам камень носить не рекомендуется, а Рыбы и Весы не заметят каких-либо изменений.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Читайте также: