Синтетический изумруд, история производства


 

Проблемой создания синтетических бериллов, и, в первую очередь, синтетического изумруда, ученые начали заниматься параллельно с иссследованиями по созданию синтетических корундов уже в середине XIX века. Первые результаты в этой области связаны с именем известного французского химика Жака-Жозефа Эбельмана, который занимался разработкой метода кристаллизации из раствора в расплаве. Но получить изумруд ювелирного качества ему не удалось. Впервые успешный синтез кристаллов изумруда осуществили почти полвека спустя (в 1888 г.) французы Отфель и Перре, которым удалось вырастить кристаллы синтетического изумруда размером около 1 мм в диаметре. На данном этапе разработки технологий промышленного выращивания способом кристаллизации из раствора в расплаве все ученые сталкивались с одной и той же проблемой - образованием множества центров роста, что приводило к росту большого количества очень мелких, не пригодных для ювелирных целей кристаллов.
Частично решить данную проблему удалось немецким ученым Г. Вильду и X. Эспигу. Немецкая компания «ИГ Фарбениндустри» уже в начале XX века синтезировала кристаллы достаточных для огранки размеров (весом около карата), и выпустила на рынок ограненные синтетические изумруды под торговым названием «Исмеральд» (Ismerald). Цена данных камней была сравнима с ценой природных кристаллов, во-первых, потому что у фирмы не было ни одного конкурента, во-вторых, процесс выращивания был очень длительным и затратным, на выращивание кристалла размером порядка 2 см требовалось около года. Производство изумрудов «ИГ Фарбениндустри» был прервано в 1942 г. из-за Второй мировой войны. Исследования X. Эспига были опубликованы только в 60-х годах XX века, когда сходные методы уже были открыты и стали использоваться другими производителями синтетических изумрудов. В настоящее время в Германии производятся синтетические бериллы методом кристаллизации из раствора в расплаве, которые по свойствам и способу получения очень сходны с изумрудом «Исмеральд», но носят торговое название «ИГ Фарбен» (IG-Farben).
В коммерческом производстве синтетических изумрудов методом кристаллизации из раствора в расплаве ведущая роль во второй половине XX века принадлежала двум поставщикам: Чэтему (США) и Жильсону (Франция).

Украшение с синтетическим изумрудом
Украшение с синтетическим изумрудом. Фото: Deidre Woollard

Впервые синтетический изумруд получен в 1848 г. во Франции, однако коммерческого значения он не имел. В 50-е годы на мировом рынке продавался изумруд, полученный из раствора в расплаве. В 60-е было выпущено такое огромное количество синтетического изумруда, что возникла проблема с его реализацией.

Метод синтеза кристаллов из раствора в расплаве флюсов осуществляется при высоких давлениях способом обратного температурного перепада либо в изотермических условиях за счёт испарения расплава. В качестве флюса применяют оксиды лития и вольфрама или оксиды лития и молибдена. Процесс синтеза протекает очень медленно - в течении месяца на затравку из пластин берилла наращивается слой толщиной в 1мм.

В США подобное производство начато в 1940 г. фирмой К. Чатэма под торговым названием синтетический культивированный изумруд Чатэма, а с 1963 г. — созданный синтетический изумруд Чатэма. В 1951 г. производство синтетических изумрудов американской фирмой «Чэтем» (Chatham) достигло 60 тыс. карат в год, хотя нужно отметить, что только 10% выращенных кристаллов были пригодны для огранки. Чэтем никогда не патентовал свой метод, и точная технология, используемая американской фирмой до сих пор не раскрывается. Однако, предположительно, этот метод имеет в своей основе модернизированную технологию, применявшуюся «ИГ Фарбениндустри». Цикл выращивания, так же, как и по технологии «ИГ Фарбениндустри», длится до года, однако американскому ученому удалось вырастить кристаллы очень больших размеров: один кристалл весом в 203 г (1 014 карат) был подарен Смитсоновскому институту в Вашингтоне, а другой, весом 255 г (1 275 карат), - Гарвардскому университету. Чэтем хотел назвать свои кристаллы «культурными изумрудами», но федеральная торговая комиссия США отклонила такое название, предложив использовать название «изумруд Чэтема». С 1963 г. на ювелирном рынке появился синтетический изумруд жильсона, который производится в Швейцарии флюсовым методом. Величина получаемых кристаллов достигала 63 мм в длину и массы до 400 кар. В конце 1970-х гг. фр. М. Ленсом разработана технология производства синтетического изумруда ленникса.

В Японии с 1979 г. концерн "Киоцера" выпускал продукцию флюсовым методом под торговым названием синтетический изумруд киоцера, синтетический изумруд инамори или синтетический изумруд крезцентверт. Там же, фирмой "Сейко" с 1983 г. выпускается синтетический изумруд сейко или синтетический изумруд бижорев. По подобной технологии в Японии выращивались синтетический изумруд санио. В России технология синтеза изумруда флюсовым методом была разработана в середине 70-х гг. в Новосибирске. Эти синтетические изумруды получили торговым названием кимберлей и императрица. Производство изумрудов методом гидротермального синтеза на затравках берилла впервые в 1960 г. начато в Австрии фирмой И. Лехлейтнера под торговым названием синтетический изумруд лехлейтнера или эмерита. Наращивание изумруда с толщиной слоя до 0,5 мм происходило на плоских затравках берилла, так называемый синтетический изумруд сэндвич, и на уже огранённых камнях — покрытый синтетический изумруд. В США этим методом производятся синтетический изумруд Чатэма, а с 1965 г. выпускают синтетический изумруд Линде с включениями фенакита. Он появился на рынке торговым названием синтетический изумруд симеральд. В Западной Австралии с 1977 г. начали продавать синтетический изумруды бирона, которые выращивались в виде прозрачных кристаллов массой до 100 карат. Там же, выпустили в продажу синтетические изумруды пула. Их выращивали на затравках изумруда, добываемых на шахте Пул. В США с 1981 г. в Нью-Джерси производят синтетический изумруд регенси или квинтесса. В Японии методом гидротермального синтеза получают синтетический изумруд AGEE.

С 1983 г. изумруд синтезируется в Эстонии под торговым названием вазар-изумруд. В России в 1970 г. в Новосибирске был разработан метод выращивания изумрудных щёток путём осаждения их на подложку берилла. Они состоят из мелких, совершенных по качеству кристалликов изумруда и могут разрастаться в более крупные агрегаты. В С.-Петербурге на фирме "Русские самоцветы" этот метод получил коммерческое применение для производства вставок в ювелирные изделия. За рубежом такой ювелирно-поделочный материал известен как эмеральдонит. Синтез гидротермального изумруда, освоенный в Новосибирске в начале 1980-х гг., даёт продукцию под торговым названием синтетический изумруд. Из таких изумрудов получают огранённые камни массой 15 карат и более. Здесь же была разработана ещё одна технология синтеза изумруда методом газотранспортной реакции.

В последние годы получил развитие гидротермальный метод синтеза изумрудов, при котором рост кристалла изумруда осуществляется на затравку из природного берилла при температуре 500-600о С, давлении 70-140 МПа с заполнением автоклава раствором на 2/3 объёма. Скорость роста кристаллов 0,8 мм/сутки.

Синтетические изумруды очень активно используются в производстве ювелирных украшений. Эти камни вставляют в кольца, из них делают ожерелья, браслеты и кулоны. Цена на синтетический изумруд намного дешевле, чем цены на изделия из настоящих изумрудов, однако, определить настоящий перед ним изумруд или синтетический может только эксперт. Синтетический изумруд прекрасно сочетается с серебром и платиной.



Реклама