Главная

Статьи

Штучне вирощування рубінів

Міністерство освіти и науки України

Дніпропетровський національний університет

хімічний факультет

Реферат на тему:

«Штучне вирощування рубінів»

Виконаю: студент

групи

Перевірів:

к.х.н., доцент кафедри

аналітичної хімії

Дніпропетровськ

2008


ЗМІСТ

ВСТУП .. 3

Женевський Рубін ... 4

Огюст Вернейль. 6

МЕТОД Вернейль НА СУЧАСНОМУ ЕТАПІ .. 9

«ДЖЕВА». 13

Зоряні КАМНИ .. 15

ІНШІ МЕТОДИ ... 16

Список використаної літератури ... 19


ВСТУП

Рубін і сапфір - мінерали, які хоча і розрізняються за зовнішнім виглядом, мають ідентичну кристалічну структуру і властивості, за винятком присутності незначних концентрацій елементів-домішок, які надають їм характерні кольору. Ще в 1672 р Роберт Бойль зазначив, що «твердість рубіна і сапфіра настільки однакова, що ювеліри вважають їх одним каменем, що розрізняються лише кольором», і підтвердив цю думку зазначенням на однаковий питома вага. Рубін і сапфір складаються в основному з окису алюмінію А12 О3, кристалічну форму якої мінералоги називають корундом. Застосування терміну «глинозем» до цих матеріалів нерідко призводить до плутанини, оскільки він відноситься до всіх форм окису алюмінію, а назва «корунд» використовують тільки для кристалічного матеріалу. Чистий корунд безбарвний, і геммологи називають таку природну різновид «білим сапфіром». Більшість людей вважають, що сапфір - це дорогоцінний камінь синього кольору, але він може бути жовтим, рожевим, оранжевим, синьо-зеленим і безбарвним. Рубін ж - це тільки «червоний сапфір», хоча слід зауважити, що ця назва він отримав задовго до того, як стало, відомо схожість їх властивостей. Характерний колір рубіну надає домішка хрому, а присутність інших елементів-домішок змінює забарвлення. Найбільш високо цінується відтінок має колір «голубиної крові», хоча, найімовірніше, у ювелірів немає звички різати голубів, щоб подивитися, наскільки колір їх каменю відповідає цьому ідеалу!

Всі форми корунду мають високу твердість, що в поєднанні з чудовим кольором призвело до великої популярності рубіна і сапфіра, якими прикрашають кільця та інші ювелірні вироби. Корунд широко використовується також в різних інструментах і приладах, в тому числі в годинникових механізмах (як підшипників і підп'ятників для обертових частин).

Женевський Рубін

Хоча дрібні кристали рубіна були синтезовані Годен, а також Фремо і фейлов, однак камінням, які на деякий час похитнули підвалини спільноти ювелірів, були так звані женевські рубіни. Про ці каменях вперше повідомив в 1886 р П. Жантаз, мінералог Музею історії природи в Парижі. Спочатку вважалося, що це природні рубіни, проте група ювелірів висловила сумнів і надала Жантазу зразок з тим, щоб він висловив свою думку. Жантаз роконсультіровался з проф. М. Фріделем з Сорбонни, а також з М. Вандерхімом, президентом Синдикату алмазів і дорогоцінного каміння, і всі зійшлися на думці, що це-синтетичний рубін. Вирішальним фактором була наявність в кристалах дуже дрібних бульбашок. Такі бульбашки звичайні для кристалів, вирощених при плавленні в високотемпературному полум'я. Природні кристали можуть містити рідкі, тверді і навіть газові включення, але ніколи в них не спостерігається правильного розташування дрібних газових пухирців, що такі характерні для кристалів, вирощених з використанням пальників з воднем або світильним газом в суміші з киснем.

Наскільки важко було ювелірам, які займаються торгівлею камінням, розпізнавати синтетичні рубіни, можна судити за повідомленням торгової газети від 1890 р процитованої Робертом Вебстером в його класичній книзі «Самоцвіти»: «Берлінський ювелір тільки що став жертвою цікавого обману. Нещодавно він отримав інформацію від фірми з Цюріха, в якій пропонувалися рубіни по незвичайно низькою ціною, і вступив з цією фірмою в переговори з приводу їх покупки. Він придбав 25 рубінів і заплатив за них 4500 марок (в той час 225 фунтів стерлінгів), отримавши гарантію від фірми, що камені справжні. Незабаром після цього ювелір дізнався про фальшиві рубінах, які настільки майстерно підроблені, що вводили в оману навіть знавців. Стривожений ювелір направив свою покупку в Париж на Перевірку Синдикату торговців дорогоцінними каменями, де кристали обстежили незаперечні авторитети. Вони повідомили, що каміння не є підробкою. Це справжні рубіни, але дуже дрібні і відповідно дешеві, які скріплені між собою настільки майстерно, що виявити це досить важко. Ювелір написав до Цюріха, щоб фірма прийняла камені назад, проте його прохання було відхилене. Відмова обгрунтований був тим, що фірма гарантувала тільки справжність рубінів, але в її зобов'язаннях не згадувався їх розмір ».

Так народилася легенда, що женевські рубіни є «реконструйованими» з дуже дрібних природних кристалів.

Уявлення про те, що женевські рубіни складаються з фрагментів природних кристалів, якимось чином з'єднаних один з одним, існувало серед фахівців аж до 1969 року, коли Курт Нассау з лабораторії «Белл» в Нью-Джерсі і Роберт Кроунінгшілд з Геммологичеського інституту Америки в Нью-Йорку повідомили про результати своїх досліджень женевського методу. Їх висновок зводилося до того, що сплав дрібних кристалів не призводить до утворення прозорих рубінів. Вони встановили, що у використаному способі застосовувалися розтертий до порошку матеріал і газовий пальник, причому вирощування кристалів проводилося в три стадії. В першу полум'я прямувало на горбок рубінового порошку і розплавляють його з утворенням маленького кульки на вершині. Потім розплавлена ​​частина була вилучена і на її місці залишалося напівкругле поглиблення. Полум'я прямувало на нову верхню поверхню, в результаті чого знову виходив приблизно круглий кульку, але вже трохи більшого розміру, ніж в початкову стадію. На вершину цієї кульки подавався роздроблений матеріал. Необхідна тепло для розплавлення матеріалу і зростання кристалів підводилося за допомогою двох пальників, орієнтованих або горизонтально або похило під невеликим кутом до вертикалі. Між полум'ям пальників розташовувалася втулка, через яку подавався порошок.

Між полум'ям пальників розташовувалася втулка, через яку подавався порошок

Реконструкція женевського методу Нассау і Кроунінгшілдом заснована на кількох фактах, зокрема на аналізі вмісту хрому в різних частинах кристала. Використавши метод, який їм вдалося відтворити, ці дослідники виростили точно такі ж кристали, як і зразки, для яких достовірно відомо, що вони відносяться до Женевським рубінам. Спроби ж «реконструювати» рубіни з використанням дрібних уламків природних кристалів привели до отримання полікристалічного агрегату з сірими кордонами між індивідуальними уламками. Підтримують висновки Нассау і Кроунінгшілда і деякі факти, що згадуються в листі, направленому в 1953 р д-ру Едуарду Губеліну з Люцерна (Швейцарія) містером Бассером, в якому він стверджує, що вирощував в молодості женевські рубіни. Бассер згадує многостадийность процесу, застосування складовою пальника, обертання кристала і використання платинової трубки. Відносна складність процесу висувала проблему запобігання розтріскування рубінів.


Огюст Вернейль

Точно не відомо, чи знав хоча б в загальних рисах Огюст Вернейль про сутність методу отримання «женевських рубінів», але він був обізнаний про те, що Марк Годен у Франції вже виготовляв кристали рубіна з використанням киснево-водневої пальника. У 1869 р Годен представив в Академію наук в Парижі невелику колекцію дорогоцінного каміння на основі корунду, які були виготовлені за допомогою його киснево-водневої «шалюмо» 1. Цей термін згодом вживав і Вернейль для позначення своєї пальника. Колекція Годена включала синій сапфір, «смарагд», «топаз», прозорий камінь «імітує алмаз» і «перидот». Щоб порошок глинозему був більш сипучим, Годен вважав за необхідне додавати до нього в досить значних пропорціях кремнезем SiO2, але, оскільки кремнезем сприяє утворенню скла і ускладнює кристалізацію розплаву, він побоювався, що продукти його синтезу будуть представлені стеклами. У той час апаратура, що дозволяє відрізняти скла від кристалів, була недостатньо досконала, тому немає впевненості, чи отримував дійсно Годен кристали сапфіра.

Вернейль концентрує свої зусилля на вдосконаленні методу вирощування кристалів при плавленні в полум'я і в 1891 р домагається такого істотного прогресу, що депонує в Академії наук статтю про деталі свого нового апарату і методики. На цій стадії його робіт, мабуть, було досягнуто основної мети - отримання досить великих кристалів, але турбувало їх розтріскування. Ця проблема була незабаром вирішена зменшенням площі контакту кристала і крісталлоносца, що описувалося в другій, депонованої в Паризькій Академії наук статті. Зміст обох статей не було відомо до 1910 р, коли воно було розкрито в заявці Вернейля.