Как делают драгоценные камни?

Около 7000 лет назад, во времена энеолита, люди украшали себя ожерельями из обсидиана и красивых ракушек. Когда же бусин из обсидиана не хватало, их иногда могли заменить на бусинки из обожженной глины, покрытые черной глазурью.

С тех пор прошло уже 7 тысяч лет, драгоценные камни стали несколько другими, да и методика их производства сильно изменилась.

В Древнем Египте высоко ценились изумруды и лазурит, которые добывались на территории нынешнего Афганистана, на Синайском полуострове добывали бирюзу. В Древнем Египте искусно имитировали бирюзу и лазурит. Бусины из фаянса или стеатита покрывали глазурью «под бирюзу» или «под лазурит» и обжигали их в специальных печах.

Уже за 4000 лет до н.э. египтяне обнаружили уникальные свойства стеатита — это очень мягкий минерал, из него просто изготовить бусины. А потом его можно обжечь — и его поверхность спекается и становится весьма прочной. Бусинки покрывали цветной эмалью, имитировавшей лазурит, малахит или бирюзу, и получали внешне очень похожую имитацию.

Фаянс открыли в Древней Месопотамии примерно за 4500 лет до н.э., потом производству фаянса научились народы, населявшие территорию нынешнего Ирака — примерно за 3000 лет до н.э. В Уре Халдейском были найдены фаянсовые бусины. Впоследствии производство фаянса освоили древние египтяне. Судя по сохранившимся письменным источникам, уже в 2000−1500 году до н.э. в Древнем Египте появились настоящие производства разнообразных фаянсовых бусин множества разных форм.

Древние греки и римляне отдавали предпочтение изделиям из золота. При этом в Древнем Риме были в почете резные камеи из драгоценных камней.

Огранка драгоценных камней появилась в Европе в XVI веке. Рубины, изумруды, алмазы начали гранить вначале в форме кабошона (древнефр. caboche — голова). Алмаз в Европе приобрел популярность во времена короля Генриха VIII.

Рубин

В XIX веке во Франции химик Марк Годен, сплавив хромат калия и квасцы, получил первые кристаллики рубина весом примерно в 1 карат. К тому моменту люди уже знали, что состав рубина — это окись алюминия с примесью окиси хрома. Экспериментаторы начали работы по синтезу искусственных рубинов.

В конце XIX века Фреми и Фейль в своих опытах плавили в фарфоровом тигле более 20 кг окиси алюминия. В течение длительного времени тигель нагревался в специальной печи для обжига на фарфоровом заводе, а потом в течение 20 дней медленно охлаждался. Результатом оказались десятки тысяч очень мелких кристалликов рубина.

Довольно скоро стало ясно, что для достижения результата — кристаллов рубина ювелирного размера — необходима значительно большая температура. Один из учеников Фреми Огюст Вернейль придумал кислородно-водородную горелку. Эта горелка, температура пламени которой достигает 2500 градусов, позволила осуществить процесс производства рубинов из окиси алюминия.

В начале XX века увенчались успехом опыты Вернейля по производству искусственных рубинов и сапфиров. Основываясь на его открытии, индус Хранд Джевахирджан основал ныне всемирно известную фирму «Джева», производящую в год сотни центнеров искусственных рубинов, сапфиров, александритов и синтетических шпинелей (широкого спектра цвета — от голубого до почти черного), сотни миллионов карат.

Завод фирмы расположен в Швейцарии возле Женевского озера — ГЭС дает много недорогого электричества. При помощи электролиза воду разлагают на кислород и водород, а потом более полутора тысяч кислородно-водородных горелок в специальных печах для синтеза производят все новые и новые кристаллы искусственных драгоценностей.

Изумруд

Кристалл алюмосиликата бериллия. Содержание в кристалле железа и ванадия определяет оттенок камня, от светло-зеленого до темно-зеленого. Великолепные и очень высоко оцениваемые изумруды Колумбии содержат 0.05% ванадия, 0.12% железа и 0.14% хрома.

В 1911 году немецкая компания И Г Фарбениндустри начала производить искусственные изумруды под названием «игмеральд». Кристаллы, выращиваемые по открытому ими способу, кристаллизуются очень медленно: для получения хороших изумрудов требовался срок до года.

В 1930-е годы развернули производство искусственных изумрудов две фирмы — Кэррол Ф. Четем в США и Пьер Жильсон во Франции. Свои методы получения изумрудов они не патентовали, они держатся в секрете. Предполагается, что изумруды кристаллизуются из раствора окиси алюминия и бериллия в расплаве молибдата лития. Хорошие ювелирные кристаллы по этой технологии получаются очень редко и стоят они лишь немного дешевле, чем настоящие изумруды.

Алмаз

Алмаз, кубическая аллотропная форма углерода — самый популярный и самый дорогой драгоценный камень на Земле. Как только его научились гранить, он сразу же получил огромную популярность и стал очень высоко цениться — потому его начали подделывать.

Увы, алмаз обладает уникальными свойствами: его твердость, показатель преломления и дисперсию практически невозможно подделать. Но люди стараются.

Вначале алмазы пытались подделать простыми гранеными стекляшками. Но они были непрочны и не давали той игры света, которые дает алмаз. В XIX веке из свинцового стекла научились делать стразы — значительно лучшую имитацию алмаза. По сравнению со стеклом, свинцовое стекло обладает значительно большими показателями преломления и дисперсии, к тому же, они более прочны, чем стекло. Но если положить рядом алмаз и страз — разницу видно сразу.

В наше время существует целый ряд синтетических заменителей алмаза.

Фианит (джевалит, кубическая окись циркония) — один из лучших заменителей алмаза. Он прочен, его показатели преломления и дисперсия близки к алмазу, и для того, чтобы узнать подделку по игре света, нужны специальные приборы. Но под рентгеном алмаз прозрачен, а фианит — нет.

Корунд, шпинель, иттриево-гадолиниевый гранат — достаточно прочны, но игра света в этих кристаллах значительно ниже, чем в алмазах. Если положить рядом бриллиант и его заменитель — легко понять, где оригинал, а где имитация.

Факт, что алмаз — разновидность углерода, установил еще Лавуазье в 1772 году. Посему попытки искусственного синтеза алмаза начались еще в XIX веке — безуспешно.

Синтез технических алмазов удалось начать производить только по второй половине XX века. Количество производимых в наше время искусственных алмазов достигает сотен миллионов карат ежегодно, и 97% производимого — технические алмазы.

Синтез искусственных ювелирных алмазов — слишком дорого. Первые ювелирные алмазы были синтезированы в ФИАНЕ в 1970-е годы. На пробу. Потом эксперимент был прекращен, ибо очень нужны были технические алмазы — числом побольше.

В наше время около 3% всех ювелирных алмазов — искусственные. Определить их искусственное происхождение можно либо при помощи очень сложной аппаратуры, либо по специальным меткам, оставленным на них фирмой производителем.

Самый большой искусственный бриллиант весом в 10.02 карата был получен из заготовки весом 32.2 карата. Искусственный кристалл «зрел» в установке более 300 часов.

Итак, в настоящее время налажено массовое производство синтезированных рубинов, сапфиров, александритов и шпинелей. Производится немного синтезированных изумрудов и алмазов. Возможно, совершенствование технологий позволит вскоре увеличить синтез алмазов и изумрудов. Подождем — и увидим, как будет.