How to make synthetic emeralds?
Как делают синтетические изумруды?
Синтетические изумруды начали производить в 1930-х годах. Процесс заключался в плавлении компонентов изумруда и последующей кристаллизации на затравку природного изумруда или берилла по методу Вернейля.
Технология не была широко доступна до конца 1940-х годов, однако ее все время совершенствовали. Большинство синтетических изумрудов, произведенных в 1940-х и 1950-х годах были ограниченного размера и качества.
Другой метод получения – гидротермальный синтез. Его разрабатывали многие ученые в разное время в течение более чем ста лет.
В 1960-е годы, новый метод гидротермального синтеза применили к созданию изумрудов. Этот метод в основном используют и сегодня. Методика включает растворение компонентов изумруда и некоторых других химических веществ в кислом растворе воды при высоких температурах и давлениях. Затем раствор медленно охлаждают в более холодной камере в реакторе. Происходит кристаллизация. Таковы ранние версии современного создания гидротермальных изумрудов.
Синтетический изумруд может быть создан путем размещения зародышей хризолита в герметичном контейнере под давлением. Контейнер заполняют исключительно чистой водой. В гидротермальную среду вводят смесь, содержащую измельченный изумруд и другие соединения, такие как ванадий и хром, и через камеру пропускают электрический разряд для ионизации среды. Устройство медленно нагревают в автоклаве.
Как только температура и давление в герметичной среде достигают заданных величин, наступает период равновесия скоростей растворения и роста кристаллов. Молекулы питательных веществ переходят в раствор, а затем осаждаются на более крупных затравках изумруда. Эти кристаллы растут со скоростью примерно 0,15 мм в день, так что проходит много недель, прежде чем сформируется большой кристалл.
По технологии Чатема начинают с затравки бесцветного берилла и добавляют определенное количество оксида хрома в раствор, из которого выращивают кристаллы. Низкосортный берилл служит в качестве центра кристаллизации исходного сырья и послойного наращивания кристаллов изумруда.
Метод не требует долгой и сложной очистки и обжига порошков, необходимых для метода Вернейля.
Цвет лучших камней Чатема – привлекательный, темно-зеленый, довольно тесно напоминающий некоторые из высококачественных колумбийских изумрудов. Но они, как правило, еще более голубоватые чем природные камни.
Сегодня Чатем получает кристаллы в виде характерных хорошо развитых шестиугольные призм или групп призм, часто с вогнутыми гранями. Чатем производит сверх 15000 каратов в месяц изумрудов коммерческого качества, в том числе ювелирного качества огранки камни весом свыше шести каратов и высококачественных граненных камней более десяти карат.
Он также экспериментирует с различными бериллами других цветов, не столько для возможного коммерческого производства драгоценных целей, сколько в качестве научных исследований.
К 2000 году годовой объем мирового производства синтетических изумрудов был более 600000 карат. Основной метод создания изумрудов – гидротермальный синтез. Производители синтетических изумрудов – Бирон, Чатем, Киоцера, Жильсон, Инамори, Фарбен, Лехтлейтнер, Линде и другие.