Илья Мельников - Художественная обработка металла. Поделочные и синтетические ювелирные камни
Янтарь – это смола древнейших хвойных деревьев, когда-то существовавших на земле. Смола, стекавшая с деревьев, скапливалась в почве и постепенно, в течение миллионов лет, уплотнялась позднейшими отложениями земной поверхности, под давлением которых превращалась в камень.
В составе янтаря имеются 79 процентов углерода, 10 процентов водорода, 10,5 процента кислорода и небольшое количество серы и золы.
Янтарь встречается в виде всевозможных по величине кусков и галек, покрытых темно-бурой коркой. Куски янтаря бывают различной формы – грушевидной, слоистых накоплений, в виде сталактитов и неопределенных форм. В зависимости от химического состава, некоторых особенностей и свойств янтарь может быть светло-желтым, прозрачным, винно-желтым, красно-коричневым от слабой до густой окраски, полупрозрачным с отдельными мутноватыми местами и облачно-мутными.
Это очень легкий материал аморфного стекловидного строения, плотность 1,05 – 1,09 г/см3. Твердость его 2 – 2,5, иногда 3. Янтарь очень хрупок, хорошо режется ножом и пилится, прекрасно полируется.
При слабом трении он приобретает отрицательный электрический заряд, при сильном трении и нагреве издает приятный запах. Янтарь горюч – горит коптящим пламенем. Добывают янтарь в Прибалтике (более 70 процентов мировой добычи).
Для изготовления изделий широкого потребления (бус, брошей, мундштуков, серег, браслетов и др.) применяют не только естественный янтарь, но и прессованный, который получают в результате опрессовывания под давлением до 3000 кгс/см2 разогретых мелких зерен и осколков мелкого янтаря.
Цвет прессованного янтаря зависит от исходного материала или введенного красителя.
Степень замутненности у такого янтаря несколько большая, чем у естественного янтаря.
Отличить изделия из естественного и прессованного янтаря может только специалист.
Янтарь применяют не только при изготовлении ювелирных изделий из цветных металлов и серебра, но и в ювелирных украшениях из золота.
Перламутр представляет собой слой морских и речных раковин моллюсков, преимущественно двустворчатых.
Перламутр состоит из углекислого кальция и небольшого количества органических веществ.
После соответствующей обработки перламутр приобретает красивый радужный вид, благодаря чему является прекрасным поделочным материалом для изготовления вставок к ювелирным изделиям: брошам, серьгам, запонкам, браслетам и т.д. Применяют перламутр и для отделки и инкрустирования всевозможных изделий: шкатулок, ларцов, сигаретниц и др. Под действием солнца перламутр становится хрупким, а его блеск постепенно исчезает.
Синтетические ювелирные камни
В производстве ювелирных изделий наряду с природными камнями применяют кристаллы, созданные искусственным путем. Некоторые из них называют синтетическими.
Синтетические кристаллы корунда получают кристаллизацией порошка окиси алюминия в кристаллизационных аппаратах путем расплавления шихты в водородно-кислородном пламени.
В процессе кристаллизации для окрашивания корунда добавляют окислы различных металлов.
При добавлении окиси хрома получается красный цвет (рубин), при добавлении окиси железа и окиси титана – синий (сапфир), при добавлении окиси ванадия – синевато-зеленый с фиолетово-малиновым оттенком (александрит) и т.д.
По составу и свойствам искусственно созданный корунд сходен с природным, а камни из него близки к натуральным. Твердость искусственно созданного корунда 9, плотность 4 г/см3, показатель преломления 1,8.
Однако отличается он исключительно равномерной и чистой окраской, отсутствием включений и трещинок, а иногда и наличием мелких газовых пузырьков или дугообразных линий, чего нет у природных камней.
Синтетический изумруд обладает характерными признаками и свойствами природного самоцвета. Исходным материалом для синтеза изумруда являются растворы солей (алюминия, бериллия, хлора и др.) в воде.
Эти растворы вливают в автоклав. В результате воздействия давления до 150 атмосфер и высокой температуры происходит процесс синтеза кристаллов берилла зеленого или густо-зеленого цвета в зависимости от исходного состава введенных в автоклав растворов солей.
По своим свойствам и составу синтетический изумруд аналогичен природному. Твердость его 7,5 – 8. плотность 2,7 г/см3, но в этом изумруде нет внутренних включений, которые имеются в природном.
Фианит создан Физическим институтом Академии наук Советского Союза и свое название получил от первых четырех начальных букв названия института.
Кристаллы фианита выращивают различными способами, которые отличаются от методов выращивания корунда.
Фианит получают путем кристаллизации в холодном металлическом контейнере высокочастотным нагревом расплава при температуре 2800°С.
Исходным материалом для фианита является окись циркония и гафния, а также стабилизирующая примесь окиси иттрия. Скорость роста кристаллов (до 250 г) составляет 8 – 10 мм/час.
Для придания цвета в расплав добавляют окислы редкоземельных и переходных металлов.
Введение небольшого количества разнообразных примесей при кристаллизации фианита придает кристаллам различные цвета, что позволяет имитировать природные прозрачные камни, такие как аметист, топаз и другие, а также создавать оригинальные по окраске камни. Фианит является монокристаллом, который создан на основе высокотемпературных окислов.
Твердость его 7,5 – 8, плотность 6,5 – 10 г/см3, показатель преломления 2,1 – 2,2.
Высокий показатель преломления, близкий к показателю преломления бриллианта (2,42), и высокая твердость кристалла придают ему износоустойчивость, благодаря чему он в течение длительного времени сохраняет первоначальный блеск ограненного камня.
Гранатит создан Институтом кристаллографии Академии наук СССР.
Обладает структурой граната, откуда и его название.
За рубежом этот камень называют ИАГ – иттрий-алюминиевый гранат.
Кристаллы гранатита выращивают в электрических печах в плоском тигле (контейнере) при температуре 1930°С методом направленной кристаллизации расплавов. Исходным материалом для расплавов гранатита служит смесь окиси иттрия и алюминия – время синтеза четверо суток.
Для придания цвета в расплав также как при создании фианита, добавляют окислы редкоземельных и переходных металлов.
При добавлении в расплав гранатита окиси хрома получают зеленый цвет, добавляя гольмий, получают желтый цвет, при добавлении неодима – сиреневый, при добавления циркония – красный, при добавления кобальта – голубой, при добавления эрбия – розовый.
Гранатит имеет плотность 4,56 г/см3, твердость и показатель преломления свидетельствуют о высоких достоинствах этого камня.
Искусственный жемчуг впервые стал выращиваться с 1896 года в Японии. Для этого в мантию некоторых видов молодых моллюсков вводят шарики из перламутра и в особых садках опускают в морскую воду.
За 5 – 8 лет моллюск обволакивает шарик радужными слоями небольшой толщины – жемчугом.
Через определенный срок из раковин извлекают искусственно выращенный (культивированный) жемчуг. От натурального жемчуга он отличается тем, что его перламутровое ядро видно при просвечивании ярким светом, а радужный слой значительно тоньше. В последнее время в его моллюсков вводят клетки мантии, витамины и соли.
Искусственным путем получают и другие ювелирные камни, например, шпинель, фабулит и др. Искусственные ювелирные камни получают в больших количествах и применяют при изготовлении ювелирных украшений из серебра и золота.
