Что такое гидротермальный сапфир

Искусственный сапфир получают в лаборатории. Другие названия такого камня – гидротермальный, или нано-сапфир. Его особенности:

  • не имеет сколов и трещин;
  • может подвергаться воздействию температуры и излучения без вреда цвету;
  • отличается высокой чистотой.

Натуральный драгоценный камень редкого в природе синего цвета, достаточно дорог, а потому вопрос о разработке аналога «стоял на повестке» у ювелиров давно. Можно сказать, что наряду с ценой, причиной синтеза такого минерала, является его редкий цвет. Для того, чтобы получить синие оттенки применяется окрашивание и нагревание до очень высоких температур.

Как выращивают кристаллы

Гидротермальные сапфиры изготавливаются из корунда. Другое наименование этого метода выращивания минерала – нано сапфир. (Часто на этикетках можно встретить наименование вставки «корунд» и в зависимости от цвета это будет синтетический сапфир — синий или же рубин — красный).И природный, и гидротермальный минерал имеют одинаковую химическую формулу – это оксид алюминия — Al2O3 (корунд).

Основных способов, с помощью которых выращивают синтетический сапфир, несколько. Продолжительное время производители действовали по методу Вернейля, который состоял из нескольких этапов:

  1. Порошковый глинозем с добавками оксидов титана и железа помещался внутрь специальной горелки, герметично закрывающейся, с керамическим муфелем.
  2. Шел нагрев при высоких температурах и давлении, сопровождающийся плавлением порошка, а затем оседанием на штифте.
  3. Начинался рост були (нароста) конусовидно-удлиненной формы.

Как отличить натуральный сапфир от искусственного?

Чтобы вырастить искусственный сапфир более высокого качества, порошок глинозема должен быть тонкозернистым, сухим, способным легко «струиться». Если зерна крупноватые, то увеличивается вязкость отдельных участков, что ведет к искажению формы були, ухудшению ее внутреннего строения. Так научились производить даже экземпляры с эффектом астеризма.

Второй метод выращивания сапфиров искусственным путем — гидротермальный. Его суть в следующем.

  1. Вместо порошка, берется затравка из натурального бесцветного корунда. Она очень мала, но именно на ней растет кристалл.
  2. Далее готовится насыщенный раствор, содержащий ионы алюминия, а также элементов-хромофоров («красителей»). В него опускается затравка.
  3. Исходные материалы помещают в особый автоклав, который способен поддерживать режим высоких температур (300—600 ℃) и давления (до 1,5 Кбар).
  4. В результате создаются условия, аналогичные природным. Из раствора на затравке начинается рост синтетического («культурного») кристалла.

Материал, получившийся на выходе, — высокого качества: прозрачный, равномерно окрашенный, но включающий мельчайшие пузырьки. Они характерны для этой технологии, хотя на чистоту камня практически не влияют.

Третий метод — способ Чохральского, который основан на «вытягивании» вещества из расплава, помещенного в огнеупорный тигель. Затравка, опущенная в расплав, постепенно подымается, а вокруг нее идет осаждение сапфира.

При температуре более 1750 ℃ применяется диффузионная обработка выращенного сырья железом и титаном для получения синего цвета. Другие оттенки кристаллу, например, желтый, придает бериллий.

Настоящие, образовавшиеся в природе, кристаллы, никогда не бывают идеальными. Безупречный внешний вид минерала, украшающего изделие – основной повод для того, чтобы усомниться в его природном происхождении.

При осмотре камня, проводящегося с целью определения его подлинности, обратить внимание необходимо на следующие его характеристики:

  1. Структура.
  2. Цвет.
  3. Прозрачность.
  4. Тактильные ощущения.
  5. Блеск и огранка.

Структура

Структура настоящего камня неоднородна. При внимательном осмотре через увеличительное стекло в природном сапфире можно заметить коллоидные вкрапления различных примесей.

Как правило, в сапфирах присутствуют железо и титан. Чем их больше, тем менее привлекательно выглядит минерал и тем дешевле он стоит. Но эти вкрапления – гарант природного происхождения кристалла. Отсутствовать они не могут.

Вкрапления, имеющиеся в настоящих камнях, расположены хаотично и практически всегда пересекаются под углом в 60-70 градусов. Расположенных строго параллельно, как и перпендикулярно по отношению друг к другу, вкраплений в естественно сформировавшихся кристаллах не бывает.

Как отличить натуральный сапфир от искусственного?

В российских ювелирных магазинах «паспорт» украшения с синтетическим камнем содержит информацию о том, что в качестве вставки используется искусственно выращенный сапфир. Иногда их называют линде-сапфиры, то есть не природные кристаллы, но идентичные натуральным. На ярлычке стоит буква «с» — синтетический или «гт» — гидротермальный камень.

Обман невозможен еще из-за того, что реализация драгоценных минералов подлежит специальному лицензированию. А это обязывает продавцов предлагать только проверенный товар, закупленный у надежных производителей. В крупных магазинах работают штатные геммологи, которые с помощью специального оборудования могут подтвердить или опровергнуть природное происхождение сапфировой вставки.

По внешнему облику отличить его от искусственного трудно. Есть несколько способов определения природы камня.

Визуальные признаки

Используя только зрение и лупу, трудно осуществить точную диагностику кристалла. Хотя некоторые признаки позволят заподозрить неприродное происхождение:

  • цвет — у синтетики равномерный оттенок, у подделки-имитации — слоистый;
  • трещинки — присутствуют у природного камня;
  • круглые мелкие пузырьки правильной формы — признак гидротермального роста нано-сапфира в условиях автоклава.

Если обнаружены все эти особенности, значит, следует обратиться к геммологам для более точной «диагностики» камня. Ювелиры обращают внимание на то, что натуральные сапфиры не бывают идеальными, а искусственные отличаются отсутствием дефектов и равномерной окраской.

Как отличить натуральный сапфир от искусственного?

Выращенный сапфир имеет ряд нюансов, по которым его распознают. Для этого понадобится специальный микроскоп, рефрактометр. Последний прибор легко определяет подделку, когда за сапфир выдают совершенно другой минерал. Определение имитации, сделанной в домашних условиях, также не составит труда. Если же это синтетический минерал, то показатели преломления будут практически идентичными.

Предлагаем ознакомиться  Самый дорогой сапфир в мире

С помощью оптических приборов специалист может увидеть зоны роста кристалла: изогнутые, дугообразные у искусственного корунда, в отличие от натурального, у которого они прямые. Еще один метод исследования — применение УФ-лампы. У природного минерала ультрафиолетовое излучение дает красную или оранжевую флюоресценцию, а у искусственного — она отсутствует.

Синтетический сапфир — аналог природного камня, выращенный в лабораторном анклаве. По своим свойствам — физическим, химическим, эстетическим — натуральные и искусственные самоцветы полностью идентичны. Отличаются только по одному оптическому свойству — дуговым зонам роста. Однако линде-сапфир характеризуется большей чистотой, насыщенностью цвета, чем выгодно отличается от своего натурального собрата.

Отличить синтетический камень от натурального по внешним признакам довольно сложно:

  • лабораторный кристалл отличается особой чистотой, прозрачностью, он крупнее природного и дешевле;
  • у искусственно выращенных сапфиров часто наблюдается зона роста – полоса внутри кристалла, отличающаяся более насыщенным цветом;
  • у природного минерала есть неровности, трещины;
  • мелкие округлые пузырьки – признак выращивания в автоклаве.

Найти разницу между природным кристаллом, выросшим в естественной среде и тем, которого растили в лаборатории, можно с помощью механических способов:

  1. Подсветить лампой с УФ-излучением. Натуральный самоцвет флюоресцирует красным или оранжевым цветом, синтетический не светится совсем.
  2. Рефрактометр определяет показатель преломления света у камня. Для природного кристалла он составляет 1,762–1,776.
  3. Если поместить минерал в монобромнафталин и поставить емкость на белый лист, то прямые полосы будут говорить о естественном росте камня, а скошенные – об искусственном.

Под видом сапфира на рынке могут предложить купить фальшивки из окрашенного стекла. Отличить сапфир от подделки можно в домашних условиях:

  1. Природные минералы содержат включения – это светлые точки и черточки, которые видны при рассмотрении камня через лупу. У лабораторных экземпляров нет включений, но они значительно дороже стеклянных подделок. Фальшивки из стекла не имеют следов примесей.
  2. Самоцвет отличается высокой твердостью, потому устойчив к механическим повреждениям. Если провести по стеклу, то камень его поцарапает.
  3. Природный камень прохладный, а лабораторный – температуры окружающей среды. Оба довольно долго нагреваются от тепла ладоней. Стекло нагревается в руках быстро.

По обозначениям на ювелирных бирках можно определить, что за материал использовался при создании украшения:

  • на количество кристаллов указывает 1-я цифра;
  • следующее обозначение – название самоцвета, сапфир указывается как «Сп.»;
  • если далее идет «Об.», то камень был облагорожен, т. е. подвергся воздействию высокой температуры или рентгеновского облучения для изменения оттенка;
  • сокращение «Кор.» указывает на гидротермальный корунд;
  • следующая строка говорит о форме огранки (Груша – «Гр.», квадрат – «Кв.», треугольник – «Тк.»);
  • 3-я строка – чистота, вес и цвет; гидротермальные камни не имеют таких характеристик, на бирках синтетических самоцветов этих цифр не будет.

Ежегодно производятся тонны кристаллов. Значительная часть синтетических сапфиров идет в ювелирное дело. Другая часть используется для создания:

  • подложек для микросхем;
  • стекол для авиапромышленности, космических объектов;
  • деталей фотоаппарата;
  • предметных стекол;
  • вставок в офтальмологические приборы;
  • стекол для часов, гаджетов.

Химическая формула гидротермального сапфира – Al2O3. Физические свойства:

  • твердость – 9 баллов из 10 по шкале Мооса;
  • температура плавления – 2030 °С;
  • выраженный стеклянный блеск;
  • режется только алмазом;
  • плотность 3,93 г/см3.
  • растворяется в кислотах и органических соединениях.

Драгоценные камни научились подделывать тогда же, когда их начали добывать. Порой подделка выглядит ничуть не хуже оригинала, и определить, оригинальный природный кристалл в изделии или же нет, без специальных тестов затрудняется даже ювелир. Но, к счастью, подобные случаи – большая редкость. Как правило, в украшениях, представленных в магазинах, используются не особенно качественные подделки.

Камни, выдаваемые за натуральные сапфиры, таковы:

  • подделка из стекла;
  • дуплет;
  • дешевые кристаллы природного происхождения;
  • искусственные, выращенные в лабораториях, минералы.

Синтетические сапфиры обычно не выдают за природные, поскольку в этом нет особой необходимости. Цена искусственного кристалла высокого качества не сильно уступает стоимости оригинального природного минерала.

Подделки из стекла

Стекло, даже очень хорошего качества, имеет структуру, серьезно отличающуюся от строения минерала. Разница между стеклом и камнем заметна даже при беглом осмотре без использования увеличительного стекла.

Главные признаки такой подделки:

  1. Внутри «камня» просматриваются пузыри.
  2. В структуре отсутствуют волокнистые вкрапления.
  3. При соприкосновении с кожей не возникает ощущения холодка.

Кроме этого, стекло быстро нагревается, становится теплым, если его держать в пальцах.

Дуплеты

Это специальный технический прием, с помощью которого ювелиры исстари выдавали мелкие камни за крупные. Суть данного способа заключается в использовании композитов в качестве основы.

Как отличить натуральный сапфир от искусственного?

Иными словами, «лицо» ювелирного изделия украшает оригинальный природный сапфир, но вот нижняя часть – уже совершенно другой материал. То есть, драгоценность состоит из двух или трех слоев. Как правило, место стыка мастера прячут под оправой.

Предлагаем ознакомиться  Бордовые драгоценные камни

Понять, что в изделии установлен дуплет, можно, если внимательно рассмотреть его сквозь увеличительное стекло при хорошем освещении. Наличие второго камня или какого-то иного композита под первым будет визуально заметно, даже если место стыка надежно скрывает оправа.

Дешевые камни

Самый простой способ подделать драгоценность – это выдать на нее другой природный минерал, который не особенно существенно отличается внешне от дорогого кристалла.

Аналогов сапфиров в природе много. Самые распространенные из них:

  • турмалин;
  • кианит;
  • шпинель;
  • танзанит.

В домашних условиях самостоятельно отличить сапфир от этих минералов практически невозможно, потребуется помощь эксперта.

Сложнее всего отличить от сапфира турмалин. Не каждый профессионал возьмется за такую экспертизу. Характеристики турмалина приближены к свойствам сапфира и для выяснения того, что за минерал принесен на экспертизу, ювелирам не хватает использования рефрактометра. Для экспертизы используется монобромнафталиновый раствор.

Синтетические камни

Сколько стоит изделие с искусственным сапфиром, выращенным за пару недель в лаборатории по методу Вернейля? Немногим меньше, чем украшение с природным камнем, а иногда и наоборот, дороже.

Искусственные минералы нельзя считать подделкой в прямом смысле слова. Характеристики таких кристаллов ничуть не уступают природным камням, а в некоторых случаях и вовсе их превосходят. В качестве сырья для изготовления синтетических камней используется следующее:

  1. Корундовая крошка.
  2. Железо.
  3. Титан.
  4. Хром.

Компоненты подвергаются периодическим механическим сжатиям и нагреву до 6000 градусов. Соответственно, в лаборатории имитируются природные процессы, благодаря которым и формируются драгоценные минералы.

Искусственные сапфиры задействуют для медицинского оборудования, в ракетостроении, в часовом производстве и в других сферах. Отличить такой кристалл от натурального – трудно и под силу далеко не каждому эксперту.

Определить, подделка использована в украшении или же нет, можно и в домашних условиях. Разумеется, при таком способе проверки нельзя быть уверенным в результате, но она станет поводом для обращения к экспертам или же, наоборот, успокоит и убедит в подлинности камня.

Помочь отличить оригинал от подделки может сочетание следующих способов:

  • механическое воздействие;
  • визуальная оценка цвета и структуры;
  • осмотр в ультрафиолетовых лучах.

История изобретения камня

Сформировавшийся в природных условиях минерал никогда не характеризуется полностью однородным, глубоким синим цветом. Именно это качество и позволяет отличить настоящий сапфир от искусственного.

гидротермальные сапфиры

Окраска природного минерала содержит незначительные цветовые примеси, другие оттенки. Как правило, они бывают сконцентрированы возле вкраплений, присутствующих в составе кристалла. Эти примеси заметны при осмотре сапфира сквозь увеличительное стекло.

Изначально синтетические лабораторные, как и природные камни, бесцветные (лейкосапфиры). При добавлении примесей удается достичь желаемого цвета. Оттенки синтетического сапфира и добавки:

  • голубой, синий, фиолетовый, васильковый – железо и титан;
  • розовый, красный, бордовый, оранжево-розовый – ванадий, хром, титан;
  • зеленый – хром-турмалин;
  • белый – нет примесей;
  • желтый – бериллий.

Ученые научились выращивать синтетический звездчатый сапфир. Это камни, обладающие эффектом астеризма – если посмотреть через него на свет, то создается впечатление, что внутри расположены скопления звезд.

Изменение оттенка или улучшение внешнего вида самоцвета направлено на повышение его себестоимости и товарных качеств. Это делается с помощью различных воздействий:

  1. Диффузия – способность одних веществ проникать в состав других соединений, замещая собой исходные молекулы. Кристаллы обрабатывают солями бериллия под высокими давлением и температурой, в результате чего усиливается эффект астеризма. Такие камни называются диффузионными.
  2. Облучение ультрафиолетом – делает цвет насыщеннее, гуще. Это облагороженный сапфир.
  3. Нагревание до 1500–2000 °С. Это тоже способ облагораживания самоцвета, при котором изменяется цвет минерала, к примеру, с розового на голубой.

Диффузионные и облагороженные сапфиры очень схожи с природными минералами, заподозрить обработку может только опытный ювелир.

Отдельно стоит деклассированный сапфир – минерал натурального происхождения, но низкого качества, из-за чего его невозможно определить в какой-то конкретный класс по прозрачности или цвету. Непрозрачный, с темными включениями, невзрачный, он не похож на привычный красивый кристалл.

Сапфир – редкая находка в природе, его запасы ограничены. Известный с древности камень остается популярным до сих пор. К концу XIX века проблема стала носить острый характер. Это требовало пополнения ювелирного рынка новыми украшениями.

Многие химики и физики занимались вопросом создания искусственного камня. В итоге в 1907 г. Вернейлю удалось вырастить кристалл в искусственных условиях. Для этого он использовал оксид алюминия и пламя горелки. По методу Вернейля в лабораториях производят синтетические сапфиры до сих пор.

Диффузионный и деклассированный сапфир

Диффузия – это химико-физический процесс проникновения молекул какого-либо вещества в молекулы другого вещества. Диффузия применяется как метод облагораживания драгоценных камней и в том числе, для облагораживания фантазийных видов сапфира.

«пропитка» внешнего слоя корунда, когда под ним становится не видно истинного цвета и «внутренняя» диффузия, когда при высокой температуре внутренние включения в корунде, такие как титан и хром, растворяются и происходит окрашивание минерала.В любом случае облагораживание диффузионными способами корундов является законным, если после этого самоцвет не выдается за природный, а честно указывается на то, что с ним проводились данные манипуляции.

В противном случае, это будет введением потребителя в заблуждение или обман.Деклассированный не стоит путать с диффузионным или синтетическим. Такой самоцвет является природным, но низкого качества. Так, он мутный и/или непрозрачный. Качественные характеристики, конечно же, сказываются на его цене, хотя он может быть дороже синтетического. В этикетке, как правило, указано «декл.», что и означает «деклассированный».

Тактильные ощущения

Основное отличие синтетического сапфира от натурального заключается в ощущении, которое минерал вызывает при контакте. Настоящий кристалл на ощупь оставляет чувство холодка на коже.

Предлагаем ознакомиться  Черный сапфир и его магические свойства

Искусственно выращенный в лаборатории минерал внешне может быть вообще неотличим от настоящего, но чувство холодка при соприкосновении с кожей он не вызывает. Но этот способ проверки не подходит для поддельных камней, которые сделаны на основе натуральных. С его помощью можно отличить только синтетические разновидности.

Обозначения на ювелирных бирках

Прежде всего отметим, что обозначения на ювелирных бирках касаются драгоценных камней натурального происхождения. Первая цифра указывает на количество камней в изделии, 1, 2 и т.д. Затем сокращенно указывается наименование камня. Например, Сп., означает сапфир и, что камень – натуральный, природный. Сп.об.

– означает диффузионный или облагороженный. Также производители «грешат» указанием Сп. кор. – то есть, корунд, это означает, что в изделии — гидротермальный минерал. Далее на бирке указывается форма огранки – например, Гр – груша, Кв – квадрат, Тк – треугольник. Затем идут цифровые характеристики драгоценного камня – вес, цвет, чистота.

Если есть аббревиатура «об.» или «кор.» – минерал синтетический. Как отличить сапфир от подделки — ответ на этот вопрос смотрите тут.

Блеск и огранка

Сапфир – это кристалл, которому присущ дихроизм. То есть – исключительный, яркий блеск. По этой причине минералы обрабатывают весьма причудливо, стараясь оформить как можно больше граней.

Каждый, кому хотя бы раз довелось купить ювелирное изделие с драгоценными камнями в солидном магазине, заботящемся о своей репутации, знает о том, что к украшению прилагается так называемый паспорт изделия. В нем указана информация об огранке.

Другие классы огранки, «Б», «В», «Г», применяются на небольших камнях, которые, как правило, задействуются ювелирами в сочетании с другими минералами.

В паспорте ювелирного изделия представлена информация не только о типе огранки минерала, но и о самом камне. Поэтому при приобретении изделий с сапфирами в солидном магазине можно быть уверенным в том, что минерал природный или же, наоборот, синтетический.

Как отличить сапфир от подделки

Синтетические камни

В ультрафиолетовом свете сапфир демонстрирует светлые отблески. Это специфическое качество натурального камня, которого нет у схожих с ним недорогих минералов. Как правило, у подделок появляется зеленоватый мутный отблеск.

Способ изготовления сапфира

Синтетический сапфир

Существуют 2 способа получения синтетического сапфира в условиях лаборатории:

  1. Смесь исходных материалов (оксида алюминия и добавок для цвета) в виде порошка засыпают в вибрирующий бункер со специальными отверстиями. По трубкам из отверстий порошок просыпается в печь, параллельно с этим подается кислород и водород. Сгорая, водород расплавляет смесь, начинает расти кристалл.
  2. Нано-сапфиры выращивают, используя за основу оксид алюминия. Для этого затравочные пластины помещают в специальные приборы, где поддерживается нужное давление и температура до 5000 °С.

Украшения с минералом

Из синтетического сапфира делают самые разные украшения:

  • кольца;
  • диадемы;
  • перстни;
  • колье;
  • подвески;
  • броши.

Синтетический самоцвет отличается яркой цветовой гаммой и блеском, имеет благородный вид, потому требует подбора наряда. Светлые кристаллы хорошо смотрятся на молодых девушках, камни темных оттенков – на женщинах средних лет и мужчинах. Украшения с миниатюрной вставкой подойдут для ежедневного ношения, самоцветы покрупнее будут уместны при выходе в свет. Примеры сочетаний синтетического сапфира с предметами гардероба:

  • кофейное вечернее декольтированное платье, высокая прическа и голубое колье;
  • бледно-розовый классический костюм с серебристым отливом и розовые серьги в серебре;
  • синие джинсы, белая блуза и фиолетовый браслет;
  • летнее платье в стиле бохо и зеленая подвеска в золоте;
  • бордовая кофта, черные брюки и белая брошь.

Стоимость изделий

Синтетический сапфир доступнее для приобретения, чем природный. Цена украшения возрастает при наличии в нем:

  • бриллиантов;
  • красного золота;
    платины.

Найти изделие с одним синтетическим самоцветом практически невозможно. При желании его можно сделать на заказ. Ориентировочная стоимость украшений с синтетическим минералом в тысячах рублей:

  • золотые серьги с бриллиантами – 13;
  • кольцо из белого золота – 15;
  • кольцо из красного золота – 33;
  • подвеска с 28 бриллиантами в золоте – 8;
  • серьги-пусеты с розовым золотом – 3.

Производство нано-кристаллов снижает процент подделок на ювелирном рынке. Прекрасные внешние данные, доступная цена – все это делает искусственный самоцвет востребованным.

Как вы считаете, на фоне снижения природных запасов синтетический сапфир – это камень будущего? С натуральным или искусственным минералом вы бы приобрели украшение? Поделитесь статьей с друзьями и знакомыми.