Шпинель синтетическая что это такое
Шпинель синтетическая
Шпинель — редкий самоцвет, который применяют для изготовления ювелирных украшений. Так как стоимость природного камня высока, чаще используют искусственно выращенный минерал. Синтетическая шпинель практически ничем не отличается от той, создание которой контролировала не природа, а человек.
Как производится
Современная наука позволила изготавливать аналоги природных самоцветов, в том числе и шпинель. Удивительно, но способ выращивания синтетической шпинели был обнаружен совершенно случайно. Учёные пытались получить синий сапфир. Для этого они использовали знаменитый метод Вернейля. Однако из аппарата достали вовсе не сапфир, а кристалл шпинели, который имел кубическую форму. Именно этот случай и положил начало созданию искусственного минерала.
В настоящее время используют и другие способы получения искусственной шпинели. Это может быть гидротермальный метод, использование вспомогательных средств при кристаллизации или же метод Чохральского. Сейчас наиболее частым способом создания синтетического камня остаётся всё же метод Вернейля. Для этого из оксидов магния и алюминия изготавливают бесцветные шары, из которых получаются чистые прозрачные минералы.
На сегодняшний день можно получить шпинель любого оттенка, добавляя различные примеси. Например, с помощью кобальта получают синие оттенки. Но данные экземпляры обладают красноватым отливом, чего не встретишь в природном кристалле. Добавление оксида хрома придаёт камню красные и розовые цвета. Если повысить температуру плавления, то он приобретает зелёный окрас.
При плавлении тех же основных элементов с добавлением фтористого свинца выращивают минералы следующих окрасов:
Синтетический камень насыщенного голубого оттенка получают другим методом с примесью микрочастиц золота или серного колчедана.
Чем отличается от натурального
Искусственные кристаллы плотные, твёрдые и обладают отличной чистотой, которая практически не встречается у природных камней. В основном, искусственные минералы не имеют вкраплений в виде пузырьков воздуха, полос, трещин и помутнений. Также природный самоцвет не обладает таким блеском, как синтезированный в лабораторных условиях. Искусственно выращенный минерал будет играть на солнце всеми красками, чего нельзя сказать о большинстве натуральных самоцветов.
Что за камень шпинель, кому подходит и какие свойства имеет добрый камень
Шпинель – камень, имеющий сходство с рубином, сапфиром, александритом из-за многообразия оттенков, физических свойств и блеска. Он – неотъемлемая часть ювелирного дела. Самоцвет наделяют способностью повышать защитные силы организма и другими целебными свойствами.
Описание камня
Слово «шпинель» восходит к 2 языкам:
Самоцвет образует отдельную группу минералов. Он очень красив, отличается выраженным блеском, сиянием. В этом минерал превосходит рубин. Многообразие цветовой гаммы, твердость, позволяющая гранить камни, придают изысканность.
В дополнение видео:
Разновидности и цвета
Шпинель имеет несколько вариантов окраски, зависящих от состава:
Зеленая шпинель содержит 3-валентное железо, имеет отдельные оттенки:
Отдельно выделяется красно-розовый вид – джедай. У него один владелец, единственная точка добычи располагается в Бирме. Это месторождение удалено от других, самоцветы отличаются от остальных видов ростовыми формами, что указывает на иные условия образования камней. Из-за этого шпинель джедай выделяют в отдельную группу.
Минералы отличаются по степени прозрачности. Мутные не используются в ювелирном деле. Прозрачные камни ювелиры называют благородными.
Синтетическая шпинель: способы получения, свойства, отличия от настоящего камня
Шпинель — натуральный драгоценный камень, красивый, но редкий и дорогой. Современные технологии позволяют получить минерал искусственным путем в лабораториях. При добавлении химических веществ создать насыщенные оттенки синтетической шпинели — светло-зеленый, розовый, красный, а также все оттенки синего и фиолетового. Искусственные кристаллы обычно используются для имитации натуральных самоцветов (например, сапфира, топаза или аквамарина).
Метод синтезирования
Существует много способов получения минерала в лаборатории. Один из них — метод Вернейля. Для создания синтетического камня применяется смесь алюминия и магния. Аппарат, используемый для синтеза, называется «трубка Вернейля». Там вещество нагревается смесью кислорода и водорода. Для получения препарата предварительно проводится окисление алюминия аммонием
Синтетическая шпинель, изготовленная по этому принципу, как правило, бесцветная, поэтому используются дополнительные вещества, которые придают ей яркий цвет. Например, соединения кобальта дают искусственному минералу голубые и синие оттенки.
Другой метод — Чохральского — действует по схожему принципу (то же самое вещество нагревается водородом и кислородом). Эти два способа — самые популярные, несмотря на появление других более простых методик.
Как отличить натуральный камень от подделки
Настоящий самоцвет встречается редко и стоит дорого. Высокая цена обусловлена несколькими факторами. Несмотря на то, что месторождения обнаружены во многих странах мира, найти, добыть и обработать минерал сложно. Поэтому качественные экземпляры, даже если они есть в продаже, стоят баснословных денег.
Произведенная в лабораториях синтетическая шпинель призвана имитировать драгоценные камни, такие как александрит, сапфир, рубин, топаз, циркон и даже бриллиант.
На глаз натуральную шпинель практически нельзя отличить от искусственной. Единственным показателем, пожалуй, служит стоимость — у природных минералов она в разы больше.
Определить происхождение могут только эксперты после лабораторной проверки. Несмотря на схожесть по виду с другими самоцветами, состав и свойства камней, полученных искусственным путем, все-таки различны. Для имитации топаза и сапфира при производстве добавляется кобальт, розовые кристаллы получают путем включения в состав марганца, а рубиновый цвет придает шпинели магний.
Характерными особенностями являются высокая преломляемость лучей и прозрачность, но их порой также сложно определить на глаз. Поэтому при возникновении сомнений лучше обратиться к специалистам.
Самостоятельное обследование натурального камня
Самоцвет был известен еще на Руси, однако первые упоминания о нем встречаются в записках Марко Поло. Камень называли «лал» и чаще всего принимали за рубин. Шпинелью, являвшейся любимым украшением монархов, часто инкрустировали короны.
Самые крупные месторождения находятся в Индии, Таиланде и Вьетнаме. Кристаллы добывают и в России (Урал и Якутия).
Деление камня на разновидности зависит от цвета и степени прозрачности:
Очень ценятся красные (обнаружена в Бирме) и синие (на острове Цейлон) природные кристаллы, что объясняет популярность искусственной шпинели этих цветов. Натуральный самоцвет имеет несколько степеней прозрачности. Он может быть чистым или слегка мутным.
Если при внимательном осмотре под увеличением в камне нет изъянов и вкраплений, то минерал имеет синтетическое происхождение. У натуральной шпинели нет яркости окраски и блеска, присущего искусственному образцу.
Свойства
Главный компонент в составе — это окись алюминия и магния. Произведенная в лаборатории синтетическая шпинель, как правило, прозрачная и с сильным блеском. Это разноцветный монокристалл, для которого характерны синий, зеленый, фиолетовый, розовый и алый оттенки. Сейчас ученые разработали метод производства друз — сросшихся разнонаправленных кристаллов.
Природный самоцвет, имея ряд целебных свойств, применялся в медицине. Он известен положительным действием на сердце и кровообращение, а также психологическое состояние человека.
У синтетического кристалла, разумеется, лечебных и волшебных свойств нет. Однако не исключено, что шпинель применяется в магии современными «экстрасенсами», выдающими ее за настоящую.
Области применения
Отличительная черта синтетической шпинели — способность преломлять свет. Благодаря этому она используется в различных сферах промышленности (например, в производстве приборов) в качестве оптического материала.
Шпинель применяется для изготовления ювелирных изделий. Она легко поддается огранке, поэтому проста в использовании. Востребована для создания украшений с имитацией дорогих драгоценных камней. Например, фиолетовые и синие оттенки делают кристаллы похожими на сапфиры, топазы и александриты; минерал зеленоватого цвета напоминает изумруд, а красный — почти рубин.
Синтетическая шпинель, хоть и искусственный, но все же самоцвет, требующий ухода и бережного отношения. Благодаря этому украшения сохранят внешний вид и будут радовать глаз.
Синтетическая шпинель
Внешнее сходство синтетической шпинели с природной самого лучшего качества оказалось просто потрясающим. Только тщательное изучение под микроскопом и химический анализ могут показать очевидность ее синтетического происхождения. Традиционные геммологические методы, такие как определение коэффициента преломления и спектра поглощения у этих выращенных из флюса шпинелей, не помогают. Характеристики абсолютно подобны соответствующим характеристикам природных камней. При изучении образов в полярископе эти синтетические шпинели демонстрируют отсутствие двупреломления, как и положено природной шпинели, хотя при использовании перекрестных фильтров показывают различные аномальные переходы, свойственные для зон с повышенным напряженем без привязки к включениям. Подобный эффект может наблюдаться в природных шпинелях, но только вокруг включений. Под ультрафиолетовым ДВ и КВ синтетические камни демонстрируют оранжево-красную флюоресценцию, что свойственно природным образцам, но вдоль граней ребер может наблюдатьася очень светло-молочная или желтовато-оранжевая флюоресценция, что совершенно несвойственно природной шпинели.
Так или иначе, но все эти методы не предстваляются надежными для уверенной идентификации флюсовой синтетической шпинели.
Данные исследований под микроскопом:
Все образцы синтетической шпинели обладали исключительной чистотой. Тем не менее во всех образцах были обнаружены микроскопические трубчатые полости, содержащие внутри себя зубчатые инородные тела очень темного оранжевого или коричневого цвета, являющиеся остатками флюса. Все образцы показали наличие газовых пузырьковых включений, образовавшихся из-за неоднородности потоков при охлаждении.
Синтетика под микроскопом
Кроме того, один из образцов показал, помимо включений остатков флюса, наличие шестиугольного металлического включения, своим происхождением обязанного платиновому тиглю, в котором шпинель росла.
Природные красные шпинели, особенно из Бирмы (Мьянмы), чистотой не отличаются, часто включения в них очень значительные, и демонстрируют залеченные трещины с большим количеством микроскопических кристаллов-октаэдров с отрицательными оптическими характеристиками, и различных кристаллическими включения карбонатов с округлой «аллювиальной» формой. Часто природная бирманская шпинель содержит коричневатый гидроксид железа в крупных трещинах и полостях, которые не следует путать с описанными выше остатками флюса в синтетических шпинелях.
Результаты химического анализа:
Химический состав анализируемой красной шпинели синтетического происхождения на первый взгляд очень похож на состав натуральной красной шпинели. В отличие от Вернейлевской шпинели, которая показывает высокую концентрацию алюминия, эти синтетические шпинели имеют стехиометрическое соотношение Mg:Al и похожи на натуральные. Этим обьясняется полное совпадение показателей коэффициента преломления и плотности с соответствующими параметрами природных образцов.
Рамановский спектр показывает отчетливый широкий пик (при длине волны 406 нм) для флюсовой синтетической шпинели, отсутствующий на спектре природных образцов.
Аналогичные пики наблюдается и у Вернейлевской шпинели. Наличие этого пика обьясняется, по видимому, деформациями в кубической кристаллической структуре камня.
Кроме того, возбуждение образцов зеленым лазером (514 нм) привело к появлению сильной фотолюминесценции с пиками, связанным с хромом. Однако, эти эмиссионные пики гораздо менее структурированы, чем у природной хром-содержащей шпинели (Нотари и Гробон), что предоставляет еще одну хорошую возможность найти различия между синтетической шпинелью и природной.
Кристаллы и ограненные камни, природные и синтетические.
Попробуй отличи: синтетические шпинели «а-ля Могог» снова в продаже
Внешнее сходство синтетической шпинели с природной самого лучшего качества оказалось просто потрясающим. Только тщательное изучение под микроскопом и химический анализ могут показать очевидность ее синтетического происхождения. Традиционные геммологические методы, такие как определение коэффициента преломления и спектра поглощения у этих выращенных из флюса шпинелей, не помогают. Характеристики абсолютно подобны соответствующим характеристикам природных камней. При изучении образов в полярископе эти синтетические шпинели демонстрируют отсутствие двупреломления, как и положено природной шпинели, хотя при использовании перекрестных фильтров показывают различные аномальные переходы, свойственные для зон с повышенным напряженем без привязки к включениям. Подобный эффект может наблюдаться в природных шпинелях, но только вокруг включений. Под ультрафиолетовым ДВ и КВ синтетические камни демонстрируют оранжево-красную флюоресценцию, что свойственно природным образцам, но вдоль граней ребер может наблюдатьася очень светло-молочная или желтовато-оранжевая флюоресценция, что совершенно несвойственно природной шпинели.
Так или иначе, но все эти методы не предстваляются надежными для уверенной идентификации флюсовой синтетической шпинели.
Данные исследований под микроскопом:
Все образцы синтетической шпинели обладали исключительной чистотой. Тем не менее во всех образцах были обнаружены микроскопические трубчатые полости, содержащие внутри себя зубчатые инородные тела очень темного оранжевого или коричневого цвета, являющиеся остатками флюса. Все образцы показали наличие газовых пузырьковых включений, образовавшихся из-за неоднородности потоков при охлаждении.
Синтетика под микроскопом
Кристаллы и ограненные камни, природные и синтетические.