Немного об искусственных изумрудах

Немного об искусственных изумрудах

Первую успешную попытку вырастить кристалл изумруда в лабораторных условиях предпринял в 1848 году естествоиспытатель Дж. Эбельмен, о чем он тут же сообщил на страницах парижских «Анналов химической физики». Но лишь через сто лет была освоена промышленная технология изготовления зеленых кристаллов, вследствие чего их стоимость стала существенно ниже стоимости природного камня.

Чтоб прийти к этому итогу, науке пришлось разгадать множество непростых ребусов, загаданных природой. Самый легкий из них — определение химического состава чудо-камня. Довольно быстро ученые установили, что изумруд — это бериллиево-алюминиевый силикат, содержащий примеси хрома, ванадия, тантала. И еще железа. Все эти примеси и определяют его замечательную зеленую травяную окраску со всеми ее оттенками. А образуется изумруд, во всяком случае, на Урале, в столбообразных геологических телах — жилах, возникающих в трещинах земной коры из остывающих в них расплавов особого вида горных пород — пегматитов. Струи этих расплавов, состоящие из газов и жидкости, под огромным давлением проникают в трещины коренных пород, и из них-то и выпадают и начинают расти драгоценные кристаллы. Удалось в конце концов установить, что образование изумрудов в растворах и расплавах происходит при температурах 200–500 градусов по Цельсию и давлениях 30–100 мегапаскалей (примерно от 300 до 1000 атмосфер).

Химический состав, температура, давление — это был как бы ключ к тайне рождения изумруда. Дело было за малым — найти дверь, что открывается тем ключом: воспроизвести в заводских условиях все открытые наукой закономерности. Лишь при массовом производстве стоимость искусственно полученного камня могла быть ниже стоимости природного изумруда. К тому же сама затея имела смысл только при условии, если удастся в точности воспроизвести и глубокую зеленую окраску, и прозрачность, и прочие чудесные свойства минерала.

Путь к успеху был не прост. Оказалось, что для выращивания изумруда в заводских условиях не годятся методы, успешно применяемые для получения других драгоценных камней. Оказалось, не хочет изумруд выпадать в осадок из пересыщенных растворов химических веществ, входящих в его состав. И тут нашли выход: придумали расплав-флюс (для него использовали молибдат лития), смешали с ним раствор бериллия, алюминия, кремния — основных компонентов изумруда, сконструировали специальную установку, и «процесс пошел». На все это как раз сто лет и понадобилось.

Сегодня искусственных изумрудов изготавливается уже немало. Мировые лидеры их выращивания — фирмы американца К. Ф. Чатема (Сан-Франциско) и француза П. Жильсона — поставляют на рынок десятки тысяч карат синтетических камней. Один только Жильсон производит ежегодно сто стограммовых кристаллов, из которых не менее 10 процентов — великолепные ювелирные экземпляры, не только сопоставимые с природными образцами, но нередко и превосходящие их по равномерности и густоте окраски, по разнообразию ее оттенков. А специалисты фирмы Чатема получают изумруды с любыми видами включений в тело кристалла, имитирующими природные образцы. Они добиваются получения желаемого оттенка зеленого цвета.

Ученые из наших отечественных лабораторий тоже разобрались с цветами уральских изумрудов. Оказалось, что оттенок легкой голубизны нашего камня объясняется привнесением в его кристаллическую решетку ионов двухвалентного железа, а желтоватый оттенок придается камню присутствием в его кристаллической решетке марганца и трехвалентного хрома.

В наши дни большинство синтетических драгоценных камней намного дешевле соответствующих природных аналогов. К примеру, один карат искусственных рубинов стоит 5–6 долларов, а один карат природного рубина может стоить на американском рынке от 1200 до 29 000 долларов (в зависимости от массы камня и его ювелирных свойств). С изумрудом так не получилось. Пока что искусственные изумруды стоят всего в 5–10 раз дешевле природных камней.