Натуральные и выращенные камни: борьба за ювелирный трон

С тех пор, как люди поняли природу драгоценных камней, узнали их состав и раскрыли условия образования, они стремятся уподобиться природе и воспроизвести камни собственными руками с помощью все новых и новых знаний и технологий, и сегодня это им с успехом удается. Теперь люди умеют делать очень многие виды ювелирных и ювелирно-поделочных камней, что не могло не отразиться на отношении к минералам и на ценах, хотя причиной производства большинства камней являются в первую очередь требования промышленности, и только во вторую - запросы ювелирного рынка. Однако страсти вокруг натуральных минералов и их искусственно выращенных аналогов не утихают: есть любители натуральных камней, считающие выращенные камни чем-то ненастоящим, неким суррогатом, а есть те, кому по душе любой минерал, выращен ли он человеком или природой.

Чтобы не путаться, стоит сразу определиться: есть имитации, а есть синтетические аналоги природных камней. Имитация – это материал, похожий на природные камни внешне и по некоторым свойствам имитациями могут быть как искусственно созданные минералы, так и натуральные, природные, а также материалы, не имеющие ничего общего с минералами (стекла, пластики и т.д.) или являющиеся комбинациями всех этих материалов. К примеру, имитациями бесцветного бриллианта могут послужить и природный бесцветный циркон, и искусственно созданный фианит (который в торговле нередко называют цирконием), и простое стекло, которое даже не имеет кристаллической структуры. Если продавец выдает эти материалы за бриллиант, их можно считать подделками. Синтетический аналог – минерал, созданный человеком, то есть искусственно выращенный (например, синтетический бриллиант). Его характеристики соответствуют химическому составу, физическим и оптическим свойствам бриллианта, а иногда даже превосходят их, и его происхождение можно установить только в геммологической лаборатории, а с некоторыми камнями и это затруднительно – настолько они близки натуральным. В каталоге «Империи Самоцветов» можно увидеть украшения, в описаниях которых употребляются определения «синтезированный рубин», «синтезированный опал» и т.д. – это и есть выращенные камни.

Ни к одной, ни к другой категории, пожалуй, нельзя отнести облагороженные материалы – природные минералы, у которых улучшены (по сути, изменены) фактура и/или цвет. Это можно сделать с помощью нагревания, рентгеновского облучения, пропиткой смолами, полимерами, красителями и т.п. Например, укрепленная бирюза – это природная, но очень рыхлая и мягкая бирюза, негодная в таком виде для вставок в ювелирные изделия, которую укрепляют с помощью пропитки специальными смолами и иногда красителями. Ясно, что в таком виде бирюза уже не может считаться полностью натуральной, природной.

В нашей статье пойдет речь только о выращенных человеком камнях - мы рассмотрим некоторые искусственно созданные камни, применяющиеся для вставок в ювелирные изделия.

Бриллиант

«Я знал, что на это уйдет лет десять, а то и двадцать, которые могут отнять у человека все его силы, всю его энергию, но даже и тогда игра стоила свеч», – говорил герой рассказа Герберта Уэллса «Человек, который делал алмазы». Обычно синтез кристаллов минералов связан с их востребованностью в промышленности, в применении их в наукоемких технологиях, но и камень сам по себе притягивает людей, а возможность повторить природу – тем более. Алмаз стал одним из первых таких минералов. Первые попытки получить алмазы были зарегистрированы еще в конце XIX века, но они не увенчались успехом. Впервые искусственные алмазы были синтезированы в Швеции и США в 1954 году (компания «Дженерал Электрик»), а официально через шесть лет – в СССР. Однако еще в 1939 году профессор-физик Овсей Ильич Лейпунский из Института химической физики описал способ получения алмазов, предполагавший применение высоких давлений и температуры в 1500-3000 градусов. В этих условиях рыхлая кристаллическая решетка графита может перейти в плотную упаковку структуры алмаза. Такие условия были в то время технически невозможны, но работы Лейпунского изучались многими специалистами, в том числе и шведами они и использовали позже способ, описанный у О. И. Лейпунского: давление, температура, а также добавление в графит железа и некоторых других материалов. Это облегчает процесс синтеза, углерод становится подвижным и быстрее формирует решетку алмаза. Размеры кристаллов, получаемых в то время, не превышали всего лишь 0,8 мм, поэтому применялись в качестве абразивов. Крупные кристаллы алмаза научились синтезировать позже, эта процедура намного сложнее и дороже. Особенно затратно синтезировать крупные, более одного карата, и именно бесцветные кристаллы алмаза, поэтому массовое их производство невозможно, и на рынке присутствуют, в основном, камни массой в один карат и меньше.

Один из крупнейших в мире производителей синтетических алмазов и бриллиантов - белорусское предприятие «Адамас БГУ» («Adamas BSU») – здесь используют метод БАРС (беспрессовый аппарат «Разрезная сфера»). Базовая технология на основе этого метода была разработана еще в СССР в самом начале девяностых годов технология расшифровывается как «метод кристаллизации алмаза из углеродного раствора в условиях температурного градиента в металлическом расплаве на основе железа и никеля с использованием высоких давлений». Синтезировать алмаз массой в один карат в аппарате БАРС займет около ста часов, что составит в месяц шесть циклов, то есть шесть карат. К сожалению, возможно только серийное производство ярко-желтых кристаллов. В России тоже есть подобные установки, но они работают не на ювелирный рынок. «Адамас БГУ» производит как техническое сырье, так и материал для ювелирной промышленности, причем доля последнего неуклонно растет. Это объясняется совокупностью причин: снижением объемов добычи природных алмазов, постоянным ростом спроса на бриллианты, решением ведущих геммологических лабораторий, например, GIA (Gemological Institute Of America) принимать синтетические бриллианты на сертификацию, развитием технологии, позволяющей получать кристаллы все большего размера и все более фантазийных цветов при снижении количества «холостого» синтеза. Рынок понемногу привыкает к синтетическим алмазам, а в Белоруссии даже была принята специальная национальная программа развития производства синтетических алмазов. Однако о дешевых бриллиантовых украшениях пока говорить не приходится.

Корунд (сапфир, рубин)

Одни из самых выдающихся достижений науки и техники, как правило, ознаменованы использованием кристаллов минералов, их уникальных свойств: оптических, пьезоэлектрических, полупроводниковых и прочих. Самые первые в России корунды тоже были изначально синтезированы с целью применения их в науке: в точном приборостроении, часовой промышленности и т.д. В 1936 году заработала первая в России установка по выращиванию корундов, а вскоре было налажено и постоянное производство. Первым промышленным методом получения корундов (а также шпинели) и до сих пор самым распространенным является метод Вернейля.

Французский химик Огюст Вернейль начал свои опыты по выращиванию минералов еще в конце XIX века, но официальным годом рождения первых синтетических корундов считается 1905 год. Метод вкратце заключается в следующем: порошок окиси алюминия подается вместе с кислородом в огонь горелки, в который, в свою очередь, подается водород. Водородно-кислородное пламя около 2050 градусов плавит порошок, и расплав стекает на подготовленный кристаллоноситель. Застывая, расплав образует не кристалл минерала в обычном понимании, а так называемую булю минерала – стержень округлой формы. Сегодня можно выращивать були до 5-8 см в длину и 2 см в окружности (40-45 грамм=200-250 карат) всего за несколько часов. Чтобы получить корунд красного цвета ( рубин), добавляют к порошку окиси алюминия окись хрома синего цвета ( сапфир) – добавляют окись железа и титана. Никель окрасит корунд в желтый цвет. Звездчатые рубины и сапфиры тоже можно вырастить. Подобным же методом получают с 1920-х годов шпинель для этого используют окись магния и окись алюминия. Шпинели обычно придают сапфирово-голубую, красивую аквамариновую или зеленую окраску. «Империя Самоцветов» может предложить вниманию любителей драгоценных камней ювелирные украшения с синтетическим рубином и сапфиром высокого качества.

Ежегодно во всем мире для разных нужд выпускается двести тонн синтетического корунда и шпинели. Ограненные, они неотличимы без специального оборудования от природных ювелирных камней и отвоевывают все больше места под солнцем. Но смогут ли они окончательно заменить натуральные рубины и сапфиры?

Александрит

Александрит является разновидностью хризо берилла. Этот редкий и очень дорогой камень относится к драгоценным и обладает уникальным эффектом: при дневном свете он зеленый, а при искусственном освещении становится красным. Самая близкая по свойствам имитация Александрита и одновременно самая недорогая – тот же корунд, только с добавлением ванадия и титана в процессе синтеза, что придает камню александритовый эффект с интенсивным реверсом от слабого голубовато-зеленовато-серого до насыщенного красно-фиолетового, аметистового цвета. Собственно синтетический александрит тоже выращивается это самый дорогой после бриллианта синтетический аналог. Сведения об успешном синтезе аналога хризоберилла- лександрита относятся ко второй половине XIX века.

В США в 1964 году был опробован промышленный метод получения александрита, и с 1972 года фирма «Криэйтив кристалс» (г. Сен-Рамон, Дэнвилль, Калифорния) растит кристаллы александрита методом флюса из раствора. Раствор окислов бериллия и алюминия, охлаждаясь, служит «питательной средой» для александритовых кристаллов, которые растут от семи до девяти недель. Таким способом получают самые красивые кристаллы александрита, которые трудно отличить от знаменитых уральских, когда-то составивших славу русских самоцветов. Японцы же производят александрит методом Чохральского (вытягиванием кристалла из расплава) и называют свой продукт «инамори» и «крезент-верт»: он обладает эффектом также кошачьего глаза, а его окраска изменяется с зеленовато-желтой при дневном свете на красно-фиолетовую при искусственном.

В России александрит выращивают с 1980 года в Новосибирске, в Конструкторско-технологическом институте монокристаллов. Он идет и на технические, и на ювелирные цели некоторые кристаллы достигают в весе полкилограмма. Хотя синтетический аналог соответствует натуральному александриту и по химической формуле, и по большинству свойств, однако по красоте природный Александрит остается непревзойденным. Он прекрасно смотрится в золоте, как, например, в серьгах с бирюзой из коллекции «Империи Самоцветов».

Натуральный александрит (как и любой другой природный камень) имеет незаметные глазу включения, трещинки и прочие дефекты, которые не уменьшают эстетического эффекта, но очень мешают в применении кристаллов в точном приборостроении, в частности, в александритовых лазерах в медицинской косметологии и микрохирургии глаза, поэтому синтетические камни, не имеющие дефектов и обладающие всеми заданными свойствами, идеально подходят именно для этих целей.

Изумруд

Современные технологии позволяют выращивать бездефектные и достаточно крупные изумрудные кристаллы, что для природных является очень большой редкостью. По большому счету, выращенные изумруды ничем не отличаются от натуральных, разве что они слишком совершенны. Синтетические изумруды были получены еще до Второй мировой войны, после которой исследования в этой области возобновились с новой силой. Американцы из фирмы Chatham стали одними из первых, наладивших промышленный синтез синтетических изумрудов из растворов в расплаве. Конечно, и в СССР было принято решение создавать изумруды, только «нашим» методом, по новой технологии. Теперь эта технология, созданная в 1970-х годах новосибирскими учеными, известна во всем мире, а изумруды, созданные с ее помощью, называют русскими изумрудами. Мы по-прежнему впереди планеты всей: компания «Тайрус», которую основали в 1989 году на базе Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО АН СССР те самые сибирские создатели изумрудов, является лидером рынка искусственных драгоценных камней. Только в «Тайрусе» и больше нигде в мире растят еще одну разновидность берилла кроме изумруда – аквамарины. Для синтеза камней используется метод, наиболее близкий к естественному, — гидротермальный, в автоклаве, с использованием высоких давлений и температур. Процесс, по большому счету, ничем не отличается, а вместо тысяч лет проходит всего два-три месяца.

Однако для выращивания камней недостаточно автоклавов, расплавов и высоких температур, необходимы и талант, и интуиция, и многое другое, что можно назвать даром заниматься именно этим делом. Ведь если подбирать оптимальный состав шихты (смеси, которая послужит материалом для роста кристаллов) просто опытным путем, уйдет вся жизнь, и даже знания не всегда помогут, скорее, совокупность качеств, которые делают из человека Творца.

Гранат

Гранаты – идеальные по свойствам кристаллы для применения в лазерах их стали выращивать, чтобы получать бездефектные образцы нужных свойств. Почти случайно они стали применяться в ювелирной промышленности. В 1960-х годах в США были получены первые образцы, и к концу шестидесятых синтетические гранаты поступили на рынок украшений. В отличие от природных, синтетические гранаты могут быть бесцветными. Это еще одна иллюстрация к вопросу о выращенных и природных камнях, совершенстве первых и несовершенстве вторых: идеальный пироп в природе должен был бы быть бесцветным, но из-за «лишних» примесей железа он такой, каким мы его знаем – огненно красный, и не бывает иным.

Синтетические гранаты ( Гранатиты) бывают иттрий-алюминиевые (ИАГ), гадолиний-галлиевые (ГГГ) и иттрий-железистые (ИЖГ). Наиболее подходящими для вставок в ювелирные изделия как по физико-оптическим свойствам, так и экономически оказались бесцветные и окрашенные иттрий-алюминиевые гранаты, обладающие высокой твердостью (8,5 по шкале Мооса) и хорошим показателем преломления, что придает им блеск и сильную игру. ИАГ выращивают различными способами, в основном, методом Чохральского, что дает крупные кристаллы, которые прекрасно поддаются полировке.

Бесцветные гранаты иногда заменяют бриллианты. Даже в Лондоне, который славится своим консерватизмом в отношении драгоценностей, синтетические гранаты начали продаваться в начале семидесятых в качестве адекватных заменителей бриллиантов. Этому, в частности, способствовала знаменитая актриса Элизабет Тейлор и нашумевшая в свое время история с ее грушевидным алмазом. В 1969 году Ричард Бертон (снявшийся с Тейлор в «Клеопатре» и два раза на ней женившийся) подарил ей грушевидный алмаз весом 69,42 карата. Этот прекрасный природный камень актриса обычно носила как кулон, но страховка на один вечер обходилась в тысячу долларов. Тогда Тэйлор заказала копию алмаза из синтетического Граната, близкого алмазу по свойствам, за три с половиной тысячи долларов. Было нетрудно отличить копию, когда она лежала рядом с алмазом, но по отдельности это мог сделать только эксперт. Так и получилось, что страх перед грабителями, а может, и перед страховщиками, способствовал популярности синтетических гранатов в целом. В каталоге «Империи Самоцветов» есть серебряное кольцо с огненно-красными синтетическими гранатами, способными затмить даже мелкие натуральные рубины.

Кварц ( горный хрусталь, аметист, цитрин, аметрин)

Производства кварца по сравнению с теми же алмазами или изумрудами не вызывает больших трудностей. Его растят гидротермальным способом в стальных автоклавах скорость роста кристаллов при этом до 0,5 мм в сутки. Синтетическому кварцу можно придать любой оттенок, как имитирующий природный, так и фантазийный, в природе не встречающийся. Например, ярко-синий кварц получают путем добавления кобальта цитриновую окраску обеспечивает железо чем его больше, тем цвет ярче, до оранжево-красного. Черный морион можно вырастить, увеличив концентрацию алюминия, так же получают и раухтопаз – дымчатый кварц. Одна из популярнейших разновидностей кварца – аметист – получается после ионизирующего облучения синтетического дымчатого кварца. Его чрезвычайно трудно отличить от природного, поэтому он очень популярен. Синтетический аметист чаще всего очень яркий и чистый, без дефектов и неоднородностей, равномерной глубокой окраски камни могут быть очень крупными, но иногда их цвет меняется при солнечном и искусственном освещении, демострируя своего рода александритовый эффект. Аметистовые щетки доращивают у нас в Подмосковье, но пока есть недорогое африканское сырье, необходимости в массовом производстве аметистов и аметистовых щеток нет. Аметрин (аметист- цитрин), полихромный минерал с двумя зонами окраски – фиолетовой и желтой – впервые нашли в Боливии, поэтому его второе название – боливианит. Но можно вырастить аметрин искусственно он будет стоить на порядок ниже, а удовольствия владельцу доставит не меньше, чем природный, который, кстати, в ограненном виде можно найти в коллекции драгоценных камней и кристаллов «Империи Самоцветов».

Опал

Синтетический опал, хоть и с натяжкой, но можно назвать собственно опалом: он тоже имеет слоистую структуру, различные цвета и игру красок, например, белые опалы с разноцветными всполохами, ограненные в форме жемчужин и украсившие кольцо из каталога «Империи Самоцветов». Как и природный, синтезированный опал тоже состоит из кремниевых слоев. Очень долго считалось, что опал невозможно получить искусственно изучение строения этого удивительного минерала позволило все же понять, что синтез возможен. Первый патент на изготовление благородного опала получили австралийские минералоги А. Гаскин и П. Дарре, а в 1973 году швейцарская ювелирная фирма Пьера Жильсона начала продавать самые разнообразные благородные синтетические опалы, ничуть не уступавшие по цвету и силе опалесценции природным камням.

В России тоже делают высококачественные синтетические опалы. Даже при сравнении природного и искусственного опала трудно понять, какой из них появился в лаборатории. К тому же, натуральный благородный опал очень дорог, особенно черный, и невероятно капризен в хранении и носке, а выращенные камни позволяют не бояться всяких случайностей.

Бирюза

Упомянутая фирма Пьера Жильсона в упомянутом 1972 году получила и искусственную бирюзу, наиболее близкую к природной из всех ранее полученных, и потому пригодную для вставок в ювелирные изделия. Такая бирюза очень однородная, имеет прекрасный бирюзовый цвет, а кабошоны из такого материала трудно отличить от природного даже в профессиональной лаборатории. Все показатели (плотность, твердость и т.д.) совпадают, и даже лучшая в мире иранская бирюза неотличима от искусственной. В России получают как однородную голубую, так и паутинную бирюзу, с рисунком темных прожилок. Можно попробовать сравнить бусы из натуральной бирюзы и золотое кольцо с синтезированной бирюзой из коллекции «Империи Самоцветов», чтобы понять, насколько материалы похожи.

Жемчуг

Жемчуг находится на особом положении среди минералов: во-первых, это минерал органического происхождения, во-вторых, искусственный, или культивированный, жемчуг, по сути, отличается от природного только тем, что растет в раковине моллюска под наблюдением человека. Еще в XIX веке китайцы и японцы начали культивировать жемчуг, поэтому именно на Востоке развилось особое отношение к такому жемчугу и сложились свои жемчужные традиции. Моллюсками, которые способны вырастить в своей мантии жемчужину, являются пинктада мартензи, пинктада максима и пинктада маргаритифера, вырастающая до тридцати сантиметров в диаметре. Эта последняя дает черный, серый, синеватый, зеленый и бронзовый жемчуг.

Способ получения жемчуга достаточно прост: раковину-жемчужницу сначала растят в более пресной, чем морская, воде, в специальных отгороженных участках, чтобы избежать нападений хищников затем через три года внутрь раковин помещается шарик из натурального перламутра (или кусочек мантии) далее жемчужницы растут от полутора до восьми лет (в среднем, два-три года) в более соленой воде дальше от берега. Их защищают и ухаживают за ними. На весь мир знаменит японский культивированный жемчуг Akoya, обладающий прекрасным блеском и различными оттенками. Это классика культивированного жемчуга. Жемчужины Akoya производятся не только в Японии, но и в Корее, Китае и Шри-Ланке и могут быть белыми, желтыми, розовыми, серебристыми, цвета шампанского, зелеными, кремовыми.

Диагностировать культивированный жемчуг можно с помощью ультрафиолетовых лучей: он будет излучать зеленоватый свет, а натуральный — голубой. «Империя Самоцветов» предлагает несколько оттенков жемчуга: белый (классические нитки бус в 45 см, идеальные для круглой и завышенной шейной линии одежды), кремовый (серьги), серый (кольца), коллекции постоянно пополняются новыми моделями с различными расцветками.

Интересно, что и в России были попытки выращивать жемчуг: купцы Строгановы еще в XVII веке ставили эксперименты в Сольвычегодске, где сохранился пруд, названный Жемчужным. Чеслав Хмелевский выращивал на вос¬токе России в начале XIX века жемчужины до 5 мм в диаметре.

И победа присуждается…

Как выясняется, собственно синтетических аналогов ювелирных камней не так уж и много едва ли наберется на два десятка, но этого для ювелирного рынка вполне достаточно, тем более что имитаций камней гораздо больше, и они тоже с успехом продаются, правда, не всегда об этом осведомлен покупатель. И уж куда приятнее приобрести пусть и синтетический, но рубин, чем «сэндвич» из стекла, кварца и цветного клея, да еще и дороже. Природные камни, конечно, никогда не потеряют своего покупателя они ценны тем, что каждый из них уникален и рос сотнями, миллионами лет. Все примеси, дефекты, включения и неоднородности только добавляют им индивидуальности, которая и объясняет, в конце концов, их притягательность и желание любоваться ими. Но многие из них, как правило, самые красивые, трудно добывать, а еще труднее купить: слишком высока плата за любовь к красоте. В этом отношении мы можем быть благодарны выращенным камням: безупречные, они неизменно следуют одной цели – быть еще лучше, еще красивее.