Спартак Ахметов - Беседы о геммологии

Ныне во ВНИИСИМСе могут вырастить оптический кварц практически любых размеров, необходимых для техники. По своим физическим параметрам он не уступает лучшим природным образцам, а по прозрачности в ультрафиолетовой области даже превосходит их. Искусственный оптический кварц применяется в серийных и уникальных приборах, в которых природный кварц не может быть использован. Природное сырье менее прозрачно и неустойчиво к радиационному воздействию.

Синтетический аметист, впервые полученный во ВНИИСИМСе, не отличим от природных кристаллов. Более того, ограненные из искусственного аметиста вставки не обесцвечиваются при нагревании и длительном воздействии интенсивного ультрафиолетового излучения (как известно, природный аметист при длительном хранении выцветает). Синтетические аметисты и цитрины ВНИИСИМСа поставляются во многие страны мира и, по отзывам специалистов, не имеют конкурентов.

Ура группе Багдасарова!Для кристаллизации ИАГ методом зонной плавки требовалось оригинальное аппаратурное оформление. В нашей стране за это дело взялась группа ученых Института кристаллографии АН СССР под руководством X. С. Багдасарова. Как они рассуждали? ИАГ плавится при температуре 2203 кельвина. Следовательно, нагреватель должен выдерживать еще более высокие температуры. Для этой цели подходит спираль, согнутая из вольфрама. Чтобы раскаленный нагреватель не излучал даром тепло во все стороны, следует окружить его экранами из вольфрама и молибдена. Совокупность экранов, напоминающих срубленную избушку, назвали уютным словом «домик».

Да, но при высоких температурах вольфрам и молибден на воздухе горят словно сырые дрова — испуская белый густой дым. Следовательно, «домик» надо заключить в колпак, из-под которого система насосов откачает воздух до состояния космического вакуума. Можно также под колпак напустить какой-нибудь инертный газ (азот, аргон, водород), который не поддерживает горения. Между прочим, в электрических лампочках спираль тоже вольфрамовая. Поэтому из них откачивают воздух или наполняют их инертным газом.

С зоной нагрева все в порядке, можно подумать о тигле. Видимо, его придется делать из молибденового листа: вольфрам более хрупок. Контейнер должен иметь прямоугольную форму, с узким длинным носиком в передней части. Форма тигля подсказывает новое название для него — «лодочка».

Зачем нужен носик? А вот зачем. «Лодочку» выставляют под нагреватель таким образом, чтобы расплав заполнил носик. Включают электромотор, который через систему передач вытягивает «лодочку» из витков нагревателя. Носик постепенно выезжает в сравнительно холодную зону, расплав в нем застывает. Слиток представляет собой массу мельчайших кристалликов ИАГ, расположенных как попало. Среди них всегда найдется один, ориентировка которого соответствует наилучшим условиям роста (энергетически выгодное положение, говорят технологи). В дальнейшем этот кристаллик в соответствии с законом естественного отбора расталкивает соседей, не сумевших занять выгодного положения, и разрастается на всю «лодочку».

Остаются невыясненными еще кое-какие вопросы.

Нагреватель раскален почти до 2400 кельвинов. Никакой «домик» не удержит такого жара. Колпак раскалится, к установке не подойти. Ну что ж, в стенках следует проделать полости, по которым побежит охлаждающая вода.

А каким образом точно поддерживать тепловой режим расплава? Надо обратиться к электронщикам, они приспособят автоматы.

А как сделать, чтобы выращенный кристалл охлаждался с любой, наперед заданной скоростью? Ответ опять дадут электронщики.

Вопросов и проблем было много. Но со временем конструкторская мысль материализовалась в кристаллизационной установке. Ее назвали «Сапфиром», потому что первый кристалл, выращенный на ней, был именно драгоценный лейкосапфир — прозрачный и бесцветный. А некоторое время спустя на «Сапфире» был получен уникальный монокристалл ИАГ. При толщине полтора сантиметра он имел в ширину восемь и в длину десять сантиметров. Он был бесцветен, прозрачен и приятно оттягивал руку более чем полукилограммовым весом. Никто из людей не держал на ладони такой камень.

Ура? Безусловно — ура!

«Сапфир» был показан на международной выставке и удостоился золотой медали. Работа группы Багдасарова получила полное признание (и Государственную премию СССР). Было решено организовать производство кристаллов ИАГ для нужд ювелирной промышленности. К делу подключился ВНИИСИМС, Кироваканский химический завод имени А. Мясникяна, другие институты и заводы. В конструкторских бюро разработали серийную установку «Протон-1» для выращивания монокристаллов лейкосапфира и ИАГ. Производство гранатов стало на промышленную ногу.

Между тем группа Багдасарова ушла вперед. Она изменила размеры нагревателя и другие характеристики установки, в результате чего появился «Сапфир-1М» (то есть модернизированный). Габариты лодочки увеличились вчетверо, и получаемые кристаллы потяжелели до двух килограммов. Скорость вытягивания «лодочки» из зоны нагревателя увеличили с четырех до восьми миллиметров в час. Таким образом, громадный ювелирный кристалл вырастал за двое суток. Появились цветные разновидности — розовые, фиолетовые.

Сейчас на многих заводах страны — в Москве, на Урале, в Армении, на Украине — выращивают ювелирные камни. Это обычное дело, где-то даже рутина. Двухкилограммовым безупречным блоком никого не удивишь. На всесоюзных конференциях демонстрируют слайды, на которых изображена очаровательная лаборантка, сидящая в обнимку с кристаллом, соизмеримым с ростом девушки.

…И все-таки нет-нет да и замрет сердце, когда откроешь установку и вытащишь еще теплый кристалл. Драгоценность, в состав которого входят не только оксиды…

Сладкий агат.Мы уже знаем, что халцедоны отличаются от шайтанского переливта высокой пористостью. Система мельчайших пор позволяет агатам впитывать различные минеральные красители. Это явление можно наблюдать в россыпях, где халцедоновая галька естественным образом окрашивается оксидами железа в оранжево-красный цвет.

В начале XIX века наблюдательные немецкие огранщики из города Оберштейна заметили, что некоторые халцедоны под действием солнечных лучей превращаются в карнеолы и сердолики. С тех пор тепловая обработка агатов применяется широко. Она особенно действенна, если камень предварительно пропитать каким-либо красителем. Например, для получения красного цвета агат погружают в раствор азотнокислого железа, а затем нагревают, пока не образуется оксид двухвалентного железа.

В природе не очень много голубовато-зеленых халцедонов. Их легко получить, если выдержать агат в хромовой кислоте, а затем нагреть. Образовавшийся оксид хрома придаст минералу цвет хризопраза.