Промышленные газы в ювелирном деле

Легчайший газ и твердый камень. Что может разительнее отличаться по свойствам? И все же, как ни удивительно, при определенных условиях с помощью газа, а иногда даже из газа можно синтезировать прочный камень, к тому же обладающий ювелирной ценностью.

Немного об истории технических газов в ювелирном деле

Природные драгоценные камни, пригодные для ювелирной обработки достаточно редки. Их поиск и добыча требуют времени, знаний, затрат и усилий. Вкрапления не имеющей ценности породы, трещинки, дефекты окраски и прозрачности мешают работе ювелиров. Все эти трудности сказываются на цене готового изделия. Поэтому с древнейших времен человечество разыскивало способы создания более дешевых, но не менее качественных заменителей природных драгоценных камней.

История синтеза искусственных камней началась с попытки воссоздать рубин, обладающий таким же составом и качествами, как и природные камни. В 1892 году химику из Франции Огюсту Вернейлю удалось синтезировать кристаллы из чистой окиси алюминия. До 1902 года продолжалось совершенствование методики, в результате чего стало возможным выращивание кристаллов рубинов массой около 20-30 карат в течение 2-3 часов.

Таким же способом выращиваются и другие камни, относимые к группе корундов. Собственно, корунды – синий сапфир, бесцветный лейкосапфир, красный или розовый рубин, желто-оранжевый падпараджа, хлоросапфир зеленых и голубоватых оттенков, отличаются только примесями, задающими окраску кристалла. Экспериментируя с синтезом сапфиров, Вернейль в попытке достичь более глубокого оттенка синего цвета, добавил магний в исходное сырье. Результатом этого опыта стало получение другого синтетического камня, аналога природной синей шпинели. По сей день для выращивания большинства ювелирных корундов и шпинелей всех оттенков применяется метод Вернейля.

Как сейчас используют газы для производства ювелирных изделий

Работа технических газов, таких как ацетилен, кислород, водород или пропан, видна практически в каждом ювелирном изделии. Эти газы с помощью искусственных рубинов в мундштуках создают нитевидное, порой невидимое пламя в специализированных горелках. Такой тонкий направленный язык огня делает возможной тончайшую пайку, сварку металла толщиной 0,05 — 2,0мм или точечный нагрев, столь необходимый для скрупулезной работы ювелира.

Примечательно, что искусственный рубины, работающие в ювелирной горелке и заключаемый с ее помощью в изысканную оправу сверкающий материал – синтетические рубины, сапфиры, шпинель и другие драгоценные камни создаются не без помощи промышленных газов.

Без водорода и кислорода невозможен один из известнейших способов получения рубинов, сапфиров и других драгоценных камней группы корундов, названный по имени первооткрывателя – метод Вернейля. Как его еще называют, способ бестигельной зонной плавки, предусматривает подачу измельченной исходной смеси в кислородно-водородную горелку. Тонкодисперсный порошок плавится и оседает на «буле» — округлом грушевидном кристалле, служащем затравкой. Перемещая горелку по вертикали, выращивают длинный кристалл корунда.

Можно синтезировать рубины и непосредственно из газовой фазы. В зоне кристаллизации, наполненной углекислым газом, водородом и тонкодисперсными хлоридами алюминия и хрома, на специальной подложке из сапфира или лейкосапфира нарастает кристалл. Еще для этого необходима стабильная температура 1550-1800 градусов Цельсия. Это более дорогой, трудоемкий и чувствительный к различным внешним воздействиям способ. Кристалл нарастает намного медленнее, чем в случае зонной плавки, но получается более чистым.

Из перенасыщенной углеродом газовой среды, представляющей собой смесь ацетилена с другими углеводородами можно вырастить кристалл чистого углерода – алмаз. Что и было сделано в 1955 году учеными американской фирмы General Electric. Долгое время этот метод позволял получить только очень дорогие алмазы технического качества. В 1991 году был получен чистый бесцветный кристалл, весящий 3 карата. Основной проблемой этого метода остается дороговизна и очень медленный рост синтетических алмазов.

Преимущества использования газов для производства ювелирных изделий

Методы выращивания искусственных камней с помощью водорода и кислорода весьма популярны в современной ювелирной промышленности. Они относительно дешевы и не слишком трудоемки. Поэтому вставками в подавляющем большинстве всевозможных ювелирных изделий, продаваемых в фирменных магазинах, являются именно такие синтетические камни, по свойствам и составу практически неотличимые от природных.

Искусственно выращенные камни обладают достаточной чистотой. Почти не имеющие недостатков, они используются с максимальной пользой. При обработке натуральных камней приходится удалять не имеющие ювелирной ценности фрагменты. Отход при работе с природным материалом всегда намного больше, чем при обработке синтетических камней.

Натуральный звездчатый сапфир или рубин – величайшая редкость. Методом Вернейля с помощью водорода и кислорода получают великолепные звездчатые сапфиры. Введенный в избытке оксид титана при охлаждении кристаллизуется внутри камня игольчатыми кристаллами рутила, которые отражая свет и создают эффект астеризма.

Интересные факты

Ювелирная горелка, для работы которой могут быть использованы ацетилен, водород, кислород или пропан, кроме изготовления и ремонта ювелирных изделий, орденов и медалей, может быть использована еще и для других целей. К примеру, для ремонта мелких деталей медицинских инструментов, запайки разнообразных тонкостенных лабораторных сосудов – колб и ампул. Изготовления протезов в стоматологии и ремонта очков.

Ставшая в последнее время популярной в интернете идея технологии выращивания в домашних условиях драгоценных камней в некоторых случаях оказывается способом изготовления стразов. То есть имитаций различных драгоценных камней, изготавливаемых выплавлением кварцевого стекла и окрашенных в разные цвета различными химическими соединениями. Но, среди таких «рецептов» встречается и описание способа основанного на методе Вернейля. А это значит, что для такого домашнего производства потребуются чистые водород и кислород.

Камни, о количестве которых написано в инструкциях или непосредственно на корпусе механических часов, представляют собой технические рубины, выращенные в пламени грелки, работающей на кислороде и водороде.

Отличить натуральный рубин или сапфир от камня, искусственно выращенного способом зонной плавки с использованием кислорода и водорода, можно только с помощью специальных приборов. В отличие от природных камней для их синтетических аналогов характерно красное свечение под ультрафиолетовой лампой. Криволинейная зональность выращенных сапфиров и рубинов выражается в неравномерности, полосатости окраски по линиям роста кристалла. В таких камнях возможно включение микроскопических газовых пузырьков.

Кроме водорода и кислорода, необходимых для выращивания прекрасных рубинов, сапфиров и шпинелей, а также ацетилена и пропана для ювелирной горелки, помогающей создать им достойную оправу, Компания «DP Air Gas» реализует и другие технические газы. Здесь же можно приобрести смеси промышленных газов различного назначения. Компания гарантирует высокое качество предлагаемых газов и смесей. Осуществляет необходимое обслуживание оборотного газового оборудования, включающее освидетельствование, очистку, покраску и ремонт газовых баллонов. Возможна регулярная, заранее распланированная доставка газов конечному потребителю. Более подробные сведения о товарах и услугах Компании находится здесь.