Glavna područja primjene umjetnih kristala. Uzgoj kristala rubina kod kuće Umjetni kristal

Od davnina, čovječanstvo koristi kristale. U početku su to bili prirodni kristali koji su se koristili kao oruđe i sredstvo za liječenje i meditaciju. Kasnije su rijetko kamenje i plemeniti metali počeli djelovati kao novac. Fundamentalna naučna istraživanja i otkrića 20. stoljeća omogućila su razvoj metoda za dobivanje umjetnih kristala i značajno proširenje područja njihove primjene.

Monokristal je homogen kristal koji ima kontinuiranu kristalnu rešetku i anizotropiju svojstava. Vanjski oblik jednog kristala ovisi o atomsko-kristalnoj strukturi i uslovima kristalizacije. Primjeri monokristala su monokristali kvarca, kamene soli, islandskog šparta, dijamanta, topaza.

Ako je stopa rasta kristala visoka, formirat će se polikristali koji imaju veliki broj monokristala. Monokristali supstanci visoke čistoće imaju ista svojstva bez obzira na način pripreme.

Do danas postoji oko 150 metoda za dobijanje monokristala: parna faza, tečna faza (rastvori i taline) i čvrsta faza.

Na Katedri za visokotemperaturne materijale i metalurgiju praha koristim najnoviju metodu za uzgoj monokristala lantan heksaborida i raznih eutektičkih legura na njegovoj osnovi. Monokristali ovih spojeva koriste se za izradu katoda koje se koriste u emisionoj tehnologiji.

Sa razvojem elektrotehnike i elektronike, upotreba monokristala raste iz godine u godinu. Dijelovi napravljeni od monokristalnih materijala visoke čistoće mogu se vidjeti u svim novim modelima elektronskih uređaja, od radija do velikih elektronskih računskih mašina.

Tehnici nedostaje skup svojstava prirodnih kristala, pa su naučnici razvili složenu tehnološku metodu stvaranja nalik na kristal tvari srednjeg svojstva, uzgojem ultratankih slojeva (nekoliko do desetina nanometara) naizmjeničnih kristala sa sličnim kristalnim rešetkama - metoda epitaksije. Ovi kristali se nazivaju fotonski kristali.

U fotonskim kristalima postoje zabranjeni energetski pojasevi - to su energetske vrijednosti fotona koji ne mogu prodrijeti u kristal i rastvoriti se u njemu. Ako energija svjetlosnog kvanta ima prihvatljivu vrijednost, tada će uspješno proći kroz kristal. Odnosno, fotonski kristali mogu igrati ulogu svjetlosnog filtera koji propušta fotone s određenim energetskim vrijednostima i filtrira sve ostale.

Fotonski kristali imaju 3 grupe, koje su određene brojem prostornih osa u kojima se mijenja indeks loma. Prema ovom kriteriju kristali se dijele na jedno-, dvo- i trodimenzionalne.

Poznati predstavnik fotonskih kristala je opal, koji ima nevjerovatan uzorak boja, koji se pojavljuje upravo zbog postojanja zabranjenih energetskih traka.

Monokristali umjetnih safira tek su neznatno inferiorni u odnosu na tvrdoću dijamanta i imaju visoku otpornost na grebanje, što im omogućava da se koriste kao zaštitni ekrani u elektroničkim uređajima (tabletima, pametnim telefonima itd.). Upotreba metode Czochralskog omogućava dobivanje ogromnih monokristala umjetnih safira.

Danas naučnici sve više govore o nanokristalima. Nanokristali mogu imati veličinu od 1 do 10 nm, što zavisi od vrste nanokristala, kao i od načina njihove pripreme. Obično su 100 nm za keramiku i metale, 50 nm za dijamant i grafit i 10 nm za poluprovodnike. Veličina nanokristala utiče na pojavu neobičnih svojstava u poznatim supstancama.

(Posjećeno 1 333 puta, 1 posjeta danas)

Fetisov Nikolay

Svijet oko nas sastoji se od kristala, možemo reći da živimo u svijetu kristala. Stambene zgrade i industrijski objekti, avioni i rakete, motorni brodovi i dizel lokomotive, kamenje i minerali se sastoje od kristala. Jedemo kristale, liječimo se njima, a dijelom su i sastavljeni od kristala.

Dakle, šta su kristali? Koja svojstva imaju? Kako rastu kristali? Kako i gdje se trenutno koriste i kakvi su izgledi za njihovu upotrebu u budućnosti? Ova pitanja su me zainteresovala i pokušao sam da nađem odgovore na njih.

Skinuti:

Pregled:

11 NAUČNO-PRAKTIČNA KONFERENCIJA KUZNETSKOG OKRUGA "OTVOREN SVIJET"

FIZIČKA SEKCIJA

Glavna područja primjene umjetnih kristala

Uradio učenik 8.razreda

Fetisov Nikolay

Šef Sizochenko A.I.,

Nastavnik fizike

Opštinsko opšte obrazovanje

institucija

„Osnovno opšte obrazovanje

Škola br. 24"

Novokuznjeck, 2014

Uvod……………………………………………………………………… 2

1. Glavno tijelo

1.1. Koncept kristala………………………………………………..……..4

1.2. Monokristali i polikristali ........................... 4

1.3. Metode uzgoja kristala…………….…5

1.4. Upotreba kristala…………………………………..…7

2. Praktični dio

2.1. Uzgoj kristala kod kuće

Uslovi……………………………………………9

3. Zaključak………………………………………………………….…11

Bibliografija……………………………………………………………...13

Prijave……………………………………………………………..14-15

Uvod

Kao magični vajar

Svijetle ivice kristala

Oblikuje bezbojno rješenje.

N.A.Morozov

Svijet oko nas sastoji se od kristala, možemo reći da živimo u svijetu kristala. Stambene zgrade i industrijski objekti, avioni i rakete, motorni brodovi i dizel lokomotive, kamenje i minerali se sastoje od kristala. Jedemo kristale, liječimo se njima, a dijelom su i sastavljeni od kristala.

Kristali su tvari u koje su najsitnije čestice “spakovane” određenim redoslijedom. Kao rezultat toga, tokom rasta kristala, na njihovoj površini se spontano pojavljuju ravna lica, a sami kristali poprimaju različite geometrijske oblike.

Akademik A.E. Fersman “Gotovo cijeli svijet je kristalan. Svetom dominira kristal i njegovi kruti pravolinijski zakoni” u skladu je sa naučnim interesom naučnika širom sveta za ovaj predmet proučavanja.

Moderna industrija ne može bez širokog spektra kristala. Koriste se u satovima, tranzistorskim prijemnicima, kompjuterima, laserima i još mnogo toga. Velika laboratorija - priroda - više ne može zadovoljiti zahtjeve tehnologije u razvoju, a sada se u posebnim tvornicama uzgajaju umjetni kristali: male, gotovo neprimjetne, i velike - teške nekoliko kilograma.

Ljudi su naučili kako umjetno dobiti mnogo dragog kamenja. Na primjer, ležajevi za satove i druge precizne instrumente odavno se prave od umjetnih rubina. Također umjetno dobivaju prekrasne kristale kojih u prirodi uopće nema - kubni cirkonij. Teško je okom razlikovati kubične cirkonije od dijamanata - tako lijepo igraju na svjetlu.

Dakle, šta su kristali? Koja svojstva imaju? Kako rastu kristali? Kako i gdje se trenutno koriste i kakvi su izgledi za njihovu upotrebu u budućnosti? Ova pitanja su me zainteresovala i pokušao sam da nađem odgovore na njih.

Moj rad je istraživački, jer se u njegovoj realizaciji koriste znanja iz nekoliko akademskih predmeta: fizike, hemije, biologije, informatike. Kao rezultat svoje aktivnosti kreirala sam prezentaciju „Kristali i njihova primjena“, koja se može koristiti u nastavi fizike i hemije kao vizualna pomoć, te uzgojene kristale od bakar sulfata i kuhinjske soli.

Cilj:

Odrediti glavne oblasti primjene umjetnih kristala i eksperimentalno ispitati mogućnost uzgoja kristala soli i bakrenog sulfata bez upotrebe posebne opreme.

Da bih postigao ovaj cilj, suočio sam se sa sljedećim

zadaci:

• Prikupiti materijal o kristalima i njihovim svojstvima iz literarnih i internetskih izvora.
• Provesti eksperimente na uzgoju kristala bakrenog sulfata i kuhinjske soli.
• Sistematizirati materijal o kristalima: upotreba umjetnih kristala i metode za njihov rast.
• Napravite prezentaciju "Kristali i njihova primjena" u obrazovne svrhe.

1. Glavni dio

1. Kristalni koncept

kristal (od grč. krystallos - "prozirni led") prvobitno se zvao prozirni kvarc (gorski kristal), pronađen u Alpima. Gorski kristal je pogrešno smatran ledom, očvrsnuo od hladnoće do te mere da se više ne topi. U početku se glavna karakteristika kristala videla u njegovoj transparentnosti, a ova reč se koristila za sve prozirne prirodne čvrste materije. Kasnije su počeli proizvoditi staklo koje nije bilo inferiorno u sjaju i prozirnosti u odnosu na prirodne tvari. Predmeti napravljeni od takvog stakla nazivali su se i "kristalom". I danas se staklo posebne providnosti naziva kristalom, a „čarobna“ lopta gatara se zove kristalna kugla.

Neverovatna karakteristika gorskog kristala i mnogih drugih prozirnih minerala je njihova glatka ravna lica. Krajem XVII vijeka. uočeno je da postoji određena simetrija u njihovom rasporedu i utvrđeno je da neki neprozirni minerali imaju prirodan pravilan rez. Postojala je pretpostavka da se forma može povezati s unutrašnjom strukturom. Na kraju, sve čvrste materije koje imaju prirodnu ravnu stranu nazvane su kristalima.

U oružarnici se nalaze odjeća i krune ruskih careva, potpuno posute kristalima - draguljima - ametistima. U crkvama su ikone i oltari bili ukrašeni ametistima.

Najpoznatiji kristali su dijamanti, koji se nakon rezanja pretvaraju u dijamante. Ljudi su vekovima pokušavali da razotkriju misteriju ovog kamenja, a kada su saznali da je dijamant vrsta ugljenika, niko nije poverovao.

Odlučujući eksperiment izveo je 1772. francuski hemičar Lavoisier. U prirodi se dijamanti formiraju u utrobi zemlje na vrlo visokim temperaturama i pritiscima. Naučnici su u laboratoriji uspjeli stvoriti uslove pod kojima se dijamanti mogu dobiti iz grafita tek nakon 200 godina. Sada se proizvode desetine tona vještačkih dijamanata. Među njima ima dijamanata za potrebe nakita, ali većina ih se koristi za izradu raznih alata.

1. Monokristali i polikristali

Kristalna tijela mogu biti monokristali i polikristali. Monokristal je monokristal koji ima makroskopsku uređenu kristalnu rešetku. Imaju geometrijski ispravan vanjski oblik, ali ova karakteristika nije obavezna.

Polikristali su nasumično orijentirani mali kristali srasli jedan s drugim - kristaliti.

1. Metode rasta kristala

U laboratoriji se kristali uzgajaju u pažljivo kontroliranim uvjetima kako bi se osigurala željena svojstva, ali u principu se laboratorijski kristali formiraju na isti način kao u prirodi - iz otopine, taline ili pare. Tako se piezoelektrični kristali Rochelle soli uzgajaju iz vodene otopine pri atmosferskom tlaku. Iz rastvora se uzgajaju i veliki kristali optičkog kvarca, ali na temperaturama od 350-450°C. o C i tlakom od 140 MPa. Rubini se sintetiziraju pri atmosferskom pritisku iz praha aluminijum oksida otopljenog na temperaturi od 2050 o C. Kristali silicijum karbida koji se koriste kao abraziv dobijaju se iz isparenja u električnoj peći.

Rubin je bio prvi monokristal dobijen u laboratoriji. Da bi se dobio rubin, zagrijana je mješavina bezvodne glinice koja je sadržavala veću ili manju primjesu kaustičnog kalija s barijevim fluoridom i dvohromnom kalijevom soli. Potonji se dodaje kako bi se dobila boja rubina, a aluminij oksid se uzima u maloj količini. Smjesa se stavlja u glineni lončić i zagrijava (od 100 sati do 8 dana) u reverberacijskim pećima na temperaturama do 1500 o C. Na kraju eksperimenta u lončiću se pojavljuje kristalna masa, a zidovi su prekriveni kristalima rubina prekrasne ružičaste boje.

Druga uobičajena metoda za uzgoj sintetičkih kristala dragog kamenja je Czochralski metoda. Sastoji se u sljedećem: talina tvari iz koje bi kamenje trebalo kristalizirati stavlja se u vatrostalni lončić od vatrostalnog metala (platina, rodij, iridij, molibden ili volfram) i zagrijava u visokofrekventnom induktoru. Sjeme iz materijala budućeg kristala spušta se u talog na izduvnoj osovini, a na njemu se uzgaja sintetički materijal do željene debljine. Osovina sa sjemenom se postepeno povlači prema gore brzinom od 1-50 mm/h uz istovremeni rast pri frekvenciji rotacije od 30-150 o/min. Okrenite osovinu kako biste izjednačili temperaturu taline i osigurali ravnomjernu raspodjelu nečistoća. Prečnik kristala do 50 mm, dužina do 1 m. Sintetički korund, spinel, granati i drugo vještačko kamenje uzgajaju se metodom Czochralskog.

Kristali mogu rasti i kada se pare kondenzuju - tako se dobijaju uzorci pahuljica na hladnom staklu. Kada se metali istiskuju iz otopina soli uz pomoć aktivnijih metala, također nastaju kristali. Na primjer, stavite željezni ekser u otopinu bakrenog sulfata, on će biti prekriven crvenim slojem bakra. Ali dobijeni kristali bakra su toliko mali da se mogu vidjeti samo pod mikroskopom. Na površini nokta bakar se vrlo brzo oslobađa, pa su njegovi kristali premali. Ali ako se proces uspori, kristali će se pokazati velikim. Da biste to učinili, bakreni sulfat treba prekriti debelim slojem kuhinjske soli, staviti na njega krug filter papira, a na vrhu - željeznu ploču nešto manjeg promjera. Ostaje sipati zasićenu otopinu kuhinjske soli u posudu. Bakar sulfat će početi polako da se otapa u salamuri. Joni bakra (u obliku složenih zelenih anjona) će difundirati prema gore vrlo sporo, tokom mnogo dana; proces se može posmatrati pomicanjem obojene granice. Došavši do željezne ploče, ioni bakra reduciraju se na neutralne atome. Ali pošto je ovaj proces veoma spor, atomi bakra se nižu u prelepe sjajne kristale. Ponekad ovi kristali formiraju grane - dendrite.

1. Upotreba kristala.

Prirodni kristali oduvijek su budili radoznalost ljudi. Njihova boja, sjaj i oblik uticali su na ljudski osjećaj za ljepotu, a ljudi su njima ukrašavali sebe i svoje domove. Dugo su se praznovjerja povezivala s kristalima; kao amajlije, oni su trebali ne samo da štite svoje vlasnike od zlih duhova, već i da ih obdare natprirodnim moćima. Kasnije, kada su se isti minerali počeli rezati i polirati poput dragog kamenja, mnoga sujeverja su sačuvana u talismanima "za sreću" i "vlastito kamenje" koji odgovaraju mjesecu rođenja. Svo prirodno drago kamenje osim opala je kristalno, a mnoga od njih, kao što su dijamant, rubin, safir i smaragd, dolaze u prekrasno brušenim kristalima.Crystal Jewelrydanas su popularni kao i tokom neolita.

Na osnovu zakona optike, naučnici su tražili prozirni, bezbojni mineral bez defekata od kojeg bi bilo moguće napraviti sočiva brušenjem i poliranjem. Neobojeni kvarcni kristali imaju potrebna optička i mehanička svojstva, iprva sočiva, uključujući i za naočaresu napravljene od njih. Čak i nakon pojave umjetnog optičkog stakla, potreba za kristalima nije u potpunosti nestala; kristali kvarca, kalcita i drugih prozirnih supstanci koje propuštaju ultraljubičasto i infracrveno zračenje još se koriste za izradu prizmi i sočiva optičkih instrumenata.

Kristali su igrali važnu ulogu u mnogim tehničkim inovacijama 20. stoljeća. Neki kristali stvaraju električni naboj kada se deformiraju. Njihova prva značajna upotreba bila jeproizvodnja radiofrekventnih generatora stabiliziranih kvarcnim kristalima.Čineći kvarcnu ploču da vibrira u električnom polju oscilatornog kola radio frekvencije, može se stabilizirati frekvencija prijema ili odašiljanja.

Poluprovodničke diode se koriste u računarima i komunikacionim sistemima, tranzistori su zamijenili vakuumske cijevi u radiotehnici, a solarni paneli postavljeni na vanjsku površinu svemirskih letjelica pretvaraju sunčevu energiju u električnu energiju. Poluprovodnici se takođe široko koriste u AC/DC pretvaračima.

Kristali sa piezoelektričnim svojstvima koriste se u radio prijemnicima i radio predajnicima, u hvataljkama i u sonarima. Neki kristali moduliraju svjetlosne zrake, dok drugi stvaraju svjetlost primjenom napona. Lista upotreba kristala je već duga i raste.

umjetni kristali.Čovek je dugo sanjao da sintetiše kamenje koje je jednako dragoceno kao i ono koje se nalazi u prirodnim uslovima. Sve do dvadesetog veka. takvi pokušaji su bili neuspješni. Ali 1902uspio nabaviti rubine i safiresa svojstvima prirodnog kamena. Kasnije, kasnih 1940-ih, bilo ih jesintetizovanih smaragda, a 1955. godine General Electric Company i Fizički institut Akademije nauka SSSR-a izvještavaju o proizvodnjiumjetni dijamanti.

Mnoge tehnološke potrebe za kristalima potaknule su istraživanje metoda za uzgoj kristala s unaprijed određenim kemijskim, fizičkim i električnim svojstvima. Rad istraživača nije bio uzaludan i pronađeni su načini za uzgoj velikih kristala stotina supstanci, od kojih mnoge nemaju prirodne analoge. U prirodi često postoje čvrsta tijela koja imaju oblik pravilnih poliedara. Takva tijela se nazivaju kristali. Proučavanje fizičkih svojstava kristala pokazalo je da geometrijski ispravan oblik nije njihova glavna karakteristika.

Potpuno u skladu sa neugasivim naučnim interesovanjem naučnika širom sveta i svih oblasti znanja za ovaj predmet proučavanja. Krajem 60-ih godina prošlog vijeka počinje ozbiljan naučni iskorak u oblastitečni kristali, što je dovelo do "revolucije indikatora" za zamjenu mehanizama prekidača sredstvima vizualnog prikaza informacija. Kasnije je u nauku ušao koncept biološkog kristala (DNK, virusi, itd.), a 1980-ih i fotonski kristal.

1. Praktični dio

1. Uzgoj kristala kod kuće

Uzgoj kristala je vrlo zanimljiv proces, ali prilično dug i mukotrpan.

Korisno je znati koji procesi upravljaju njegovim rastom; zašto različite tvari formiraju kristale različitih oblika, a neke ih uopće ne formiraju; Šta treba učiniti da budu velike i lijepe.

Odgovore na ova pitanja pokušao sam pronaći u svom radu.

Ako je kristalizacija vrlo spora, dobije se jedan veliki kristal (ili monokristal), ako je brza, onda mnogo malih.

Uzgajajući kristale kod kuće, proizvodio sam na mnogo načina.

Metoda 1 . Hlađenje zasićene otopine bakar sulfata. Kako temperatura pada, rastvorljivost supstanci se smanjuje i one se talože. Prvo se u otopini i na zidovima posude pojavljuju sićušni kristali sjemena. Kada je hlađenje sporo, a u rastvoru nema čvrstih nečistoća, formiraju se mnoge jezgre, koje se postepeno pretvaraju u prelepe kristale pravilnog oblika. Brzim hlađenjem pojavljuje se mnogo malih kristala, gotovo nijedan od njih nema pravilan oblik, jer ih mnogo raste i međusobno se ometaju.

Da bih uzgojio kristal iz bakrenog sulfata, napravio sam prezasićenu otopinu:

1. Da bih to uradio, uzeo sam toplu vodu, rastvorio vitriol u njoj i sipao dok se nije prestao otapati.

2. Sipati kroz filter (gazu) u drugu čistu posudu. Kontejner je preliven kipućom vodom kako bi se spriječila brza kristalizacija otopine na prljavim zidovima.

3. Pripremljeno sjeme.

4. Vezati ga za konac, spustiti u rastvor.

Da bi kristal rastao ravnomjerno sa svih strana, bolje je sjeme (mali kristal) držati u suspendiranom stanju u otopini. Da bih to učinio, napravio sam džemper od staklene šipke. Inače, preporučljivo je uzeti konac koji je glatki, tanak ili svilen, kako se na njemu ne bi stvarali nepotrebni sitni kristali. Zatim sam svoj rastvor stavio na toplo mesto. Veoma je važno sporo hlađenje (da biste dobili veliki kristal). Kristalizacija se može vidjeti u roku od nekoliko sati. Povremeno morate mijenjati ili ažurirati zasićenu otopinu, kao i očistiti male kristale s konca. (Prilog 1)

Metoda 2 - postepeno uklanjanje vode iz zasićenog rastvora.

U ovom slučaju, što se voda sporije uklanja, to je bolji rezultat. Otvorenu posudu sa rastvorom kuhinjske soli (jestive soli) ostavio sam na sobnoj temperaturi 14 dana, prekrivši je listom papira - dok je voda polako isparavala, a prašina nije ulazila u rastvor. Kristal koji raste je suspendovan u zasićenom rastvoru na tankoj čvrstoj niti. Ispostavilo se da je kristal velik, ali bezobličan - amorfan. (Prilog 1)

Uzgoj kristala je zabavan proces, ali zahtijeva pažljiv i pažljiv odnos prema poslu. Teoretski, veličina kristala koji se može uzgajati kod kuće na ovaj način je neograničena. Postoje slučajevi kada su entuzijasti dobili kristale takve veličine da su se mogli podići samo uz pomoć drugova.

Ali, nažalost, postoje neke karakteristike njihovog skladištenja. Na primjer, ako se kristal stipse ostavi otvoren na suhom zraku, postepeno će izgubiti sadržaj vode i pretvoriti se u neprimjetan sivi prah. Da biste ga zaštitili od uništenja, možete ga prekriti bezbojnim lakom. Bakar sulfat i kuhinjska so su otporniji i sa njima možete bezbedno raditi.

Prošle godine, u 7. razredu, na času hemije, dok smo proučavali temu „Pojave koje se javljaju sa supstancama“, uzgajali smo kristale, mnoga od ovih iskustava nisu bila uspješna. Ove godine sam momcima iz 7. razreda sugerisao kako da se pravilno nose sa ovim zadatkom i to su uradili (vidi Prilog 2).

Zaključak

Sva fizička svojstva koja čine kristale tako široko korištenim zavise od njihove strukture - njihove prostorne rešetke.

Uz kristale u čvrstom stanju, trenutno su u širokoj upotrebi tečni kristali, au bliskoj budućnosti ćemo koristiti uređaje na bazi fotonskih kristala.

Odabrao sam najprihvatljiviju metodu za uzgoj kristala kod kuće i uzgajao kristale soli i bakrenog sulfata. Kako su kristali rasli, vršio je zapažanja, bilježio promjene.

Kristali su prekrasni, može se reći neko čudo, privlače se; kažu "čovek kristalne duše" za onoga ko ima čistu dušu. Kristalno znači da sija svjetlošću poput dijamanta. A, ako govorimo o kristalima s filozofskim stavom, onda možemo reći da je riječ o materijalu koji je međukarika između žive i nežive materije. Kristali se mogu roditi, stariti, srušiti. Kristal, kada izraste na sjeme (na sjeme), nasljeđuje nedostatke tog istog sjemena. Ali, govoreći sasvim ozbiljno, sada je možda nemoguće imenovati jednu disciplinu, nijedno polje nauke i tehnologije koje bi bez kristala. Ljekare zanima okruženje u kojem dolazi do stvaranja kristala bubrežnih kamenaca, a farmaceute tablete - to su komprimirani kristali. Asimilacija, otapanje tableta ovisi o tome s kojim su stranama ti mikrokristali prekriveni. Vitamini, mijelinska ovojnica nerava, proteini i virusi su kristali.

Kristal je čudesan po svojim svojstvima, obavlja razne funkcije. Ova svojstva su inherentna njegovoj strukturi, koja ima trodimenzionalnu strukturu rešetke. Kristalografija nije nova nauka. M. V. Lomonosov stoji na njegovim počecima. Uzgoj kristala postao je moguć zahvaljujući proučavanju mineraloških podataka o formiranju kristala u prirodnim uvjetima. Proučavanjem prirode kristala utvrđen je sastav iz kojeg su nastali i uslovi za njihov rast. I sada se ti procesi oponašaju, čime se dobijaju kristali sa željenim svojstvima. U dobijanju kristala učestvuju hemičari i fizičari. Ako prvi razviju tehnologiju rasta, drugi određuju njihova svojstva. Mogu li se umjetni kristali razlikovati od prirodnih? Na primjer, umjetni dijamant je još uvijek inferiorniji od prirodnog u pogledu kvalitete, uključujući i sjaj. Umjetni dijamanti ne izazivaju radost nakita, ali su sasvim prikladni za korištenje u tehnologiji, u tom smislu su ravnopravni s prirodnim. Opet, bezobrazni uzgajivači (kako se zovu kemičari koji uzgajaju umjetne kristale) naučili su uzgajati najtanje kristalne igle izuzetno velike snage. Ovo se postiže manipulisanjem hemijom medija, temperaturom, pritiskom i uticajem nekih drugih dodatnih uslova. A ovo je već cijela umjetnost, kreativnost, vještina - točne nauke ovdje neće pomoći.

Tema "Kristali" je relevantna, a ako se udubite u nju i zadubite se dublje, svima će biti zanimljiva, dat će odgovore na mnoga pitanja, i što je najvažnije, neograničenu upotrebu kristala. Kristali su misteriozni u svojoj suštini i toliko izuzetni da sam u svom radu ispričao samo mali dio onoga što se danas zna o kristalima i njihovoj upotrebi. Može biti da je kristalno stanje materije korak koji je ujedinio neorganski svijet sa svijetom žive materije. Budućnost najnovijih tehnologija pripada kristalima i kristalnim agregatima!

Na osnovu svog istraživanja došao sam do sljedećeg zaključci:

• Vještački uzgojeni kristali koriste se u raznim oblastima: medicini, radiotehnici, mašinogradnji i konstrukciji aviona, optici i mnogim drugim.
• Rok za dobijanje veštačkih kristala je mnogo kraći od procesa njihovog prirodnog formiranja. Što ih čini pristupačnijim za korištenje.
• Kod kuće možete uzgajati kristale čak i za kratko vrijeme.

Bibliografija

1. hemija. Uvodni kurs. 7. razred: udžbenik. Benefit / O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov, A.K. Ahlebinin. - 6. izd., M.: Drfa, 2011.
2. hemija. 7. razred: radna sveska za nastavni vodič O.S. Gabrielyan i dr. „Hemija. Uvodni kurs. Razred 7 "/ O.S. Gabrielyan, G.A. Shipareva. - 3. izd., - M.: Drfa, 2011.
3. Landau L.D., Kitaygorodsky A.I. Fizika za svakoga, knjiga 2. Molekuli - M., 1978.
4. Enciklopedijski rečnik mladog hemičara. / Comp. V.A. Kritzman, V.V. Stanzo.-M., 1982.
5. Enciklopedija za djecu. Tom 4. Geologija. / Comp. S.T. Ismailova.-M., 1995.
6. Internet resursi:

http://www.krugosvet.ru - Enciklopedija oko svijeta.

http://ru.wikipedia.org/ - Enciklopedija Wikipedia.

http://www.kristallikov.net/page6.html - kako uzgajati kristal.

Prilog 1.

Dnevnik posmatranja

datum	Zapažanja		Fotografija
	Sol	plavi vitriol	Sol	bakar sulfat
24.01.14.	Prije spuštanja sjemena u otopinu. dužina: 5 mm širina: 5 mm	Napravimo petlju od žice, objesimo je i spustimo u otopinu.
27.01.14.	dužina: 11 mm širina: 7mm	dužina: 12 mm širina: 10 mm
30.01.14.	dužina: 20 mm širina: 10 mm	dužina: 18 mm širina: 13 mm
3.02.14.	Formiranje kristala je išlo preko granice rastvora	dužina: 25 mm širina: 15 mm
6.02.14.	Ispostavilo se da je kristal velik, ali bezobličan	dužina: 30mm širina: 20 mm

Dodatak 2

Kristali uzgojeni od strane učenika sedmog razreda

Naslovi slajdova:

Primjena kristala
Dekoracije
sočiva
Pripremio sjeme

Target
: utvrditi glavne oblasti primjene umjetnih kristala i eksperimentalno ispitati mogućnost uzgoja kristala soli i bakar sulfata bez upotrebe posebne opreme.
Zadaci:

Prikupiti materijal o kristalima i njihovim svojstvima.
Provesti eksperimente na uzgoju kristala bakrenog sulfata i kuhinjske soli.
Sistematizirati materijal o kristalima: fizička svojstva kristala i njihova primjena.
Napravite prezentaciju "Kristali i njihova primjena."
2. Izmještanje metala iz otopina soli uz pomoć aktivnijih metala.
Propustite rastvor kroz filter
Hvala vam na pažnji
Glavna područja primjene umjetnih kristala
Uradio učenik 8.razreda
Fetisov Nikolay
Supervizor
Sizočenko
A.I. ,
Nastavnik fizike
Opštinsko opšte obrazovanje
institucija
„Osnovno opšte obrazovanje
Škola br. 24"
Novokuznjeck, 2014
zaključci
Umjetno uzgojeni kristali koriste se u raznim oblastima: medicini, radiotehnici,
mašina-aviona
struktura, optika i mnoge druge.
Rok za dobijanje veštačkih kristala je mnogo kraći od procesa njihovog prirodnog formiranja. Što ih čini pristupačnijim za korištenje.
Kod kuće možete uzgajati kristale čak i za kratko vrijeme.
Metode rasta kristala
Metoda
Czochralski
- lončić
metoda:
rastopiti
supstance iz kojih
očekuje se kristalizacija
kamenje se stavlja u vatrostalni materijal
crucible
od vatrostalnih metala (platina, rodij,
iridijum
, molibden ili volfram) i zagrijan
visoka frekvencija
induktor.
(Dragulji: rubini)
glineni lončić
Uzgoj kristala kod kuće
Metoda 1
: Sporo hlađenje zasićenog rastvora
Priprema prezasićenog rastvora
Polikristali
monokristali
Kristali uzgojeni od strane učenika sedmog razreda
tečni kristali
kristali
- solidan je
supstance

imajući prirodnu
vanjski oblik
pravilni simetrični poliedri
zasnovano
na
njihov unutrašnji
struktura
Poluprovodničke diode, tranzistori, solarni paneli
Metoda 2:
Postepeno uklanjanje vode iz zasićenog rastvora

AT
U ovom slučaju, što se voda sporije uklanja, to je bolji rezultat.

Moram napustiti brod
sa fiziološkim rastvorom
sol,
prekrivši ga listom papira, dok vodu
ispari
polako, a prašina u rastvor nije
hits.

Crystal
pokazao se velikim, ali bezobličnim - amorfnim.

umjetni kristali

Čovek je dugo sanjao da sintetiše kamenje koje je jednako dragoceno kao i ono koje se nalazi u prirodnim uslovima. Sve do 20. veka takvi pokušaji su bili neuspješni. Ali 1902. godine dobijeni su rubini i safiri, koji imaju svojstva prirodnog kamenja. Kasnije, 1940-ih, sintetizirani su smaragdi, a 1955. godine General Electric Company i Fizički institut Akademije nauka SSSR-a izvještavaju o proizvodnji umjetnih dijamanata.

Mnoge tehnološke potrebe za kristalima bile su poticaj za istraživačke metode za uzgoj kristala s unaprijed određenim kemijskim, fizičkim i električnim svojstvima. Rad istraživača nije bio uzaludan i pronađeni su načini za uzgoj velikih kristala stotina supstanci, od kojih mnoge nemaju prirodne analoge. U laboratoriji se kristali uzgajaju u pažljivo kontroliranim uvjetima kako bi se osigurala željena svojstva, ali u principu se laboratorijski kristali formiraju na isti način kao u prirodi - iz otopine, taline ili pare. Tako se piezoelektrični kristali Rochelle soli uzgajaju iz vodene otopine pri atmosferskom tlaku. Iz rastvora se uzgajaju i veliki kristali optičkog kvarca, ali na temperaturi od 350-450 o C i pritisku od 140 MPa. Rubini se sintetišu pri atmosferskom pritisku iz praha aluminijum oksida, topljenog na temperaturi od 2050 o C. Kristali silicijum karbida, koji se koriste kao abraziv, dobijaju se iz para u električnoj peći.

Upotreba tečnih kristala u uređajima

prikaz informacija

U to vrijeme, postojanje tečnih kristala izgledalo je kao neka vrsta kurioziteta i niko nije mogao zamisliti da će za skoro sto godina imati veliku budućnost u tehničkoj primjeni. Stoga su nakon određenog interesovanja za tečne kristale odmah nakon njihovog otkrića, nakon nekog vremena praktično zaboravljeni.

U kasnom devetnaestom i ranom dvadesetom vijeku, mnogi vrlo cijenjeni naučnici bili su vrlo skeptični prema otkriću Reinitzera i Lehmanna. Činjenica je da se mnogim autoritetima ne samo da su opisana kontradiktorna svojstva tečnih kristala činila vrlo sumnjivim, već su se pokazala i svojstva različitih supstanci tečnih kristala. Neki tečni kristali su imali veoma visok viskozitet, dok su drugi imali nisku viskoznost. Vrijeme je prolazilo, činjenice o tekućim kristalima su se postepeno gomilale, ali nije postojao opći princip koji bi omogućio da se uspostavi nekakav sistem u idejama o tekućim kristalima. Zasluga u stvaranju temelja moderne klasifikacije tečnih kristala pripada francuskom naučniku J. Friedelu. Tokom 1920-ih, Friedel je predložio da se svi tekući kristali podijele u dvije velike grupe. Jedna grupa se zvala nematična, druga - smektička. Takođe je predložio opšti termin za tečne kristale (mezomorfna faza). Friedel je želio naglasiti da su tekući kristali srednji između pravih kristala i tekućina kako po temperaturi tako i po svojim fizičkim svojstvima. Nematični tečni kristali u Fridelovoj klasifikaciji su uključivali holesterične tečne kristale koji su već pomenuti kao klasu. „Najkristalniji“ među tečnim kristalima su smektički. Smektičke kristale karakterizira dvodimenzionalni poredak. Molekuli su raspoređeni tako da su im ose paralelne. Štaviše, oni „razumeju“ komandu „jednako“ i raspoređeni su u redove upakovane na smektičke ravni, a u redove na nematičke.

Aplikacija

Raspored molekula u tečnim kristalima se menja pod uticajem faktora kao što su temperatura, pritisak, električna magnetna polja; promjene u rasporedu molekula dovode do promjene optičkih svojstava, kao što su boja, transparentnost i sposobnost rotacije ravni polarizacije propuštene svjetlosti. Na tome se zasnivaju brojne primjene tečnih kristala. Na primjer, ovisnost boje o temperaturi koristi se u medicinskoj dijagnostici. Primjenom određenih materijala s tekućim kristalima na tijelo pacijenta, liječnik može lako identificirati oboljela tkiva promjenom boje gdje ta tkiva stvaraju povećanu količinu topline. Temperaturna ovisnost boje također omogućava kontrolu kvalitete proizvoda bez njihovog uništavanja. Ako se metalni proizvod zagrije, tada će njegov unutarnji nedostatak promijeniti raspodjelu temperature na površini. Ovi nedostaci se identificiraju promjenom boje nanesene na površinu materijala tečnog kristala. Tečni kristali se široko koriste u proizvodnji satova i kalkulatora. Stvaraju se televizori sa ravnim ekranom sa tankim ekranom od tečnih kristala. Relativno nedavno su dobijena karbonska i polimerna vlakna na bazi tečnih kristalnih matrica.

Primjena tečnih kristala u budućnosti

Kontrolisane optičke folije. Poznato je da se masovno stvaranje velikih ravnih ekrana na tekućim kristalima suočava sa poteškoćama neprincipijelne, ali tehnološke prirode. Iako je mogućnost izrade ovakvih paravana u principu demonstrirana, međutim, zbog složenosti njihove proizvodnje sa modernom tehnologijom, njihova cijena se ispostavlja vrlo visoka. Stoga je nastala ideja da se naprave projekcijski uređaji s tekućim kristalima, u kojima bi se slika dobivena na malom platnu s tekućim kristalima mogla projicirati u uvećanom obliku na konvencionalno platno, slično kao što se to događa u bioskopu sa filmskim okvirima. Pokazalo se da se takvi uređaji mogu implementirati na tečne kristale koristeći sendvič strukture, u kojima je sloj foto-poluprovodnika uključen sa slojem tečnog kristala. Snimanje slike u tečnom kristalu, izvedeno uz pomoć foto-poluprovodnika, vrši se snopom svjetlosti. Princip snimanja slike je vrlo jednostavan. U nedostatku osvjetljenja foto-poluprovodnika, njegova provodljivost je vrlo niska, pa gotovo cijela razlika potencijala primijenjena na elektrode optičke ćelije, u koju se dodatno unosi sloj foto-poluprovodnika, pada na ovaj sloj foto poluprovodnik. U ovom slučaju, stanje sloja tečnog kristala odgovara odsustvu napona na njemu. Kada se foto poluvodič osvijetli, njegova provodljivost naglo raste, jer svjetlost stvara dodatne nosioce struje u njemu (slobodne elektrone i rupe). Kao rezultat toga, dolazi do preraspodjele električnih napona u ćeliji - sada gotovo svi naponi opadaju na sloju tekućeg kristala, a stanje sloja, posebno njegove optičke karakteristike, mijenjaju se prema primijenjenom naponu. Tako se optičke karakteristike sloja tečnog kristala mijenjaju kao rezultat djelovanja sloja.

Naočare za astronaute

Upoznajući se sa maskom za električni zavarivač i naočalama za stereo televiziju, primijetili smo da kod ovih uređaja kontrolirani filter s tekućim kristalima odmah blokira cijelo vidno polje jednog ili oba oka. Postoji situacija kada je nemoguće blokirati cijelo vidno polje osobe, a istovremeno je potrebno blokirati određene dijelove vidnog polja.

Na primjer, takva potreba može se pojaviti kod astronauta u uvjetima njihovog rada u svemiru na izuzetno jakoj sunčevoj svjetlosti. Ovaj zadatak, kao iu slučaju maske za električni zavarivač ili naočala za stereo televiziju, može se riješiti kontroliranim filterima s tekućim kristalima. U ovim naočalama vidno polje svakog oka sada ne bi trebalo da bude pokriveno jednim filterom, već nekoliko nezavisno kontrolisanih filtera. Na primjer, filteri mogu biti izrađeni u obliku koncentričnih prstenova usredsređenih na sočiva naočala ili kao trake na staklu naočala, od kojih svaki, kada je uključen, pokriva samo dio vida oka.

Takve naočale mogu biti korisne ne samo za astronaute, već i za ljude drugih profesija, na primjer, za pilote modernih zrakoplova, gdje postoji ogroman broj uređaja. Takve naočale će također biti vrlo korisne u biomedicinskim studijama rada operatera povezanog s percepcijom velike količine vizualnih informacija.

Filteri ovog tipa i indikatori na tekućim kristalima nesumnjivo će naći (i već naći) široku primjenu u filmskoj i fotografskoj opremi. Za ove namjene su atraktivni po tome što im je potrebna neznatna količina energije za njihovo upravljanje, au nizu slučajeva omogućavaju i isključenje dijelova iz opreme; izvođenje mehaničkih pokreta. Na koje mehaničke dijelove filmske i fotografske opreme mislite? To su dijafragme, filteri - prigušivači svjetlosnog toka, i na kraju, prekidači svjetlosnog toka u filmskoj kameri, sinhronizirani s kretanjem filma i osiguravaju ekspoziciju kadar po kadar.

Photonic Crystals- jedan od objekata nanotehnologije, interdisciplinarne oblasti koja služi kao osnova tehnologije 21. veka. u svim oblastima ljudske delatnosti (informatika, medicina, metalna tehnologija, itd.). Termin "fotonski kristal" pojavio se 80-ih godina XX veka.

U posljednjih 10 godina povećano je zanimanje fizičara i vodećih visokotehnoloških poduzeća i poduzeća vojno-industrijskog kompleksa za fotonske kristale i uređaje zasnovane na njima. Situacija se poredi sa periodom naglog razvoja integrisane mikroelektronike šezdesetih godina prošlog veka, a određena je mogućnošću stvaranja optičkih mikro kola po analogiji sa klasičnim mikroelektroničkim kolima. Otvorena je mogućnost suštinski novih načina skladištenja, prenošenja i obrade informacija zasnovanih na materijalima novog tipa (fotonika). Planira se izrada lasera novog tipa, sa niskim pragom generacije, optičkim prekidačima. Međutim, stvaranje trodimenzionalnih fotonskih kristala (naime, oni bi trebali dovesti do temeljnih promjena u tehnologiji) prilično je težak zadatak.

Fotonski kristali su otvorili nevjerovatnu priliku za pohranjivanje i obradu informacija – stvaranje zamki za fotone. Ovo je područje u kristalu iz koje je fotonima zabranjeno da pobjegnu zbog odsustva pojasa fotonske provodljivosti u okolnom materijalu. Situacija se poredi sa naelektrisanim vodičem okruženim dielektrikom. Paradoksalna situacija „zaustavljanja fotona“, čija je masa jednaka nuli, nije u suprotnosti sa zakonima fizike, budući da ne govorimo o slobodnom fotonu u interakciji s periodičnom strukturom. Već je nazvan teški foton. Teški fotoni se planiraju koristiti u memorijskim elementima, optičkim tranzistorima itd.

Drugo polje primjene fotonskih kristala, koje je već stvarno u bliskoj budućnosti, je povećanje efikasnosti žarulja sa žarnom niti za red veličine. U budućnosti se planira prelazak na računare zasnovane isključivo na fotonici, koji imaju niz prednosti u odnosu na računare bazirane na elektronici.

2004. godine pojavio se izvještaj o stvaranju lasera na bazi umjetnog invertovanog opala. Koloidne čestice kadmijum selenida prečnika 4,5 nm unete su u šuplje sfere koje se nalaze na udaljenosti od 240–650 mm. Uz pomoć laserskog impulsa, ovi "vještački atomi" su prebačeni u pobuđeno stanje, a vrijeme emisije se moglo kontrolisati. Imajte na umu da je povoljno koristiti lasere sa odloženom emisijom, na primjer, za solarne panele, i sa ubrzanom emisijom, za mini lasere i LED diode.

Poreklo i struktura dragulja

Svo drago kamenje, uz rijetke izuzetke, pripada svijetu minerala. Prisjetite se njihovog porijekla i strukture. O uslovima nastajanja dragog kamenja koje nije mineral u užem smislu te reči (npr. ćilibar, koralji i biseri).

Minerali mogu nastati na različite načine. Neki nastaju od vatreno-tečnih talina i gasova u utrobi Zemlje ili od vulkanskih lava koje su izbile na njenu površinu (magmatski minerali). Drugi ispadaju iz vodenih otopina ili rastu uz pomoć organizama na (ili blizu) zemljine površine (sedimentni minerali). Konačno, novi minerali nastaju prekristalizacijom već postojećih minerala pod uticajem visokih pritisaka i visokih temperatura u dubokim slojevima zemljine kore (metamorfni minerali).

Hemijski sastav minerala izražava se formulom. Nečistoće se ne uzimaju u obzir, čak i ako uzrokuju pojavu nijansi boje, sve do potpune promjene boje minerala. Gotovo svi minerali kristaliziraju se u određenim oblicima. To jest, oni su kristali tijela homogenog sastava s pravilnim rasporedom atoma u rešetki. Kristali se odlikuju strogim geometrijskim oblicima i ograničeni su pretežno glatkim ravnim površinama. Većina kristala su mali, ali postoje i džinovski primjerci. Unutrašnja struktura kristala određuje njihova fizička svojstva, uključujući vanjski oblik, tvrdoću i cijepanje, tip loma, gustoću i optičke fenomene.

Osnovni koncepti

Dragulj ili dragulj. Svu ovu grupu kamenja odlikuje jedna zajednička osobina - posebna ljepota. Ranije se samo nekoliko kamenja nazivalo draguljima. Danas se njihov broj dramatično povećao i nastavlja da raste. Većina njih su minerali, mnogo rjeđe - stijene. Neki minerali organskog porijekla također se svrstavaju u drago kamenje: ćilibar, koral i biser. Čak se i fosilizirani organski ostaci (fosili) koriste kao ukrasi. Po namjeni, dragom kamenju je blizak niz drugih materijala za nakit: drvo, kost, staklo i metal.

Poludragi kamen - koncept koji još uvijek postoji u trgovini, ali, međutim, s obzirom na pogrdno značenje koje mu je svojstveno, ne bi se trebao koristiti. Ranije se manje vrijedno i ne baš tvrdo kamenje nazivalo poludragim, u suprotnosti sa "pravim" dragim kamenjem.

Ukrasni kamen. Ovo je skupni pojam koji se odnosi na svo kamenje koje se koristi i kao ukras i za proizvodnju kamenorezačkih proizvoda. Ponekad se manje vrijedno ili neprozirno kamenje naziva ukrasnim.

Nakit. Pod komadom nakita se podrazumijeva ukras koji se sastoji od jednog ili više dragog kamenja umetnutog u plemeniti metal. Ponekad se nakitom naziva i uglačano kamenje bez oboda, kao i nakit od plemenitih metala bez kamenja.

Dragulji i ukrasno kamenje

Dragulji su poznati čovjeku više od sedam milenijuma. Prvi od njih su bili: ametist, gorski kristal, ćilibar, žad, koralji, lapis lazuli, biseri, serpentin, smaragd i tirkiz. Ovo kamenje je dugo vremena ostalo dostupno samo predstavnicima privilegiranih klasa i ne samo da je služilo kao ukras, već je i simboliziralo društveni status njihovih vlasnika.

Sve do početka 19. stoljeća. drago kamenje se čak koristilo u medicinske svrhe. U nekim slučajevima se smatralo da je dovoljno imati određeni kamen, a u drugima se nanosio na bolno mjesto, u trećima se drobio u prah i uzimao oralno. Drevne medicinske knjige sadrže "tačne" informacije o tome koji kamen može pomoći kod određene bolesti. Liječenje dragim kamenjem naziva se litoterapija. Ponekad je donosio uspjeh, ali to ne treba pripisati samom kamenu, već psihološkoj sugestiji koja je blagotvorno djelovala na pacijenta. Neuspjesi u liječenju objašnjeni su činjenicom da se ispostavilo da je kamen "lažan". U Japanu se i danas u medicinske svrhe prodaju tablete napravljene od bisera u prahu (odnosno od kalcijum karbonata).

A u modernim religijama drago kamenje ima posebno mjesto. Dakle, naprtnjača jevrejskog prvosveštenika ukrašena je sa četiri reda dragog kamenja. Slično kamenje blista na tijarama i mitrama pape i biskupa kršćanske crkve, kao i na kovčegima, monstrancima, relikvijarima i postavkama ikona.

Rascjep i lom

Mnogi minerali pucaju ili se cijepaju duž glatkih, ravnih površina. Ovo svojstvo minerala se zove dekoltea i ovisi o strukturi njihove kristalne rešetke, o silama prianjanja između atoma. Postoje vrlo savršeno cijepanje (euklaza), savršeno (topaz) i nesavršeno (granat). Niz dragog i ukrasnog kamenja (na primjer, kvarc) ga uopće nema. odvojenost naziva se sposobnost kristala da se cijepa u određenim područjima duž paralelno orijentiranih površina.

Prisutnost rascjepa se mora uzeti u obzir pri mljevenju i rezanju kamenja, kao i prilikom umetanja u postavu. Snažan mehanički udar može uzrokovati rascjep (pukotinu) duž rascjepa. Često je za to dovoljan lagani udarac ili preveliki pritisak pri određivanju tvrdoće. Ranije se cijepanje koristilo za pažljivo rezanje velikog kamenja na komade ili za odvajanje neispravnih područja. Sada se takve operacije izvode uglavnom piljenjem, što omogućava bolje korištenje oblika kamena, kao i izbjegavanje neželjenih pukotina i rascjepa.

Oblik površine fragmenata na koji se mineral raspada pri udaru naziva se break. Može biti konhoidna (slično otisku školjke), neravna, rascepkana, vlaknasta, stepenasta, ravnomjerna, zemljana itd. Ponekad prijelom može poslužiti kao dijagnostičko obilježje koje omogućava razlikovanje minerala sličnog izgleda. Konhoidalni lom je tipičan, na primjer, za sve vrste kvarca i za imitaciju dragog kamenja od stakla.

Gustina

Gustina (ranije nazvana specifična težina) je omjer mase tvari i mase istog volumena vode. Stoga je kamen gustine 2,6 isti broj puta teži od jednake zapremine vode.

Gustina dragog kamenja se kreće od 1 do 7. Kamenje sa gustinom ispod 2 čini nam se laganim (ćilibar 1,1), od 2 do 4 - normalne težine (kvarc 2,65), a iznad 5 - teškim (kasiterit 7,0). Najskuplje kamenje, kao što su dijamant, rubin, safir, ima veću gustinu od glavnih minerala koji stvaraju stijene, prvenstveno kvarca i feldspata.

Mjere mase dragog kamenja

karat - jedinica za masu koja se od antike koristila u trgovini dragim kamenjem i nakitu. Moguće je da i sama riječ "karat" potiče od lokalnog naziva (kuara) afričkog koraljnog drveta, čije se sjeme koristilo za vaganje zlatnog pijeska, ali je vjerojatnije da potiče od grčkog naziva (keration ) rogača, rasprostranjenog na Mediteranu, plodova koji su u početku služili kao "tegovi" pri vaganju dragog kamenja (masa jedne težine je u prosjeku približno jednaka karatu).

gram - jedinica mase koja se koristi u trgovini dragim kamenjem za jeftinije kamenje, a posebno za sirovo drago kamenje (npr. grupe kvarca)

Grand - mjera za masu bisera. Odgovara 0,05 g, odnosno 0,25 ct. Sada gran sve više zamjenjuje karate.

Cijena. U trgovini dragim kamenjem, cijena se obično navodi za 1 karat. Da biste izračunali ukupnu cijenu kamena, morate pomnožiti cijenu i njegovu karatnu težinu.

Optička svojstva

U brojnim fizičkim svojstvima dragog kamenja, optička svojstva igraju dominantnu ulogu; određivanje njihove boje i sjaja, iskričavanja, "vatre" i luminiscencije, asterizma, iridescencije i drugih svjetlosnih efekata. U ispitivanju i identifikaciji dragog kamenja sve se više pažnje poklanja optičkim pojavama.

Boja

Boja- prva stvar koja vam upada u oči kada pogledate bilo koji dragi kamen. Međutim, za većinu kamenja njihova boja ne može poslužiti kao dijagnostičko svojstvo, jer su mnogi od njih obojeni isto, a neki se pojavljuju u nekoliko boja.

Razlog za različite boje je svjetlost, odnosno elektromagnetne vibracije koje leže u određenom rasponu valnih dužina. Ljudsko oko percipira samo talase takozvanog optičkog opsega - od oko 400 do 700 nm. Ovo područje vidljive svjetlosti podijeljeno je na sedam glavnih dijelova, od kojih svaki odgovara određenoj boji spektra: crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta. Kada se sve spektralne boje pomešaju, dobija se bijela. Ako se, međutim, apsorbira bilo koji interval valnih dužina, iz mješavine preostalih boja nastaje određena boja, više ne bijela. Kamen koji prenosi sve talasne dužine optičkog opsega izgleda bezbojan; ako se, naprotiv, sva svjetlost apsorbira, tada kamen dobiva najtamniju od vidljivih boja - crnu. Uz djelomičnu apsorpciju svjetlosti u cijelom rasponu valnih dužina, kamen izgleda mutno bijelo ili sivo. Ali ako se, naprotiv, apsorbiraju samo sasvim određene valne dužine, tada kamen dobiva boju koja odgovara miješanju preostalih neapsorbiranih dijelova spektra bijele svjetlosti. Glavni nosioci boje - hromofori koji određuju boju dragog kamenja - su joni teških metala gvožđa, kobalta, nikla, mangana, bakra, hroma, vanadijuma i titanijuma.

Boja dragog kamenja zavisi i od osvjetljenja, jer su spektri vještačke (električne) i dnevne (sunčeve) svjetlosti različiti. Postoji kamenje na čiju boju štetno utiče veštačko svetlo (safir), i ono koje ima koristi samo od večernjeg (veštačkog) svetla, pojačavajući njihov sjaj (rubin, smaragd). Ali promjena boje je najizraženija kod aleksandrita: tokom dana izgleda zeleno, a uveče izgleda crveno.

refrakcija

Čak i u djetinjstvu, često smo morali vidjeti da se štap pod oštrim uglom, koji nije potpuno uronjen u vodu, kao da se „lomio“ na površini vode. Donji dio štapa, koji je u vodi, dobija drugačiji nagib od gornjeg, koji je u zraku. To je zbog prelamanja svjetlosti, koje se uvijek manifestira kada svjetlosni snop prelazi iz jednog medija u drugi, odnosno na granici dvije tvari, ako je snop usmjeren koso na njihovu međusklop.

Vrijednost prelamanja svjetlosti svih kristala dragog kamenja iste mineralne vrste je konstantna (ponekad fluktuira, ali u vrlo uskom rasponu). Stoga se numerički izraz ove vrijednosti - indeks prelamanja (često naziva jednostavno refrakcija ili lom svjetlosti) - koristi za dijagnosticiranje dragog kamenja. Indeks loma definira se kao omjer brzina svjetlosti u zraku i u kristalu. Činjenica je da je otklon svjetlosnog snopa u kristalu uzrokovan upravo smanjenjem brzine širenja ovog snopa u optički gušćem mediju.

Svjetlost putuje 2,4 puta sporije u dijamantu nego u zraku. Bez velikih tehničkih poteškoća i troškova, moguće je izmjeriti prelamanje svjetlosti metodom uranjanja - uranjanjem kamena u tekućinu sa poznatim indeksom prelamanja i posmatranjem međufaza. Po tome koliko su lagane i oštre konture kamena ili ivice između faseta, kao i po prividnoj širini međufaza, može se prilično precizno procijeniti indeks prelamanja dragog kamena.

Disperzija

Prilikom prolaska kroz kristal, bijela svjetlost ne samo da doživljava prelamanje, već se i razlaže u spektralne boje, budući da indeksi loma kristalnih supstanci zavise od valne dužine upadne svjetlosti. Fenomen razlaganja bijele svjetlosti kristalom u sve dugine boje naziva se disperzija. Posebno je velika vrijednost disperzije boja u dijamantu, koja ga duguje upravo njegovoj veličanstvenoj igri boja – čuvenoj „vatri“, koja je glavna čar ovog kamena.

Disperzija je dobra samo za bezbojno kamenje. Prirodno i sintetičko kamenje visoke disperzije (npr. fabulit, rutil, sfarlerit, titanit, cirkon) koristi se u nakitu kao zamjena za dijamante.

Površinski optički efekti:

svijetle figure i preljevi boja

Mnogi kamenčići za nakit imaju svijetle figure u obliku orijentiranih svjetlosnih traka, kao i preljeve boja na površini.

Efekat mačjeg oka svojstveno kamenju koji su agregati paralelno spojenih vlaknastih ili igličastih pojedinaca ili sadrže tanke paralelno orijentirane šuplje kanale. Efekat nastaje zbog refleksije svjetlosti na takvim paralelnim izraslinama i sastoji se u tome da kada se kamen okrene, duž njega teče uska svjetlosna traka koja u sjećanju izaziva svjetleću zjenicu mačke u obliku proreza. Ovaj efekat je najimpresivniji kada je kamen izrezan u oblik kabošona, sa ravnom bazom kabošona paralelnom sa vlaknastom strukturom kamena.

asterizam - pojava na površini kamena svjetlosnih figura u obliku svjetlosnih pruga koje se sijeku u jednoj tački i nalik na zvjezdane zrake; broj ovih zraka i ugao njihovog preseka su određeni simetrijom kristala. Po svojoj prirodi sličan je efektu mačjeg oka, s jedinom razlikom što reflektirajuće inkluzije - tanka vlakna, iglice ili tubule - imaju različite orijentacije u različitim područjima. Odličan utisak ostavljaju šestokrake zvijezde u kabošonima od rubina i safira.

Adularescencija - plavičasto-bijeli svjetlucavi sjaj mjesečevog kamena, dragocjene sorte adularije. Kada se kabošon od mjesečevog kamena pomjeri, ovaj sjaj, ili oseka, klizi po njegovoj površini.

irizacija - prelivajuća igra boja nekih kamenčića za nakit, rezultat razlaganja bijele boje prelomljene na malim prazninama i pukotinama u kamenu u spektralne boje.

"svila" - svilenkasti sjaj i preljev u nekim draguljima, uzrokovani prisustvom u njima paralelno orijentiranih inkluzija fino vlaknastih ili iglastih minerala ili šupljih tubula. Veoma je cijenjen u fasetiranim rubinima i safirima.

Metode rasta kristala

Prvi monokristal dobijen u laboratoriji vjerovatno je bio rubin. Da bi se dobio rubin, zagrijana je mješavina bezvodne glinice koja je sadržavala veću ili manju primjesu kaustičnog kalija s barijevim fluoridom i dvohromnom kalijevom soli. Potonji se dodaje kako bi se dobila boja rubina, a aluminij oksid se uzima u maloj količini. Smjesa se stavlja u glineni lončić i zagrijava (od 100 sati do 8 dana) u reverberacijskim pećima na temperaturama do 1500°C. Na kraju eksperimenta u lončiću se pojavljuje kristalna masa, a zidovi su prekriveni kristali rubina prekrasne ružičaste boje.

Druga uobičajena metoda za uzgoj sintetičkih kristala dragog kamenja je Czochralski metoda. Sastoji se u sljedećem: talina tvari iz koje bi kamenje trebalo kristalizirati stavlja se u vatrostalni lončić od vatrostalnog metala (platina, rodij, iridij, molibden ili volfram) i zagrijava u visokofrekventnom induktoru. Sjeme iz materijala budućeg kristala spušta se u talog na izduvnoj osovini, a na njemu se uzgaja sintetički materijal do željene debljine. Osovina sa sjemenom se postepeno povlači prema gore brzinom od 1-50 mm/h dok raste pri frekvenciji rotacije od 30-150 o/min. Okrenite osovinu kako biste izjednačili temperaturu taline i osigurali ravnomjernu raspodjelu nečistoća. Prečnik kristala do 50 mm, dužina do 1 m. Sintetički korund, spinel, granati i drugo vještačko kamenje uzgajaju se metodom Czochralskog.

Kristali mogu rasti i kada se pare kondenzuju - tako se dobijaju uzorci pahuljica na hladnom staklu. Kada se metali istiskuju iz otopina soli uz pomoć aktivnijih metala, također nastaju kristali. Na primjer, stavite željezni ekser u otopinu bakrenog sulfata, on će biti prekriven crvenim slojem bakra. Ali dobijeni kristali bakra su toliko mali da se mogu vidjeti samo pod mikroskopom. Na površini nokta bakar se vrlo brzo oslobađa, pa su njegovi kristali premali. Ali ako se proces uspori, kristali će se pokazati velikim. Da biste to učinili, bakreni sulfat treba prekriti debelim slojem kuhinjske soli, staviti na njega krug filter papira, a na vrhu - željeznu ploču nešto manjeg promjera. Ostaje sipati zasićenu otopinu kuhinjske soli u posudu. Bakar sulfat će početi polako da se otapa u salamuri. Joni bakra (u obliku složenih zelenih anjona) će difundirati prema gore vrlo sporo, tokom mnogo dana; proces se može posmatrati pomicanjem obojene granice. Došavši do željezne ploče, ioni bakra reduciraju se na neutralne atome. Ali pošto je ovaj proces veoma spor, atomi bakra se nižu u prelepe sjajne kristale metalnog bakra. Ponekad ovi kristali formiraju grane - dendrite.

Tehnologija rasta kristala

kod kuce

Za uzgoj kristala kod kuće, pripremio sam prezasićenu otopinu soli. Odabrao sam bakar sulfat kao polazni materijal. Vruća voda je izlivena u čistu čašu na temperaturi od 50 ° C, volumen je doveden do 500 mg. Supstanca je izlivana u čašu u malim porcijama, svaki put miješajući i postižući potpuno otapanje. Čim je rastvor bio zasićen, pokrio sam ga i ostavio u prostoriji u kojoj treba održavati konstantnu temperaturu. Kako se otopina hladi na sobnu temperaturu, dolazi do prekomjerne kristalizacije. U otopini neke tvari ostaje točno onoliko koliko odgovara topljivosti na datoj temperaturi, a višak pada na dno u obliku malih kristala. Tako da sam dobio matičnu tečnost.

Zatim sam sipao matičnu tečnost u drugu posudu, tamo stavio kristale sa dna, zagrejao posudu u vodenoj kupelji, postigavši ​​potpuno otapanje, i pustio da se ohladi. U ovoj fazi, propuh i nagle promjene temperature nisu poželjne za rješenje. Dva dana kasnije, pregledao sam sadržaj i primetio da su se na dnu i zidovima formirali mali ravni kristali paralelograma. Od njih sam odabrao najispravnije kristale.

Opet sam pripremio zasićeni rastvor na bazi originalnog matičnog temeljca, dodao još malo (0,5 kašičice) supstance, zagrejao i izmešao. Rastvor se sipa u čistu i zagrejanu posudu i ostavi da odstoji 20-30 sekundi, da se tečnost malo smiri. Kada su kristali bili veličine oko 2,5 cm, stavljao sam ih jedan po jedan u tikvice s ravnim dnom sa prethodno filtriranom matičnom tekućinom i provjeravanjem hidrolize. Po potrebi sam oprala i očistila kristale.

zaključci

Sva fizička svojstva koja čine kristale tako široko korištenim zavise od njihove strukture - njihove prostorne rešetke.

Uz kristale u čvrstom stanju, trenutno se koriste tečni kristali, au bliskoj budućnosti će se koristiti i uređaji na bazi fotonskih kristala.

U kristale spada i kamenje za nakit od kojeg se pravi nakit. Odnos osobe prema dragom kamenju se mijenjao kroz vijekove: od oboženja i upotrebe u medicini do demonstracije nečije održivosti ili pružanja estetskog užitka od ljepote i harmonije kamena.

Domaći kristali se mogu koristiti u nastavi fizike za proučavanje njihovih fizičkih i hemijskih svojstava, kao i njihove primjene.

vještačke alge

Za uzgoj umjetnih algi napunio sam tikvicu od pola litre pedeset postotnim rastvorom natrijevog silikata (vodeno staklo). Zatim je u otopinu bacila nekoliko kristala željeznog hlorida, bakar-hlorida, nikl-hlorida i aluminijum-hlorida. Nakon nekog vremena počeo je rast "algi" bizarnog oblika i raznih boja. U rastvoru soli gvožđa, "alge" su smeđe, soli nikla su zelene, soli bakra su plave, a soli aluminijuma su bezbojne.

Zašto se ovo dešava? Kristali bačeni u rastvor tečnog stakla reaguju sa natrijum silikatom. Dobiveni spojevi prekrivaju kristale tankim filmom, ali zbog difuzije voda prodire kroz njega, pritisak u kristalima raste i film puca.

Kroz rupe, rastvor soli prodire u okolnu tečnost i brzo se ponovo prekriva filmom. Zatim se film ponovo lomi. Ovako rastu razgranate "alge".

književnost:

Ahmetov N.S. Neorganska hemija - M. Edukacija, 1985

Vasiljev V.N., Bespalov V.G. informacione tehnologije. Optički kompjuter i fotonski kristali.

Zheludov I.S. Fizika kristala i simetrije. M. Nauka, 1987

Žuvinov G.N. Labirinti fotonskih kristala. (Elektronska verzija časopisa).

Zvezdin A.K. Kvantna mehanika zarobljenih fotona. Optički mikrorezonatori, talasovodi, fotonski kristali. Priroda 2004 br. 10.

Kabardin O.F. Fizika: udžbenik za 10. razred za škole sa detaljnim proučavanjem fizike. - M. Prosvjeta, 2001

Kornilov N.I., Solodova Yu.P. Kamenje za nakit. - M. Nedra, 1983

Kosobukin V.A. Fotonski kristali // Prozor u svijet (Elektronska verzija časopisa).

Završila: Mosheva Diana, ... Pasoš Sepih 2012 obrazovni-istraživanjaprojekat: « kristali i njimaaplikacija" Rukovodilac: učenik 10 "B" ...

1. Konkurencija

   Okružno takmičenje obrazovni-istraživanjaprojekti kristali njima aplikacije. Međutim, konstatovano...

2. Edukativni i istraživački projekti školaraca "Eureka" sekcija "Hemija"

   Konkurencija

   Okružno takmičenje obrazovni-istraživanjaprojektiškolarci "Eureka" Odjeljak: "Hemija" ... - to su bijele male igle kristali ili lagani kristalni prah. ... trošak njima proizvodnje, i što je najvažnije, da se smanji rizik aplikacije. Međutim, konstatovano...

3. Program

   ... obrazovni-istraživanjaprojekti istraživanjaprojekti i njima publikacija. obrazovni-istraživanjaprojekti... tu je kristali. kristali– ... i mogućnosti njimaaplikacije sigurnost dokumenata...

4. Istraživački projekat od teorije do prakse Istraživački projekat od teorije do prakse

   Program

   ... obrazovni-istraživanjaprojekti. U ovoj fazi se takođe pišu apstrakti. istraživanjaprojekti i njima publikacija. obrazovni-istraživanjaprojekti... tu je kristali. kristali– ... i mogućnosti njimaaplikacije sigurnost dokumenata...

Dijamanti, rubini, smaragdi, safiri i silicijum mogu se ne samo kopati u prirodnim nalazištima, već i sintetizirati. Naravno, umjetni minerali nikada neće imati cijenu prirodnih, ali svjetska potražnja za njima, prema mišljenju stručnjaka, ozbiljno premašuje ponudu - obim proizvodnje ograničen je prirodnim rezervama, a elektronska industrija, glavni potrošač kristala, razvija se brzim tempom. Stručnjaci očekuju da će kapacitet svjetskog tržišta za sintetizirane kristale dostići 11,3 milijarde dolara do 2007. godine. Rusija bi se mogla naći na marginama ovog posla ako se ne potrudi da investira u specijaliziranu proizvodnju.

Alhemičari iz nauke

Kroz istoriju svog postojanja ljudi su pokušavali ne samo da pronađu čudo, već i da zarade na njemu, na primer, da dobiju zlato od olova ili pretvore kameni kristal u dijamante. Najlegendarniji alhemičar je Francuz Nicolas Flamel, koji je zaslužan za dobijanje kamena filozofa (kristalnog bijelog praha) koji može pretvoriti olovo u zlato. I iako Flamelovi naučni radovi nisu došli do nas, u pariskim arhivima su sačuvani dokumenti koji potvrđuju da se skromni knjižar iznenada obogatio: kupio je 13 kuća, velike parcele u Parizu i Bulonju, sagradio 12 crkava i nekoliko bolnica.
Međutim, naučnici, naravno, ne vjeruju da je itko u srednjem vijeku uspio nabaviti pravo zlato ili dijamante - sve su to bajke. Revolucija se dogodila u dvadesetom veku, kada su tehnologija i tehnologija dostigle neophodan razvoj. Bez alhemije, čisto naučni pristup.
Kao što znate, pravi (prirodni) dragulji su samo čvrste soli raznih metala, čiji su molekuli organizovani u uređenu strukturu, tzv. kristalna rešetka. U prirodi su se kristali formirali milionima godina, u dubinama zemljine kore, na visokim temperaturama (do 2000°C) i pod kolosalnim pritiskom stotina hiljada atmosfera. Vrlo je malo mjesta na kojima su se takvi uslovi razvili, što objašnjava rijetkost dragog kamenja (po čemu se, zapravo, cijeni). Da bi sintetizirali analog prirodnih minerala, znanstvenici su trebali reproducirati prirodne fenomene u laboratorijskim uvjetima, i to u ubrzanoj verziji. Tako visoke temperature i pritiske postalo je moguće dobiti tek početkom prošlog veka.
Ovaj posao se pokazao vrlo visokotehnološkim i skupim, ali ne bez smisla - rudarske kompanije iz objektivnih razloga nisu mogle zadovoljiti potražnju za kamenjem, a industrija koja se brzo razvijala zahtijevala je nove dijamante, safire i rubine. Sada se globalno tržište sintetiziranog kamenja procjenjuje na više od 6 milijardi dolara; oko 86% su kristali dobijeni za potrebe industrije, 14% ide za potrebe zlatara.
U Rusiji se sintetiziraju gotovo sve vrste kristala, ali u malim količinama. U Troicku kod Moskve uzgajaju se dijamanti, u Zelenogradu - safiri, granati, rubini, u blizini Nižnjeg Novgoroda - rubini, u Novosibirsku - smaragdi. Mihail Borik, Viši naučni saradnik, Naučni centar za laserske materijale i tehnologije, IOFAN n.a. A.M. Prokhorov: Desilo se istorijski: u kom gradu je u sovjetskim vremenima razvijena metoda za dobijanje ovog ili onog kristala, tamo se još uvek sintetiše. Nove produkcije praktički nije bilo. Ali potreba za umjetnim kristalima stalno raste, a stručnjaka nema dovoljno.

Khachik Bagdasarov: "Oprema za uzgoj kristala košta 300-400 hiljada dolara i počinje da se isplati u drugoj godini"

rubinska groznica

Godine 1902. francuski inženjer Verneuil, nakon brojnih neuspješnih pokušaja, konačno je uspio sintetizirati mali kristal rubina težine 6 g. U stvari, postao je prvi umjetni dragi kamen identičan prirodnom. Sa stajališta trgovine, Verneuilova želja da dobije upravo rubin bila je sasvim opravdana - rubini su izuzetno rijetki u prirodi. Sada se u svijetu iskopa oko pet tona rubina godišnje, dok je potražnja u stotinama tona (uglavnom nisu potrebni zlatarima, već časovničarima).
Početni materijal, tzv. naboj (prašak aluminijevog oksida s primjesom hroma), Verneuil je prošao kroz plinski plamenik s temperaturom od 2150 °C, a nastala talina, kada je temperatura snižena, počela je polako kristalizirati, pretvarajući se u rubin. Očigledna jednostavnost i pouzdanost Verneuil metode dovela je do brzog organizovanja industrijske proizvodnje kristala rubina, prvo u Francuskoj, a kasnije u gotovo svim visokorazvijenim zemljama. Zahvaljujući sintetičkim rubinima, brojna otkrića postala su moguća. Na primjer, na bazi rubina izmišljen je laser koji je omogućio precizno mjerenje udaljenosti od Zemlje do Mjeseca, korištenje svemira za komunikaciju itd.
Kasnije se ispostavilo da je uz pomoć tehnologije sinteze rubina moguće dobiti i druge vrijedne kristale - safire i granite: prvo se početna tvar topi na visokim temperaturama, zatim se superhladi i kao rezultat toga kristalizira. Tehnologija je jednostavna i, što je najzanimljivije, dostupna, prema Khachik Bagdasarov,Šef Odsjeka za visokotemperaturnu kristalizaciju Instituta za kristalografiju. A.V. Šubnikov RAS (bavi se na sintezu safira, rubina i granata). Utoliko je čudnije što se u Rusiji samo nekoliko kompanija i laboratorija u istraživačkim institutima bavi sintezom kristala. Sada se metoda Bagdasarova, izumljena u Istraživačkom institutu za kristalografiju Ruske akademije nauka, smatra najprofitabilnijom. Khachik Bagdasarov: Prvi sam 1965. godine koristio tzv. horizontalno usmjerenu kristalizaciju za sintezu granata, a ta tehnologija se pokazala znatno ekonomičnijom od uobičajene Verneuil metode. Sve je jednostavno objašnjeno: u cijeni kristala, električna energija zauzima većinu troškova zbog potrebe održavanja visoke temperature i pritiska. Kada se sintetizira horizontalna ploča, a ne vertikalna šipka, troši se mnogo manje energije.
Ipak, prema mišljenju stručnjaka, potražnja za rubinima, safirima i granatima, podstaknuta razvojem elektronske industrije, još uvijek nije zadovoljena u svijetu. Safirna stakla potrebna su ne samo satnim kompanijama (posebno švicarskim) za proizvodnju otvora za letjelice i glava za samonavođenje, već i proizvođačima mobilnih telefona čija je godišnja potreba oko 6 milijardi stakla! Sa granatom aktiviranim neodimijumskim jonima proizvode se najbolji laseri. Zlatari sada posebno cijene zelene i ružičaste garnete, koji se dobivaju zahvaljujući dodatku tulija ili erbija (1 kg - 20-25 dolara).
Međutim, potražnja za vatrostalnim kristalima raste samo od zapadnih kompanija, au Rusiji teži nuli zbog pada proizvodnje elektronike. Khachik Bagdasarov: Najviše od svega safir traže korejske (za potrebe industrije satova) i japanske (za optiku) kompanije. Ukupno se godišnje u svijetu sintetiše oko hiljadu tona safira. Rusija je jasan autsajder po ovom pitanju. Na primjer, ako se prije 90-ih u SSSR-u uzgajalo oko 180 tona rubina i oko 50 tona safira, sada se u SSSR-u uzgajalo samo 10-20 tona rubina, oko 20 tona safira i 100-120 kg granata. .
Prema riječima Igora Alyabyeva, zamjenika direktora kompanije ROKOR (koja se bavi proizvodnjom proizvoda od safira), cijena uzgoja 1 kg safirnih kristala je oko 600 dolara, a može se koristiti za proizvodnju 100 ploča težine 5 g i koštaju 12 dolara svaka. Sintetički rubin za industriju nakita košta oko 60 dolara po kilogramu (za poređenje: jedan karat (0,2 g) prirodnog kamena košta 50 dolara), za tehničke svrhe - od 70 dolara po kilogramu. Štoviše, što je veći monokristal, to je skuplji, a cijena sinteze je niža. Tako se monokristal safira težine do 6 kg procjenjuje na 5-10 hiljada dolara, dok je cijena jednog kilograma oko 200 dolara (a prodajna cijena 1 kg je 500 dolara). Profitabilnost poslovanja nije teško izračunati, a ovaj red brojeva se odnosi na sva tri gore navedena kristala. Svjetski obim sinteze safira je oko hiljadu tona.
Sada je najveća proizvodnja sintetičkih rubina (stotine miliona karata godišnje) koncentrisana u Švicarskoj, Francuskoj, Njemačkoj, SAD-u i Velikoj Britaniji. Specijalna postrojenja za kristalizaciju proizvodi Taganrog fabrika elektrotermalne opreme. Khachik Bagdasarov: Domaća oprema košta oko 50 000 dolara, zapadna oprema košta 300-400 000. Važna stvar: ima smisla stvoriti proizvodni pogon sa najmanje deset jedinica za profitabilne količine. Jedan proizvodni ciklus traje dva do tri dana, tokom kojih se iz jedne instalacije može ukloniti 2 kg kristala. Oprema će "otkucati" već u drugoj godini.

Identifikacija kamena

Prema Bagdasarovu, struktura vještačkog i prirodnog kamenja (kao i izgled) je identična, te je sasvim prirodno da se krivotvoritelji zanimaju za laboratorijski sintetizirane dragocjene minerale. "Prije deset godina mi je došao jedan hinduist i tražio da sintetiziram rubine koji se ne razlikuju od prirodnog kamena. Ali nakon nekog vremena Indijanac je nestao, kažu, rudari prirodnog kamenja su ga uklonili. Ipak, dragi kamen identičan prirodnom nije težak za mi ga uzgajamo, a kupac ga nikada neće razlikovati od prirodnog”, kaže on.

Vera Bogdanova, stručni gemolog zlatarske kuće "Adamas": U prirodi je veliko drago kamenje rijetkost, njihovo otkriće je od posebne istorijske vrijednosti, a izvanrednom kamenu dato je ime područja na kojem je pronađen. Zlatari također znaju da je prirodno kamenje mnogo teže obrađivati, većina se odbija zbog pukotina i nedostataka, a samo nekoliko je pogodno za izradu nakita. Plus veći trošak prirodnog. Činjenica da zlatari koriste umjetno uzgojeno kamenje navodno kao prirodno, relativno je nedavno dobila širok publicitet. Često mi na pregled donose nakit naslijeđen od baka, a njihovi vlasnici se jako iznenade kada saznaju da je kamen vještački.
Mihail Borik: U zlatarama ima dovoljno proizvoda od rubina i safira dobijenih u laboratoriji. Prosječan kupac ih ne može razlikovati na oko. Čak i većina prodavaca u zlatarnicama ne zna šta prodaju. Istina, poznati proizvođači nakita koji cijene svoju reputaciju nikada ne kriju gdje je sintetika, a gdje priroda. Međutim, kada kupujete skupi nakit, uvijek trebate tražiti potvrdu o autentičnosti kamena.
Kako uvjerava Khachik Bagdasarov, kada se sredinom 1950-ih nauka približila sintezi dijamanata, pri ministarstvima finansija svih razvijenih zemalja stvorena su posebna odjeljenja za kontrolu napretka naučnika. Zamislimo da sintetički, nerazlučivi od prirodnih dijamanata preplave tržište - privreda brojnih zemalja će jednostavno propasti, a strateške rezerve dijamanata jednog broja zemalja će se pretvoriti u prašinu.

Drillerovi najbolji prijatelji

Svake godine se u svijetu iskopa u prosjeku 100-110 miliona karata (oko 20 tona) dijamanata, a na svjetskom tržištu 1 karat prirodnog dijamanta košta od 55 dolara, međutim, većina kamenja nije pogodna za nakit zbog do defekata, pukotina i stranih inkluzija, ali je potražnja u industriji, prvenstveno u proizvodnji, kojoj su potrebne visoke karakteristike čvrstoće minerala. Ipak, prema mišljenju stručnjaka, industriji alata, metala i kamena potrebno je oko četiri puta više dijamanata nego što se iskopa, a u nizu visokotehnoloških područja (u proizvodnji elektronskih komponenti, senzora ultraljubičastog zračenja) to je gotovo nemoguće koristiti prirodne sirovine zbog prisustva 98% prirodnih dijamanata sadrži inkluzije dušika. Umjetni dijamanti su lišeni svih prirodnih nedostataka, jer. čovjek je uspio stvoriti idealne uslove za njihovu sintezu.
1953-1954, naučnici iz dvije nezavisne istraživačke grupe - švedske kompanije ASEA i američke General Electric po prvi put uspjeli su sintetizirati dijamante veličine manje od 1 mm. Da bi se to učinilo, mješavina grafita i željeza je otopljena na temperaturi od oko 2500 ° C, a zatim je dobivena talina stavljena u čvrsti kompresibilni medij pod pritiskom od 70-80 hiljada atmosfera. Vasilij Bugakov, Zamjenik direktora Instituta za fiziku visokog pritiska (Troitsk; bavi se sintezom dijamanata): Sintetički dijamant, kao i prirodni dijamant, mjeri se u karatima, a na svjetskom tržištu košta oko 10 dolara po karatu, pet puta jeftinije od prirodnog. U isto vrijeme, cijena sirovina i električne energije je samo 5 dolara po karatu. Sada je Rusija treća po proizvodnji sintetičkih dijamanata, proizvodeći 25 miliona karata godišnje.
Istina, dok se dijamanti sintetiziraju samo u interesu industrije, umjetno kamenje kvalitete dragog kamenja i dalje je bolje po cijeni od prirodnog. Osim toga, veličina sintetiziranih dijamanata je ograničena na 3 mm, jer do sada jednostavno ne postoje materijali koji mogu izdržati tako visoke temperature i pritiske pri velikim zapreminama komore. Instalacija za sintezu 200 kg dijamanata mjesečno može se kupiti za 30.000 dolara.
Za razliku od dijamanata, sintetizirani smaragdi se koriste isključivo za nakit, iako, objektivno gledano, nisu posebno lijepi zbog nedostatka disperzije, tj. razlaganje sunčeve svjetlosti u spektar, a cijenjeni su isključivo zbog svoje rijetkosti, kao i zbog malih obima proizvodnje (u svijetu se godišnje iskopa samo 500 kg prirodnog smaragda, od čega je 300 kg na ruskom Uralu).
Smaragd se, za razliku od većine kristala, ne dobiva iz taline sirovina (smaragd se raspada kada se zagrijava), već iz otopine bornog anhidrida, sintetiziranog u posebnim hidrotermalnim komorama na relativno niskim temperaturama (oko 400 ° C) i tlaku ( oko 500 atmosfera). Hidrotermalna instalacija za sintezu smaragda je relativno jeftina (5-10 hiljada dolara), ali neefikasna (do 10 kg kristala mjesečno). Cijena 1 kg smaragda je 100-200 dolara, a prodajna cijena jednog karata približno je jednaka cijeni prirodnog kamena - oko 2 dolara.
Svake godine u Rusiji, u preduzeću u Novosibirsku, sintetiše se do 100 kg smaragda, u svetu ne više od jedne tone.

suprotno prirodi

Ruski fizičari su 1968. godine dobili prozirni kristal koji nije imao prirodnog blizanca i nazvali su ga kubni cirkonij u čast svog Instituta za fiziku Akademije nauka (FIAN), iako su izvedeni prvi eksperimenti o sintezi takvih kristala. još 20-ih godina od strane francuskih hemičara.
Svrha sinteze fianita bila je dobivanje kristala za korištenje u laserima. Istina, kubični cirkonij nije mogao nadmašiti granat u svojim "laserskim" svojstvima, ali draguljari su cijenili njegovu neobičnu ljepotu, višebojnost i jeftinost (za njihove potrebe se proizvodi i do 98% kubnog cirkonija). Za operaciju je dostupan skalpel od cirkonija (500 dolara) - činjenica je da su neki ljudi alergični na metal, a oštrica od cirkonija izbjegava alergijsku reakciju.
Fianiti se sintetiziraju iz mješavine oksida cirkonija, aluminija, natrijuma. Proces je praktično bez otpada, jer krhotine i neuspjeli kristali se pretapaju. Do 30 kg kristala kubnog cirkonija dobije se od 100 kg sirovina dnevno pomoću visokofrekventnog generatora (oko 50 hiljada dolara). Prozirnost kamena zavisi od temperature topljenja - što je temperatura viša, to je kristal transparentniji. Elena Lomonova,Šef Laboratorije Naučnog centra za laserske materijale i tehnologije IOFAN: Uzgoj kubnog cirkonija je jednostavan i ugodan, a dodavanjem određenih nečistoća možete stvoriti jedinstvene kristale boja kakvih nema u prirodi, poput lavande, ili postići neobične optičke efekte, poput promjene boje s promjenom osvjetljenja - tzv. aleksandritski efekat.
SSSR je dugo ostao monopolist u proizvodnji kubnih cirkonija, diktirajući cijene koje su u početku dostizale 3.000 dolara po kilogramu (iako je pitanje prioriteta proizvodnje kubnih cirkonija vrlo kontroverzno, Amerikanci su ga čak osporavali na sudu). Vjačeslav Osiko, Direktor Naučnog centra za laserske materijale i tehnologije IOFAN: Na prevaru su počeli da izvoze kubni cirkonij iz SSSR-a, predstavljajući ga kao dijamante. Za borbu protiv prevara s nakitom, čak su i službenici KGB-a bili obučeni da razlikuju drago kamenje od lažnog. Zbog sposobnosti da se igra sa svim duginim bojama, draguljari kubni cirkonijum nazivaju drskim kamenom. Sada se u cijelom svijetu godišnje sintetiše preko 1.000 tona kubnog cirkonija, a cijena im je pala na 60 dolara za 1 kg. U isto vrijeme, cijena kilograma fianita, prema stručnjacima, iznosi oko 30 dolara.

Future Crystal

Međutim, u pogledu rasta globalnog obima proizvodnje i profitabilnosti sintetizirani silicijum, koji je neophodan u mikroelektronskoj industriji, solarnim baterijama i drugim tehnološkim uređajima, u dogledno vrijeme neće moći pratiti nijedan kristal. Godišnje se u svijetu proizvede više od 30 hiljada tona silicija, a prema prognozama, ova brojka će se udvostručiti do 2010. (sada silicijumski kristali zauzimaju 80% svjetskog tržišta svih umjetnih kristala). Ipak, prema mišljenju stručnjaka, u svijetu postoji katastrofalna nestašica silicijuma zbog rasta proizvodnje kompjuterske i mikroprocesorske tehnologije.

Vjačeslav Osiko: "Nekad se kubni cirkonija izvozila, predstavljajući ih kao dijamante"

U Rusiji je potrošnja silicijuma, kao i njegova proizvodnja, krajnje neznatna, a sve iz istog razloga smanjenja proizvodnje elektronike. I ako je 1990. godine u SSSR-u uzgajano 360 tona silicijuma, onda je prošle godine u Ruskoj Federaciji uzgajano samo 270 tona, od čega samo 50 tona za domaće tržište. Sada 1 kg silicijuma košta 100 dolara, dok je profitabilnost proizvodnje, prema stručnjacima, veća od 100%.
Kako uvjerava Khachik Baghdasaryan, ulaganja u proizvodnju silicijuma i proizvode za čiju proizvodnju je neophodna mogu se pokazati kao rudnik zlata, a sirovine za njegovu sintezu (običan pijesak) su bukvalno pod nogama: „Oko tri godine pre u Nemačkoj sam upoznao mladog preduzetnika koji je počinjao proizvodnju solarnih baterija bukvalno od jednog lemilice, a sada ima godišnji profit od 20 miliona evra.Silicijum je odavno strateški materijal koji određuje naučni i tehnološki razvoj zemlje ."
Šef laboratorije Državnog naučnog centra za rijetke metale Mihail Milvidski tvrdi da naučnici širom svijeta rade na povećanju obima proizvodnje silicijuma, jer je solarna energija jeftina, ekološki prihvatljiva i beskrajna u poređenju sa naftom, gasom i ugljem. . Khachik Baghdasaryan: Prema procjeni mnogih naučnika, do kraja 21. vijeka do 80% svjetske električne energije proizvodit će se iz solarne energije ili energije vjetra. A silicij je u prvom slučaju nezamjenjiv materijal.
Istina, "nuklearni" lobi u Rusiji to ne zanima, pa stoga, ako je svjetski pokret ka sigurnim i ekološki prihvatljivim metodama proizvodnje električne energije već odavno očigledan, imamo suprotne procese.
OLESYA DEINEGA, DMITRY TIKHOMIROV

TERENSKE STUDIJE Nešto o dijamantima Najskuplji prirodni kamen je dijamant, koji se trenutno kopa u 26 zemalja (najveće su Rusija, Bocvana i Južna Afrika). U svijetu se godišnje iskopa u prosjeku 100-110 miliona karata (20 tona) dijamanata. Njihova visoka cijena (55 dolara po karatu) objašnjava se ne samo karakteristikama kamenja, već i stepenom monopolizacije u trgovini: kao što je poznato, korporacija De Beers kontrolira 70-80% prirodnih dijamanata koji se isporučuju na tržište. Prema podacima Ministarstva finansija, obim proizvodnje dijamanata u Rusiji u prvoj polovini 2005. iznosio je 17,7 miliona karata po prosječnoj cijeni od 51 dolar po karatu. Izvoz neobrađenih prirodnih dijamanata sa teritorije Ruske Federacije u periodu januar-septembar 2005. godine iznosio je 23,6 miliona karata, od čega je udio dragih dijamanata iznosio 20-25%. Najvećim nakitnim dijamantom na svijetu smatra se "Cullinan", koji ima masu od 3106 karata (621,2 g), pronađen je 1905. godine u Transvaalu (Južna Afrika). Potom je od njega napravljeno devet velikih dijamanata (najveći je "Afrička zvijezda", 530,2 karata) i 96 malih, a 66% početne mase kristala izgubljeno je tokom procesa rezanja. Dijamanti (brušeni dijamanti) se ocjenjuju prema četiri glavna kriterija (tzv. četiri "C" sistem): boja (boja), prozirnost (bistrina), brušenje i proporcije (rezano), težina karata (karatna težina). Najvredniji su dijamanti koji imaju takozvanu visoku boju, tj. bezbojan, ali prisustvo čak i blage nijanse žute, smeđe ili zelene može ozbiljno umanjiti vrijednost kamena. Za bezbojne dijamante, najcjenjeniji je okrugli rez (u ovom slučaju imaju 57 faseta), što vam omogućava da maksimalno istaknete sjaj i igru ​​kamena. PREDRASUDE Tajna moć kamenja Od pamtivijeka, drago kamenje je služilo kao ukrasi i talismani. Na primjer, Egipćani su voljno nosili nakit od smaragda, tirkiza, ametista i gorskog kristala. Rimljani su iznad svega cijenili dijamante i safire. Često je kamen označavao profesiju svog vlasnika. Mornari su vjerovali da smaragd štiti od opasnosti na dugim putovanjima, umjetnike inspiriran turmalinom, ametist štiti svećenike od iskušenja. Vjeruje se da samo kamen koji je doniran ili naslijeđen može biti talisman. Vjerovanje u ljekovitost dragog kamenja također je bilo široko rasprostranjeno. U srednjem vijeku zlatar je morao biti ne samo zanatlija i trgovac, već i ljekar, koji je mogao podići kamen za liječenje u slučaju bolesti. Astrolozi su tvrdili da svaki dragulj pripada određenom horoskopskom znaku i da ljudi treba da nose samo kamenje svog znaka. Nošenje kamena koji ne odgovara znaku zodijaka pod kojim je rođen njegov vlasnik loše utiče na sudbinu. Ovnovi treba da nose dijamante, Bik - safiri, Rakovi i Jarčevi treba da dobiju prsten sa smaragdom za sreću, ali astrolozi preporučuju da Ribe odbiju da nose kamenje - može da ih povuče na dno.

Umjetno kamenje je odavno steklo popularnost u nakitu. Zaista, za draguljara vrijednost kamena nije određena samo njegovom oskudicom u prirodi. Brojne druge karakteristike igraju važnu ulogu:

• boja;
• prelamanje svjetlosti;
• snaga;
• težina u karatima;
• veličina i oblik rubova itd.

Najskuplji umjetni dragi kamen Fianit (sinonimi: daimonsquay, dzhevalit, cirkonijska kocka, shelby). Cijena mu je niska - manje od 10 dolara po 1 karatu (0,2 grama). Ali vrijedi napomenuti da s povećanjem karata cijena raste eksponencijalno. Na primjer, dijamant od 10 karata košta 100 puta više od dijamanta od 1 karata.

Kristali umjetnog dragog kamenja mogu se uzgajati kod kuće. Većina ovih eksperimenata ne zahtijeva posebnu pripremu, ne morate opremiti kemijski laboratorij, pa čak ni kupiti posebne reagense.

Da biste stekli iskustvo u uzgoju kristala, počnite s malim. Podijelit ćemo vam tehniku ​​uzgoja prekrasnih kristala iz svega što možete pronaći u vlastitoj kuhinji. Dodatna oprema vam uopšte nije potrebna, jer sve što vam treba je sigurno na policama. Također ćemo razmotriti tehnologiju uzgoja umjetnih rubina kod kuće!

Kako sintetički uzgojiti kristale rubina?

Uzgoj kristala rubina može biti čak i opcija za kućni biznis. Uostalom, lijepo sintetičko kamenje već je danas u velikoj potražnji među kupcima, pa ako projekt bude uspješan, može vam donijeti dobar profit. Sintetički uzgojeno kamenje koriste zlatari, a također se široko koristi u inženjerstvu.

Kristali rubina mogu se uzgajati prema standardnoj metodi, odabirom pravih soli. Ali to neće biti tako efikasno kao u slučaju soli ili šećera, dok je proces rasta mnogo duži. Da, kvaliteta je upitna. Na kraju krajeva, prirodni rubin na Mohsovoj skali tvrdoće je drugi nakon dijamanta, zauzimajući časno 9. mjesto. Naravno, kada je u pitanju posao, u većini slučajeva koriste drugačiji metod, razvijen prije više od 100 godina u Francuskoj.

Trebat će vam poseban aparat nazvan po izumitelju ove metode, odnosno Verneuil aparat. Uz to možete uzgojiti kristale rubina do 20-30 karata za samo nekoliko sati.

Iako tehnologija ostaje otprilike ista. Sol aluminijum-dioksida sa primesom hrom-oksida stavlja se u akumulator kiseonik-vodikovog plamenika. Otapamo smjesu, gledajući kako rubin zapravo raste "pred našim očima".

U zavisnosti od sastava soli koji ste odabrali, možete podesiti boju kristala, dobijajući veštačke smaragde, topaze i potpuno prozirno kamenje.

Rad sa uređajem će zahtijevati vašu pažnju i određeno iskustvo, ali ćete u budućnosti dobiti priliku da uzgajate kristale koji fasciniraju svojom ljepotom, prozirnošću i igrom boja. U budućnosti su takva remek-djela pogodna za rezanje i poliranje, odnosno mogu se koristiti za namjeravanu svrhu.

Vrijedi napomenuti da umjetno uzgojeni kristali nisu dragulji, pa čak i ako se odlučite upustiti u posao njihovog uzgoja, to vam neće zahtijevati dodatnu licencu.

Dizajn uređaja je jednostavan, lako ga možete učiniti sami. Ali na internetu već ima dovoljno majstora koji nude crteže originalne instalacije, kao i njene poboljšane verzije.

Komplet za uzgoj kristala rubina kod kuće

Sam princip tehnologije proizvodnje rubina je prilično jednostavan i shematski je prikazan ispod na slici:

Razumijevajući princip rada, nijedan uređaj više ne izgleda tako kompliciran. Jedan od uzoraka crteža Verneuil aparata:

Koristeći ovu tehnologiju, možete uzgajati i drugo skupo umjetno kamenje, kao što je Blue Topaz, itd.

Uzgoj kristala soli kod kuće

Najlakši i najpristupačniji eksperiment koji možete napraviti je stvaranje prekrasnih kristala soli. Za ovo će vam trebati nekoliko stavki:

1. Obična kamena so.
2. Voda. Važno je da sama voda sadrži što je moguće manje vlastitih soli, i to po mogućnosti destilovanu.
3. Posuda u kojoj će se eksperiment provoditi (bilo koja staklenka, čaša, tiganj će poslužiti).

U posudu ulijte toplu vodu (njihova temperatura je oko 50 ° C). Posolite vodu i promiješajte. Nakon rastvaranja ponovo dodati. Ponavljamo postupak dok se sol ne prestane otapati, slijegajući na dno posude. To sugerira da je fiziološki rastvor postao zasićen, što nam je i bilo potrebno. Važno je da tokom pripreme rastvora njegova temperatura ostane konstantna, da se ne ohladi, tako da možemo stvoriti zasićeniji rastvor.

Zasićeni rastvor sipajte u čistu teglu, odvajajući se od taloga. Odaberemo poseban kristal soli, a zatim ga stavimo u posudu (možete ga objesiti na konac). Eksperiment je završen. Nakon nekoliko dana, moći ćete vidjeti kako je vaš kristal porastao u veličini.

Uzgoj kristala šećera kod kuće

Tehnologija dobijanja kristala šećera slična je prethodnoj metodi. Pamučnu vrpcu možete spustiti u otopinu, tada će na njoj izrasti kristali šećera. Ako je proces rasta kristala postao sporiji, onda se koncentracija šećera u otopini smanjila. Ponovo dodajte šećer, a zatim će se proces nastaviti.

Napomena: ako u otopinu dodate boju za hranu, kristali će postati višebojni.

Možete uzgajati kristale šećera na štapićima. Za ovo će vam trebati:

• gotovi šećerni sirup, pripremljen slično kao zasićeni fiziološki rastvor;
• Drveni štapići;
• malo granuliranog šećera;
• prehrambene boje (ako želite šarene bombone).

Sve se dešava vrlo jednostavno. Drveni štapić umočiti u sirup i uvaljati u granulirani šećer. Što se više zrna zalijepi, to će rezultat biti ljepši. Pustite štapiće da se dobro osuše i onda samo pređite na drugu fazu.

Zasićeni vrući šećerni sirup sipajte u čašu, tamo stavite pripremljeni štapić. Ako pripremate raznobojne kristale, u vrući gotov sirup dodajte prehrambenu boju.

Pazite da štap ne dodiruje zidove i dno, inače će rezultat biti ružan. Štap možete popraviti listom papira tako što ćete ga staviti na vrh. Papir će služiti i kao poklopac za posudu, koji neće dozvoliti da bilo kakve strane čestice uđu u vaš rastvor.

Za otprilike nedelju dana imaćete divne šećerne lizalice. Oni mogu ukrasiti svaku čajanku, oduševljavajući ne samo djecu, već i odrasle!

Uzgoj kristala iz bakrenog sulfata kod kuće

Kristali od bakar-sulfata dobijaju se zanimljivog oblika, a imaju bogatu plavu boju. Vrijedno je zapamtiti da je bakar sulfat kemijski aktivan spoj, tako da kristale iz njega ne treba kušati, a pri radu s materijalom treba biti oprezan. Iz istog razloga, u ovom slučaju je prikladna samo destilovana voda. Važno je da bude hemijski neutralan. Budite oprezni i oprezni pri rukovanju plavim vitriolom.

U ovom slučaju, rast kristala iz vitriola događa se zapravo prema istoj shemi kao i prethodni slučajevi.

Prilikom postavljanja glavnog kristala za rast u otopinu, morate paziti da ne dođe u kontakt sa zidovima posude. I ne zaboravite pratiti zasićenost otopine.

Ako ste svoj kristal stavili na dno posude, onda treba paziti da ne dodiruje druge kristale. U ovom slučaju, oni će rasti zajedno, a umjesto jednog prekrasnog velikog uzorka, dobit ćete masu nejasnog oblika.

Koristan savjet! Možete samostalno podesiti veličinu lica vašeg kristala. Ako želite da neke od njih sporije rastu, možete ih podmazati vazelinom ili mašću. A radi sigurnosti nebeskoplavog zgodnog muškarca, rubove možete obraditi prozirnim lakom.

Postoje 3 kategorije težine dijamanata:

1. Mala. Težina 0,29 karata
2. Prosjek. Težina od 0,3 do 0,99 karata
3. Veliko. Dijamanti preko 1 karata.

Kamenje težine 6 karata ili više prima se na popularne aukcije. Kamenje težine više od 25 karata ima svoja imena. Na primjer: "Winston" dijamant (62,05 karata) ili "De Beers" (234,5 karata) itd.