Як створити дорогоцінний камінь у домашніх умовах. Вирощування кристалів - чудова можливість розбагатіти! Вирощування кристалів із мідного купоросу в домашніх умовах

10.04.2019

Технологія виробництва синтетичних сапфірів, рубінів та корундів

Монокристали пластинчастого сапфіру (безбарвного корунду) вирощують розплавними методами, що дозволяє отримати кристали вагою до кількох кілограм. Монокристали синтетичного сапфіру вирощуються з окису алюмінію витягуванням формоутворювачами заданого профілю методом Степанова. Як безбарвний конструкційний матеріал, пластинчастий сапфір використовується в напівпровідниках та електронній промисловості, тонкоплівковій гібридній та інтегральній мікроелектроніці, світлотехніці, виробництві хімічної апаратури та інших промислових галузях.

Пластини оптично прозорого та безбарвного корунду (сапфіру) сильно варіюються за ціною залежно від наявності не видимих окоммікро-дефектів. Середній розмірпластин складає 170х170 мм та висота 30 мм. Повне формування якісної сировини виробляється приблизно тиждень. Пластина з невидимими оком мікроскопічними дефектами (візуально абсолютно ідеальна) цілком підходить для використання в ювелірній справіяк сировина, але може бути не придатна для потреб тонкої промислової оптики, тому й ціна на сировину сильно варіюватиметься. Те, що ідеально підходить для ювелірної справи та реально за ціною, може виявитися недостатнім для промислових потреб.

На початку зростання кристали сапфіру безбарвні, але потім, у міру накопичення домішок, вони стають трохи рожевими. А якщо рожевий корунд покласти на деякий час під ультрафіолетову (УФ) лампу, то рожевість поступово перетворюється на чудову винну коричневість. За кольором сапфір як винний топаз виходить тільки твердіше.

Пластини монокристалу сапфіру за технологією вирощування нагадують процес заморожування звичайної води та її модифікацій. Якщо це тип "газована вода", буде багато видимих оком міхурів. Якщо це тип "вода з-під крана або відкритого джерела", буде багато прихованих та невидимих оку міхурів, які роблять сапфір непрогідним під час роботи під мікроскопом. Тип "вода з сторонніми домішками" дасть домішки в сапфірі. Ідеальний варіант- тип "вода дистильована без газу та домішок, у вакуумі" - використовується для виготовлення збільшувальних та зменшувальних стекол для пропалювання мікросхем та процесорів сучасних комп'ютерів (фірма "Intel" у США, доповіді на семінарах та симпозіумах 2006-2007 рр. та пізніше). Дуже актуально.

Монокристали синтетичного корунду є модифікацією окису алюмінію, в якій невелика частина іонів алюмінію може бути ізоморфно заміщена іонами групи заліза або іонами міді. Вирощування синтетичних монокристалів широкої гами кольорів (рубінів, сапфірів, топазів, аметистів та ін) здійснюється методом Вернейля. Синтетичні корунди застосовуються в ювелірній, годинниковій промисловості та у приладобудуванні. Відходи корундів використовуються для виробництва високоякісних абразивних та вогнетривких виробів. Апарат Вернейля дозволяє також вирощувати синтетичні шпинелі тощо.

Рубін і сапфір - мінерали, які хоч і розрізняються на вигляд, мають ідентичну кристалічну структуру і властивості, за винятком присутності незначних концентрацій елементів-домішок, що надають їм характерні кольори. Рубін і сапфір складаються здебільшого з окису алюмінію Al2O3, кристалічну форму якої мінералоги називають корундом. Кристали, вирощені методом Вернейля, відомі як Булі, мабуть у зв'язку з тим, що спочатку вони мали округлу форму. Цей термін, введений Годеном і що застосовувався Вернейлем, став звичайним у фахівців вирощування кристалів попри те, що зараз кристали мають циліндричну форму.

Вернейль протягом 2 годин вирощував Булі вагою 2,5-3 г (12-15 карат). Були були округлої формиі деякі з них мали діаметр 5-6 мм. Сьогодні вирощують циліндричні були діаметром 20 мм і довжиною циліндра 50-70 мм і так звані напівбулі (половина циліндра, розрізаного вздовж, з основою 10 х 20 мм). Об'єм такої напівбулі 10 х 20 х 60-70 мм становить 10-11 куб. див і вага відповідно 40-45 грам. У каратах поки що ця сировина не вимірюється (але можна легко перерахувати - маса 200-250 карат).

Монокристалічні прозорі були та стрижні штучного корунду (синтетичні рубіни та сапфіри) отримують плавленням та рекристалізацією глинозему (оксиду алюмінію) у киснево-водневому полум'ї. Булі можуть бути додатково пофарбовані: домішками іонів Cr (хрому, до 2%) - у червоний, V (ванадію) - у сірувато-зелений при денному світлі та фіолетовий при штучному освітленні, Mn (марганцю) - у жовтувато-рожевий, Ni ( нікелю) - у жовтий, Ti (титану) - у рожево-фіолетовий кольори. При ограновуванні синтетичних корундів під різними назвами (сапфір, рубін, топаз, олександрит, аметист) вони використовуються в ювелірній справі; червоні корунди - рубіни - як опорні камені для механічного годинниката інших точних приладів, а стрижні – в оптичних генераторах (лазерах). Щільність синтетичних корундів становить 4 г/куб.см, твердість становить 9 для фарбованих корундів і 9.25 у муасоніту (твердість алмазу становить 10 за шкалою Моосу). Кристалічна структура корунду складена атомами Al (алюмінію), оточеними 6 атомами O (кисню), які утворюють щільну гексагональну упаковку. Корунд також характеризують високу хімічну стійкість і високу температуру плавлення (2020-2050 град. С, відноситься до вогнетрив).

В Інституті кристалографії АН СРСР ім. А. В. Шубнікова були розроблені методи синтезу корундів, за допомогою яких отримують кристали корундів самої різної форми. Цей спосіб дозволяє вирощувати кристали лейкосапфіру у вигляді пластин великих розмірів з певною заданою кристалографічної орієнтацією. Молібденовий контейнер, заповнений вихідним матеріалом, міститься у вакуумну піч, де його нагрівають до температури понад 2000 o С. Оксид алюмінію розплавляється. Контейнер з розплавом повільно переміщається в зони з нижчою температурою і при зниженні температури до певного значення розплав кристалізується. Для спрямованої кристалізації в розплав вводиться затравний кристал. Весь процес автоматизовано.

У промислових масштабах штучні корундові матеріали отримують в результаті плавлення бокситу в електропечах з відновником (залізною тирсою). Вони також використовуються як абразиви; методами порошкової металургії з них виготовляють різці для механічної обробкиметалів при високій температурі. Вони не придатні для ювелірної промисловості (для гранення як вставки).

Виявляється, що зараз підробляють не тільки натуральне природне каміння. Оскільки після розпаду СРСР ціни на синтетичну корундову сировину стали досить високі, ціни на синтетичні корунди, сапфіри та рубіни теж виявляються не копійчаними. На фото праворуч типовий зразок підробки синтетичних монокристалів корунду(Синтетичних рубінів та сапфірів). Досить яскраві кольориі характерна голтівка (форма, що нагадує окату гальку). Начебто й схоже на корунд, і дорого може продаватися, але вирощений не Вернелевським способом.

Якщо в когось ще збереглися синтетичні рубіни радянського огранювання (камені виробництва СРСР) в ювелірних виробах - не поспішайте їх позбуватися. У Вас зразок чудового машинного огранювання каменю та рідкісний зразок цінного синтетичного корунду. Тепер їх просто так уже у ювелірному магазині не купиш. Сьогодні ціни на ограновані синтетичні корунди, рубіни та сапфіри для ювелірних виробів у багато разів перевищують ціни на традиційні безбарвні та пофарбовані фіаніти (синтетичні кубічні циркони), хоча вони і помітно дешевші за ціни на природну сировину і натуральні дорогоцінні камені групи корундів.

Технологічні особливості виробництва корундів

Метод Огюсту Вернейля.Рік народження промислового синтетичного рубіну – 1905. Технологія Вернейля полягала у застосуванні вертикального пальника з подачею порошку глинозему в полум'я через потік кисню. Порошок струшується у потоці газу під дією вібратора електричним приводом. Використання газонепроникного гумового сальника дозволяє передавати поштовхи вібратора до судини, що містить глиноземний порошок, без витоку кисню. У холодній частині полум'я поміщений керамічний штифт, на якому збираються краплі рідкого глинозему, що утворюються при плавленні порошку, що прокидається через гарячу зону полум'я.

Полум'я оточується керамічним щитом, що грає роль ізолятора і захищає Булю, що росте, від протягів. Цей муфель забезпечений оглядовим вікном, яке в оригінальному апараті Вернейля зашпаровувалося слюдою. Надмірне нагрівання верхньої частини апарату за рахунок потоку тепла з гарячої зони запобігається застосуванням водяного охолодження.

В початковій стадіїБули порошок, потрапляючи на штифт, твердне і утворює конус з матеріалу відносно невисокої щільності. Надалі конус переміщають у гарячу зону полум'я, де його вершина починає плавитися. У цей час утворюється кілька кристалів, але з них спрямований у бік максимальної швидкості зростання. Він пригнічує зростання інших кристалів і служить затравкою для Булі, що розвивається. На ранній стадіїзростання надзвичайно важливо майстерність оператора, оскільки під час селекції кристалів може знадобитися регулювання температури полум'я або швидкості подачі порошку.

Після того, як у центральній частині почнеться переважаючий ріст одного кристала, щоб збільшити діаметр Булі, підвищують швидкість подачі порошку живлення і поступово збільшують температуру полум'я регулюванням швидкості потоку кисню. Верхня поверхняБулі стає округлою, і на неї подають свіжі порції глинозему у вигляді крапель розплаву, що падають. Далі підставку зі штивтом опускають зі швидкістю, що відповідає швидкості зростання Булі. Найбільш важливою умовою для вирощування кристалів високої якостіє рівномірна подача порошку, тому великі зусилля витрачаються на приготування живильного матеріалу з тим, щоб він мав хорошу сипкість.

Якщо порошок занадто грубий, використання великих холодних частинок може викликати затвердіння тонкого розплавленого шару. Тоді зароджується багато дрібних кристалів, і Буля втрачає структуру монокристалу. Застосування дуже дрібного порошку пов'язане з небезпекою випаровування глинозему в полум'ї. Оптимальні розміричастинок лежать у субмікронному інтервалі (менше тисячних часток міліметра – 20 мкм). Частинки повинні мати правильну форму, тому що тільки в цьому випадку вони однаково реагують на дію вібратора (і рівномірно сипляться). Вернейль отримував глинозем з амонієвих галунів, що містять близько 2,5% домішки хромових галунів (виходили класичні були червоного кольору). Порошок такого складу нагрівався до розкладання галунів та утворення оксидів, які подрібнювалися та просіювалися через дротяне сито для селекції частинок необхідного розміру.

Метод Чохральського(Метод витягування з розплаву) полягає в наступному: розплав речовини, з якого передбачається кристалізувати камені, поміщають у вогнетривкий тигель з тугоплавкого металу - платини, родію, іридію, молібдену або вольфраму - і нагрівають у високочастотному індукторі вище точки плавлення. У розплав на витяжному валу опускають травлення з матеріалу майбутнього кристала, і на ній нарощується синтетичний матеріал до потрібної товщини. Вал із затравкою поступово піднімають вгору зі швидкістю 1-50 мм/год з одночасним обертанням із частотою 30-150 об -1 . Обертають вал, щоб вирівняти температуру розплаву та забезпечити рівномірний розподіл домішок. Діаметр кристалів до 50 мм, довжина до 1 м. Методом Чохральського вирощують штучний гранат, а також корунд, шпинель, хризоберил, ніобат літію та ін.

З'явилося велике число наукових працьз вирощування корунду та шпинелі методом плавлення в полум'ї(Метод зонної плавки). У процесі вирощування кристалів цим методом за допомогою нагрівального механізму розплавляється невелика область - зона, а потім нагрівач переміщається вздовж зразка, у зв'язку з чим відбувається послідовне зростання монокристалу. Існують два варіанти цього методу: у методі горизонтальної спрямованої кристалізації використовується довгий вузький човен (отримані кристали мають форму пластин розміром 220х100Х20 мм і більше в залежності від величини човника), у вертикальному варіанті - плаваюча зона - застосовується спечений стрижень (буля), що закріплюється у верхній та нижній частинах.

Головна увага приділяється співвідношенню між дефектами в кристалах і умовами, за яких вирощується Буля. Основне недосконалість цього методу вирощування кристалів полягає в наявності ступінчастого градієнта температур між гарячою областю полум'я, де розташовується розплавлена вершина Булі, і холоднішою нижньою частиною. Різка зміна температури вздовж осі Булі створює сильну напругу в кристалі і при витягуванні з печі Булі часто розтріскуються (вздовж циліндра) з утворенням двох напівциліндричних фрагментів (напівбулів). Для потреб ювелірної промисловості під огранювання такі напівбулі цілком підходять.

Технологічні особливості виробництва зірчастих сапфірів (астерікси)

У 1947 р. відділення "Лінді" компанії "Юніон карбайд корпорейшн" в Іст-Чикаго за допомогою методу Вернейля почало виробляти зіркові сапфіри та рубіни. У 1949 р. цей метод було запатентовано. Зіркові камені отримали назву за свій незвичайний виглядякщо розглядати кристал уздовж його головної осі. Шість блискучих смуг радіально розходяться від центру кристала так, що створюється вражаюча картина, що відповідає символічному зображенню зірки або зірочки. Виходять дуже яскраві зоряні камені, що відсутні в природі.

Таке явище в корунді викликається присутністю тонких голок рутила - титанату алюмінію (Al2TiO5), які витягнуті в смужки, що розташовуються відповідно до симетрії кристалічної структури під кутом 60 o відносно один одного. Це досягається додаванням у порошок глинозему. невеликих кількостейрутила. У процесі формування були рутил розчиняється в розплавленому шарі глинозему, але при охолодженні після кристалізації були виділяються у формі голочок, але в основному вже у вигляді Al2TiO5, що утворюється в результаті взаємодії рутила та глинозему. Відповідно до патенту "Лінде" найкращі результати досягаються при додаванні в порошок від 0,1% до 0,3% рутила і при подальшому відпалу були при 1100-1500 o протягом декількох годин для виділення голок Al2TiO5. Зоряне каміння зазвичай виготовляються у вигляді досить опуклих кабошонів, у цьому випадку вони найбільш ефектні.

Основна складність при виготовленні зоряного каміння - досягти рівномірного розподілу голочок Al2TiO5 для того, щоб зірка займала всю ширину каменю. Фахівці з фірми "Лінде" виявили, що найкращі результати досягаються зміною швидкості потоку кисню, що призводить до періодичних варіацій температури. Найзручніше це робити за допомогою клапана, що частково перекриває подачу кисню. Було виявлено, що ця процедура призводить до періодичної зміни розподілу голок. Якщо при низькій швидкості потоку кисню голочки розподіляються по всій ширині були, то висока швидкість потоку сприяє їх кристалізації тільки в периферичній частині.

Найбільш ефектно зірковий малюнок проявляється, коли товщина шарів, що чергуються, становить 1 мм. Ця процедура демонструє одну з головних переваг штучного дорогоцінного каміння перед природними: фахівець, який вирощує кристали, контролює умови виготовлення матеріалу і може змінювати їх для досягнення найкращого результату. Любителі природних кристалів допускають можливість певної обробки каміння з метою поліпшення їх зовнішності, наприклад нагрівання циркону, але вони не мають можливості контролювати умови, за яких спочатку росли кристали. Тільки в окремих випадках природний зоряний камінь може у суто зоровому сприйнятті конкурувати зі своїми рукотворним двійником.

Фірма "Лінде" виготовляє зоряне каміння та іншим способом, коли попередньо відшліфований кабошон з каменю, синтезованого без добавок рутила, занурюється в розплав рутила, щоб утворився дуже тонкий шарголочок. Лише після цього проводиться остаточне полірування. Такі камені відрізняються від звичайних зоряних каменів більшою прозорістю, але не продаються в широких масштабах.

Крім рубіну та сапфіру зіркові камені фірми "Лінде" представлені різновидами пурпурного, зеленого, рожевого, жовтого та коричневих квітів, а також димчасто-синього та димчасто-червоного. Оскільки зараз уже минув термін дії первинного патенту, з'явилася низка інших постачальників, наприклад, у Німеччині. Повідомлялося про безбарвний зоряний сапфір. Така конкуренція викликала падіння цін на синтетичні зоряні корунди. Фірма "Лінде" припинила їх виробництво і продала своє обладнання, хоча все ще є у продажу каміння компанії "Елвін" із Нью-Джерсі. Очевидно, нині основним постачальником зоряного каміння, які дуже популярні США, стає фірма " Джева " .

Я вже публікував на цьому сайті три свої ідеї (Вітраж з кольорового скла, Виготовлення мозаїчних панно та столиків, Вирощування мозаїчних панно в інкубаторі). Нова ідея, яку я назвав «Вирощування кристалів рубіну в домашніх умовах» народилася аналогічно ідеї 1404 року в процесі психологічного консультуванняз використанням застосовуваних мною технік розвитку творчого мислення. Саме завдяки цим методикам і народилася у співавторстві з іншим моїм. діловим партнеромця нова ідея. Я не буду докладно розповідати з якими проблемами звернувся до мене хлопець на ім'я Олександр (тепер це не має жодного значення), але результатом нашої спільної роботистало народження цієї ідеї домашнього бізнесу.

На початку мені попалася на очі інформація, що, виявляється, практично все дорогоцінне каміння, яке продається у складі ювелірних прикрасу наших типових ювелірних магазинах, мають штучне походження! Це зовсім не означає, що нас дурять.

Синтетичні дорогоцінні камені за своїм хімічним складом та фізичним властивостямпрактично повністю не відрізняються від натурального каміння. Уся проблема. виявляється в тому, що серед натурального дорогоцінного каміння далеко не всі мають достатню чистоту та інші ювелірні якостіщоб удостоїться честі бути представленими в ювелірних салонах, а в умовах лабораторного або заводського виробництва технологічний процесможна налагодити настільки, що всі вирощені в лабораторії кристали матимуть практично однакові ювелірні характеристики.

Та й у виробництві вони значно дешевші, ніж їхні «колеги» тієї ж якості, здобуті у глибоких та небезпечних для життя робочих шахтах. До того ж родовища певних мінералів не розкидані вдосталь рівномірно по всьому земній кулі, А зосереджені, як правило, у небагатьох місцях.

Далі думка потекла за аналогією з вітражами та мозаїкою. Якщо в Інтернеті я натрапив на пропозиції щодо цих послуг від великих солідних фірм, з солідними виробничими площами та грошовим обігом, то я тоді запитав — чому не можна робити невеликі вітражі (вставки в міжкімнатні двері, настінні світильники тощо) буквально у себе на письмовому столі?

Вивчив технологію, поламав голову, як її можна спростити. домашнього застосування, провів певну кількістьдослідів – і отримав результат!

Аналогічно ми з Олександром почали творчо переробляти ідею вирощування кристалів дорогоцінного каміння в домашніх умовах. Вивчили (на ознайомчому рівні) різні способи, і зупинилися на способі французького вченого Огюста Вернейля, який створив понад 100 років тому оригінальну методику та апаратуру, що дозволяла за 2-3 години вирощувати кристали рубіну масою 20-30 каратів. Це було видатним досягненням науки і техніки не тільки тому, що дало можливість штучно виробляти такий цінний матеріал у необхідних кількостях, але ще й тому, що відкрило перспективи синтезу та вирощування кристалів іншого дорогоцінного каміння.

Успіху О. Вернейля передувала майже піввікова історія досліджень із синтезу рубіну.

Простота та надійність методу Вернейля призвела до швидкої організації промислового виробництвазазначених кристалів спочатку у Франції, а пізніше майже у всіх високорозвинених країнах світу.

На першому малюнку показаний сам принцип дії методу Вернейля (не правда - все виглядає досить просто!), а на другому малюнку - апарат Вернейля.

Апарат Вернейля для вирощування кристалів рубіну в домашніх умовах

Виглядає досить складно, навіть спочатку наводить певний страх - мовляв, мені такий нізащо не зробити! Але це помилкові побоювання. Адже слід ще раз згадати, що винахідник створив свою технологію понад сто років тому!

Природно, що він не мав у розпорядженні тих електричних і механічних «фокусів», які доступні будь-якому домашньому майстру в даний час!

Ось над цією проблемою – як спростити апарат Вернейля за рахунок застосування сучасних електричних вузлів та механізмів широкої доступності та створити «кухонний» варіант апарату – ми й почали працювати.

І нам це вдалось!

За методом Вернейля можна вирощувати кристали не тільки рубіну, а й блакитного, білого (прозорого) та жовтого топазів (а також інші відтінки за бажанням).

Детальний опис «кухонного» варіанта я опубліковую (за згодою Олександра) як основний генератор ідеї і зовсім не побоююся конкуренції з боку тих ентузіастів, які вирішать наслідувати цю ідею. Резон дуже простий: нині штучні дорогоцінні кристаливирощуються в багатьох країнах світу, але варто зайти в ювелірний магазин, то відразу стане очевидним, що ціни, як і раніше, «кусаються». І до насичення ринку, мабуть, ще дуже-дуже далеко. А якщо навіть після прочитання цієї інформації знайдуться кілька тисяч ентузіастів, то зі своїм «домашнім» виробництвом ми всі особливої «погоди» на даному сегменті ринку зробити не можемо. Тому і результати наших досліджень можна публікувати, нічого не побоюючись. Навпаки, якщо виникне в мережі щось на кшталт «Асоціації домашніх кристалорослинців»:-), то для всіх буде ще цікавіше і корисніше, оскільки, як відомо, дві голови — добре, а дві тисячі — можна впевнено припустити — набагато краще. І якісь з цих голів можуть виявитися набагато світлішими, і їхні ідеї допоможуть усім, хто цікавиться, ще більше спростити і вдосконалити апарат, і перетворити його з «кухонного», наприклад, на «тумбочний»:-).

Тепер кілька слів про економічну ефективність проекту. Щоб виростити кристал рубіну масою 20-30 карат (4-6 грамів!), потрібно 3 години і приблизно 3 кВт-години електроенергії. Порахуйте скільки це коштує у вашому регіоні. Думаю. що вийде цифра менше 10 руб. Вартість 6 грамів порошку окису алюмінію та 0,2 грама окису хрому взагалі більше 50 копійок коштувати не може.

Так що якщо ви, шановний читачу, запропонуйте навіть необроблений кристал рубіна зацікавленому ювеліру, то не потрібно мати голову Сороса, щоб зрозуміти, що прибуток від угоди буде дуже солідним. Ну, а якщо хтось із рукодільних чоловіків рубінами та топазами ощасливить власну дружинучи подругу, то психологічні дивіденди від таких «інвестицій» взагалі не піддаються жодному підрахунку! :-).

Ще кілька слів про юридичну законність такого виробництва. Звичайно, належить ще ґрунтовно консультуватися у юристів, але в переглянутому мною законі РФ «Про дорогоцінні метали і дорогоцінні камені» ( остання змінавід 18.07.2005 N 90-ФЗ) сказано дуже конкретно, що об'єктом регулювання цього закону є «дорогоцінне каміння природні алмази, смарагди, рубіни, сапфіри та олександрити, а також природні перлиу сирому (природному) та обробленому вигляді. До дорогоцінного каміння прирівнюються унікальні бурштинові утворення в порядку, що встановлюється Урядом Російської Федерації. Справжній перелік дорогоцінного каміння може бути змінений тільки федеральним законом.». Спеціально виділив слово - "природні". А про синтетичні нічого не сказано.

Так що вирощуйте кристали рубіну у себе вдома спокійно.

За своїми фізичними властивостями і за хімічним складом дорогоцінне каміння, отримане синтетичним шляхом, практично не відрізняється від натуральних. Не всі вироби, що продаються в ювелірних магазинах, містять натуральні камені. І це цілком нормально. Розглянемо, як відкрити свій бізнес на вирощуванні кристалів рубіну в домашніх умовах.

Основна проблема полягає в тому, що велика частина натурального каміння не має всіх необхідних характеристик, щоб красуватися в ювелірній прикрасі. Камені, отримані в заводських або лабораторних умов, мають практично однакові характеристики Крім того, синтетичне виробництвокоштовності коштує дешевше, ніж видобуток натурального в глибоких і небезпечних для життя шахтах.

Вирощування з використанням обмежених солей

Для даного методу підійдуть алюмокалієві галун. Вдома найкраще вирощувати кристали із мідного купоросу. Вони погано ростуть з звичайної солі. А ось мідний купорос і купити легко, і з нього ростуть дуже красиві сині штучні дорогоцінні камені.

1. Готуємо ємність.У ній робитимемо насичений розчин солі. Насипаємо кілька столових ложок солі, заливаємо її водою та розмішуємо. Досипаємо сіль, доки вона не перестане розчинятися. Використовуйте гарячу воду, щоб не помилитись із пропорціями. Є криві розчинності для різних солей. Вони показують, скільки грамів може розчинитися у 100 мл води за певної температури.

Криві розчинності

2. Фільтруємо розчин.Цей крок дуже важливий, особливо якщо ви купуєте мідний купорос у магазині для саду та городу. Якщо розчин буде брудним, кристал виросте із дефектами. Залишаємо розчин на добу, щоб із нього випали зайві кристали. Вони осідають на дні склянки і служать нам затравкою (головним елементом, на якому нарощуватимуться нові).

3. Прив'язуємо кристал до волосіні.Ліску обмотуємо на олівець і вішаємо цей пристрій на склянку з насиченим розчином. З часом вода випаровується, насиченість розчину збільшується. Надлишок речовини, яка не може розчинитись, осідає на наш виріб.

4. Раз на два тижні додаємо в склянку насичений розчин.Навіщо це робити? Згодом вода випаровується і на якомусь моменті зростання її буде недостатньо і зростання припиниться.

Важливо!Розчин, що додається, повинен бути такої ж температури, як і розчин, де росте кристал. Якщо вона буде найвищою, можемо все зіпсувати.

5. Через три місяці виймаємо кристалі висушуємо його серветкою.

6. Покриваємо виріб 1-2 шарами безбарвного лаку для нігтів.Це необхідно, щоб він не висихав і не втрачав свого блиску. Після висихання виріб можна брати руками.

Ось які чудові рубіни можна виростити в домашніх умовах!

Вирощування кристалів рубіну в домашніх умовах є доступним для всіх бажаючих. Для робіт не знадобиться обладнана лабораторія, отримання теоретичних та практичних знаньв галузі мінералогії, купівля спеціальних хімічних реактивів. Все потрібне знайдеться на кухні.

Домашнє експериментування

Починати вирощування рубінів радять із невеликих обсягів. Спочатку набуває досвіду, розуміється весь процес, а потім уже починається безпосередня систематична робота. Синтетичне створення власних рукне поступатиметься в красі та привабливості природним мінералам. Камені мають попит у ювелірів, тому вдалий досвід може принести додатковий дохід, якщо знайти ринок збуту.

Способів вирощування є кілька. Радять спробувати всі варіанти, потім зупинитися на сподобалося.

Штучні дорогоцінні породи, створені людиною, за хімічним змістом та фізичними властивостями не відрізняються від натуральних. Перевага домашніх технологій у тому, що вони дозволяють створити ідеально чисті породи. У природі таке трапляється дуже рідко. Ювелірні якості лабораторних зразків є досить хорошими. Інший плюс мінералу – вартість. Камені дешевші, ніж їхні оригінали, що зароджуються у глибоких шахтах.

Органічні солі

Виростити кристал рубіна легко з різних солей:

мідного купоросу;
алюмокалієві галун;
звичайна сіль.

Найтриваліший процес на основі солі, найкрасивіші зразки одержують із купоросу. Виробництво кристалів рубіну будується за такими етапами:

Підготовка ємності. Вона повинна тримати сіль та насичений водно-сольовий розчин. Беруть гарячу воду. Процес поступовий. Дві столові ложки розводять водою, ретельно перемішують. Потім додається сіль та перемішується. обсипати потрібно доти, доки сіль не перестане розчинятися. Для дотримання пропорцій підказують: таблицю розчинності різних солей в 100 мл води, їх взаємозв'язок з температурою рідини.
Фільтрування розчину. Розчин має бути чистим. Грязевие домішки зіпсують структуру каменю. У ньому буде видно дефекти. Розчин залишається на 24 години. За цей період на дні ємності утворюються кристали. Вони стануть основою рубіну.
Зростання штучного мінералу. До утвореного на дні склянки каменю прив'язується волосінь. Вона намотується на олівець чи дерев'яну паличку. Пристосування встановлюється на ємності. Кристал знаходиться в розчині, у підвішеному стані. Вода має властивість випаровуватися, насичений сольовий розчин виділяє надлишки, які закріплюються на зразку.
Додавання розчину солі. Води завжди потрібна певна кількість, якщо її стане мало, кристал перестане рости. При нормальній кімнатній температурідодавання води відбувається один раз на 2 тижні.

Для отримання рубінів у домашніх умовах доведеться чекати приблизно 3 місяці. Потім камінь звільняють від сольового розчину, просушують м'якою серветкою. Зразок покривають безбарвним лакомдля нігтів у кілька шарів.

Порада досвідчених творців кристалів. Розчин солі має бути тієї ж температури, що й вода в ємності. Кристал росте і при температурі трохи нижче, але високі підйоми розчинів псують і зупиняють зростання.

Апарат для робіт на дому

Для створення рубінів у домашніх умовах буде потрібно апарат, названий на ім'я його автора, – Вернейля. Методика винахідника дозволяє за 3 години виростити рубін вагою 30 карат. Технологія дозволила створювати дорогоцінний матеріал у потрібній кількості. Промислові потужності стали активно впроваджувати розробку Вернейль. Час зробив свої корективи, і сьогодні такий апарат легко збирається вдома. Складові частини приладу:

катетометр;
механізм струшування;
бункер;
пальник;
муфель;
зростаючий кристал;
кристалоутримувач;
механізм опускання кристала.

Апарат використовують для вирощування не лише рубінів. Часто в приладі створюють блакитний топаз, смарагди і каміння з прозорою структурою, що просвічує.

Процес домашнього виробництва:

Через вирву в бункер засипають порошок. Склад порошку – Al2O3, додатковий компонент – Cr2O3.
За допомогою пальника подається полум'я до нижньої частини бункера.
Порошок починає плавитись.
Шари розплавленого порошку – це зростаючий кристал рубіну.

Через механізм опускання штучний мінералпересувається вниз. В апараті можна отримати різні відтінки. Швидкість утворення кристала вища, ніж у ємності. Потрібно всього 3 години, і рубіном можна буде милуватися. Для одного зразка потрібні такі обсяги компонентів:

6 г Al2O3;
0,2 г Cr2O.

Необроблені кристалічні освіти надзвичайні формою. Вони оригінально схожі на природні, але в той же час завжди унікальні.

Робота з апаратом на перший погляд складна і копітка. Насправді прилад, придуманий французьким винахідником понад 100 років тому, не створить особливих проблем. Його збирають із частин, які є в господарстві в практичних людей. Зробити апарат та придбати порошок – основні етапи підготовки.

Економічні розрахунки

Домашні технології завжди дешевші. Можна розрахувати вартість всіх компонентів, витрат і визначити приблизну вартість одержуваних зразків. Що беруть до уваги рубіна:

вартість елементів приладу;
витрати на електроенергію;
ціна придбання порошків для основи кристала.

Навіть приблизні розрахунки покажуть зиск. Ціна всіх складових не складе і 500 рублів. За такі гроші важко купити ювелірний вирібз рубіну гарного виглядуі відмінної якості. Процес не повинен лякати домашніх експериментаторів та законністю. регулюються державою природні мінерали, синтетичні під дію документів не потрапляють Якщо прийнято рішення відкрити невелике провадження, його слід зареєструвати в установленому порядку. Душа буде на місці, робота принесе лише задоволення.

Дорогоцінний камінь, створений самостійно, стане гордістю. Умілець поступово навчиться змінювати відтінки рубінів. Наступним кроком буде творча роботанад отриманими зразками, перетворення їх предмети дизайну інтер'єру та оригінальні прикраси.

Хочу залишити відгук на амулет багатства від баби Ніни: «Ніколи не вірила в амулети чи оберіг. Але проблеми на роботі, брак грошей, борги просто затягли мене у вир. Я не змогла дозволити самотужки. А нещодавно дізналася про монети, які замовляє баба Ніна. Я вирішила придбати. Дивно, але за місяць у мене з'явилася Нова роботаі висока зарплата…читати докладніше

Я вже публікував на цьому сайті три свої ідеї (Вітраж з кольорового скла, Виготовлення мозаїчних панно та столиків, Вирощування мозаїчних панно в інкубаторі). Нова ідея, яку я назвав «Вирощування кристалів рубіну в домашніх умовах» народилася аналогічно ідеї 1404 року у процесі психологічного консультування з використанням застосовуваних мною технік розвитку творчого мислення. Саме завдяки цим методикам і народилася у співавторстві з іншим моїм, тепер уже діловим партнером, ця нова ідея. Я не буду докладно розповідати з якими проблемами звернувся до мене молодий чоловік на ім'я Олександр (тепер це не має жодного значення), але результатом нашої спільної роботи стало народження цієї ідеї домашнього бізнесу.

На початку мені попалася на очі інформація, що, виявляється, практично все дорогоцінне каміння, яке продається у складі ювелірних прикрас у наших типових ювелірних магазинах, мають штучне походження! Це зовсім не означає, що нас дурять.

Синтетичні дорогоцінні камені за своїм хімічним складом та фізичними властивостями практично повністю не відрізняються від натурального каміння. Уся проблема. виявляється в тому, що серед натурального дорогоцінного каміння далеко не всі мають достатню чистоту та інші ювелірні якості, щоб удостоїться честі бути представленими в ювелірних салонах, а в умовах лабораторного або заводського виробництва технологічний процес можна налагодити настільки, що всі вирощені в лабораторії кристали будуть мати Майже однакові ювелірні властивості.

Та й у виробництві вони значно дешевші, ніж їхні «колеги» тієї ж якості, здобуті у глибоких та небезпечних для життя робочих шахтах. До того ж родовища певних мінералів не розкидані удосталь рівномірно по всій земній кулі, а зосереджені, як правило, у небагатьох місцях.

Далі думка потекла за аналогією з вітражами та мозаїкою. Якщо в Інтернеті я натрапив на пропозиції з цих послуг від великих солідних фірм, з солідними виробничими площами та грошовим обігом, то я тоді запитав - чому не можна робити невеликі вітражі (вставки в міжкімнатні двері, настінні світильники тощо) буквально у себе на письмовому столі?

Вивчив технологію, поламав голову, як її можна спростити для домашнього застосування, провів певну кількість дослідів – та отримав результат!

Аналогічно ми з Олександром почали творчо переробляти ідею вирощування кристалів дорогоцінного каміння в домашніх умовах. Вивчили (на ознайомлювальному рівні) різні способи, і зупинилися на способі французького вченого Огюста Вернейля, який створив понад 100 років тому оригінальну методику та апаратуру, що дозволяла за 2-3 години вирощувати кристали рубіну масою 20-30 каратів. Це було видатним досягненням науки і техніки не тільки тому, що дало можливість штучно виробляти такий цінний матеріал у необхідних кількостях, але ще й тому, що відкрило перспективи синтезу та вирощування кристалів іншого дорогоцінного каміння.

Успіху О. Вернейля передувала майже піввікова історія досліджень із синтезу рубіну.

Простота і надійність способу Вернейля призвела до швидкої організації промислового виробництва зазначених кристалів спочатку у Франції, а пізніше майже у всіх високорозвинених країнах світу.

На першому малюнку показаний сам принцип дії методу Вернейля (чи не правда – виглядає все досить просто!), а на другому малюнку – апарат Вернейля.

Апарат Вернейля для вирощування кристалів рубіну в домашніх умовах

Виглядає досить складно, навіть спочатку наводить певний страх – мовляв, мені такий нізащо не зробити! Але це – помилкові побоювання. Адже слід ще раз згадати, що винахідник створив свою технологію понад сто років тому!

І нам це вдалось!