Выращивание кристаллов настоящего рубина в домашних условиях

Ограненный рубин

Рубин

— минерал, Аl2O3, разновидность корунда красного цвета, прозрачный или полупрозрачный, также замутненный до непрозрачного, просвечивающего в краях. Устаревшие названия — «лал», «красный яхонт». Красную окраску придаёт примесь хрома. Красные корунды называются рубинами, синие — сапфирами. «Звёздчатые» разновидности рубина и сапфира с хорошо выраженным эффектом астеризма обрабатываются в виде кабошона.

1. Структура
2. Свойства
3. Морфология
4. Происхождение
5. Применение
6. Классификация
7. Физические свойства
8. Оптические свойства
9. Кристаллографические свойства

Смотрите так же:

Рубин

— цена и лечебные, магические свойства

Физические свойства и структура алмаза

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура рубина

Кристаллическая структура Аl2O3 изображена на рисунке в виде групп Аl2O3 по углам двух ромбоэдров, слагающих элементарную ячейку. Несмотря на кажущуюся сложность, она имеет довольно простую структурную схему. Ионы кислорода находятся в плотнейшей гексагональной упаковке и располагаются листами перпендикулярно тройной оси, наложенными один на другой. Катионы Аl располагаются между двумя такими листами в виде гексагонов (с незаселенным центром), заполняя две трети октаэдрических пустот (т. е. пустот между шестью анионами кислорода, три из которых принадлежат одному, а три других, повернутых относительно первых на 180°, — другому листу ионов кислорода). При этом группы каждых трех ионов кислорода образуют общую грань для двух смежных октаэдров в соседних листах. Характерно, что кислородные листы наложены друг на друга таким образом, что в каждой колонке из октаэдров также чередуются два заселенных с одним незаселенным, причем пары заселенных октаэдров по вертикали образуют винтовые тройные оси.

Выращивание кристаллов рубина в домашних условиях по методу Вернейля

Автор идеи: Михаил Бабин E-mail Сайт: https://rubin-bmm.narod.ru

Я уже публиковал на этом сайте три своих идеи (Витраж из цветного стекла, Изготовление мозаичных панно и столиков, Выращивание мозаичных панно в инкубаторе). Новая идея, которую я назвал «Выращивание кристаллов рубина в домашних условиях» родилась аналогично идее 1404 в процессе психологического консультирования с использованием применяемых мною техник развития творческого мышления. Именно благодаря этим методикам и родилась в соавторстве с другим моим теперь уже деловым партнером эта новая идея. Я не буду подробно рассказывать с какими проблемами обратился ко мне молодой человек по имени Александр (теперь это не имеет никакого значения), но результатом нашей совместной работы стало рождение этой идеи домашнего бизнеса.

В начале мне попалась на глаза информация, что, оказывается, практически все драгоценные камни, которые продаются в составе ювелирных украшений в наших типовых ювелирных магазинах, имеют искусственное происхождение! Это совсем не значит, что нас обманывают.

Синтетические драгоценные камни по своему химическому составу и физическим свойствам практически полностью неотличимы от натуральных камней. Вся проблема. оказывается в том, что среди натуральных драгоценных камней далеко не все имеют достаточную чистоту и другие ювелирные качества, чтобы удостоится чести быть представленными в ювелирных салонах, а в условиях лабораторного или заводского производства технологический процесс можно отладить настолько, что все выращенные в лаборатории кристаллы будут иметь практически одинаковые ювелирные характеристики.

Да и в производстве они значительно дешевле, чем их «коллеги» того же качества, добытые в глубоких и опасных для жизни рабочих шахтах. К тому же месторождения определенных минералов не разбросаны в изобилии равномерно по всему земному шару, а сосредоточены, как правило, в немногих местах.

Дальше мысль потекла по аналогии с витражами и мозаикой. Если в Интернете я наткнулся на предложения по этим услугам от крупных солидных фирм, с солидными производственными площадями и денежным оборотом, то, задался я тогда вопросом — почему нельзя делать небольшие витражи (вставки в межкомнатные двери, настенные светильники и т.п.) буквально у себя на письменном столе?

Изучил технологию, поломал голову, как ее можно упростить для домашнего применения, провел определенное количество опытов — и получил результат!

Аналогично мы с Александром начали творчески перерабатывать идею выращивания кристаллов драгоценных камней в домашних условиях. Изучили (на ознакомительном уровне) разные способы, и остановились на способе французского ученого Огюста Вернейля, создавшего более 100 лет тому назад оригинальную методику и аппаратуру, позволявшую за 2-3 часа выращивать кристаллы рубина массой 20-30 каратов. Это было выдающимся достижением науки и техники не только потому, что дало возможность искусственно производить такой ценный материал в необходимых количествах, но еще и потому, что открыло перспективы синтеза и выращивания кристаллов других драгоценных камней.

Успеху О. Вернейля предшествовала почти полувековая история исследований по синтезу рубина.

Простота и надежность метода Вернейля привела к быстрой организации промышленного производства указанных кристаллов вначале во Франции, а позднее практически во всех высокоразвитых странах мира.

На первом рисунке показан сам принцип действия метода Вернейля (не правда ли — выглядит все довольно просто!), а на втором рисунке — аппарат Вернейля.

Аппарат Вернейля для выращивания кристаллов рубина в домашних условиях

Выглядит довольно сложно, даже поначалу наводит некоторый страх — мол, мне такой ни за что не сделать! Но это — ложные опасения. Ведь следует еще раз вспомнить, что изобретатель создал свою технологию более 100 лет назад!

Естественно, что у него не было в распоряжении тех электрических и механических «фокусов», которые доступны любому домашнему мастеру в настоящее время!

Вот над этой проблемой — как упростить аппарат Вернейля за счет применения современных электрических узлов и механизмов широкой доступности и создать «кухонный» вариант аппарата — мы и начали работать.

И нам это удалось!

На сайте rubin-bmm.narod.ru опубликована более развернутая информация по нашему «кухонному» варианту аппарата Вернейля.

По методу Вернейля можно выращивать кристаллы не только рубина, но и голубого, белого (прозрачного) и желтого топазов (а также и другие оттенки по желанию).

Подробное описание «кухонного» варианта я опубликовываю (с согласия Александра) как основной генератор идеи и совершенно не опасаюсь конкуренции со стороны тех энтузиастов, которые решат последовать этой идее. Резон очень прост: в настоящее время искусственные драгоценные кристаллы выращиваются во многих странах мира, но стоит зайти в ювелирный магазин, то сразу станет очевидно, что цены по-прежнему «кусаются». И до насыщения рынка, по-видимому, еще очень-очень далеко. А если даже после прочтения этой информации найдутся несколько тысяч энтузиастов, то со своим «домашним» производством мы все особой «погоды» на данном сегменте рынка сделать не можем. Поэтому и результаты наших изысканий можно публиковать, ничего не опасаясь. Наоборот, если возникнет в сети что-то вроде «Ассоциации домашних кристаллорастильцев» :-), то для всех будет еще интереснее и полезнее, поскольку, как известно, две головы — хорошо, а две тысячи — можно уверенно предположить — намного лучше. И какие-то из этих голов могут оказаться намного светлее, и их идеи помогут всем интересующимся еще больше упростить и усовершенствовать аппарат, и превратить его из «кухонного», например, в «тумбочный» :-).

Теперь пару слов об экономической эффективности проекта. Чтобы вырастить кристалл рубина массой 20-30 карат (4-6 граммов!), потребуется 3 часа и примерно 3 кВт-часа электроэнергии. Посчитайте — сколько это стоит в вашем регионе. Думаю. что получится цифра менее 10 руб. Стоимость 6 граммов порошка окиси алюминия и 0,2 грамма окиси хрома вообще больше 50 копеек стоить не может.

Так что если вы, уважаемый читатель, предложите даже необработанный кристалл рубина заинтересованному ювелиру, то не нужно иметь голову Сороса, чтобы понять, что прибыль от сделки будет весьма солидной. Ну, а если кто-то из рукодельных мужчин рубинами и топазами осчастливит собственную жену или подругу, то психологические дивиденды от таких «инвестиций» вообще не поддаются никакому подсчету ! :-).

Еще пару слов о юридической законности такого производства. Конечно, предстоит еще основательно консультироваться у юристов, но в просмотренном мной законе РФ «О ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛАХ И ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЯХ» (последнее изменение от 18.07.2005 N 90-ФЗ) сказано очень конкретно, что объектом регулирования этого закона являются «драгоценные камни — природные алмазы, изумруды, рубины, сапфиры и александриты, а также природный жемчуг в сыром (естественном) и обработанном виде. К драгоценным камням приравниваются уникальные янтарные образования в порядке, устанавливаемом Правительством Российской Федерации. Настоящий перечень драгоценных камней может быть изменен только федеральным законом.». Специально выделил слово – «природные». А про синтетические не сказано ничего.

Так что выращивайте кристаллы рубина у себя дома спокойно.

СВОЙСТВА

Рубин

Тригональная сингония. Твёрдость 9, плотность 3,97 — 4,05, подробнее см. корунд. Красную окраску придаёт содержание примеси хрома в виде ионов Сr3+ (от сотых долей до 2%). Легко узнается по форме кристаллов, штриховке на гранях, часто характерной синевато-серой окраске и высокой твердости. От похожего на него дистена (Al2SiO5) отличается по отсутствию совершенной спайности и по высокой твердости. Рубин от красной шпинели отличим по форме кристаллов, а в неправильных зернах — только под микроскопом. Под паяльной трубкой не плавится. В кислотах не растворяется.

Как отличить рубин от граната визуально по цвету

Обычно за подлинный камень выдают разновидность граната – пироп или альмандин.

При наборе определённых знаний и инструментов выяснить истину будет делом несложным.

Вот несколько советов, как отличить рубин от граната:

• Если есть возможность использовать специальную лупу Хайдингера, то минералы можно разграничить по признаку дихроизма. В статичном поляризованном свете кристаллы корунда поменяют окрас на более тёмный. Это хорошо просматривается при смене угла зрения. Гранаты этим свойством не обладают.
• В ультрафиолетовых лучах определить настоящий рубин ещё легче: он люминесцирует оранжевым сиянием. У пиропов и альмандинов такого свечения не наблюдается.
• Обычная лупа тоже неплохой помощник, лишь бы освещение было качественным. Если пристально посмотреть в таких условиях на кристалл рубина, то отлично различимы иглообразные включения. А у камня в форме кабошона они ещё дают оптический эффект звезды из 6-ти лучей.
• Равномерность природного окраса камней – важная характеристика в их различимости. Природный камень неоднороден, тогда как гранат имеет ровное распределение цвета.
• Прочность рубина очень высокая, его кристаллом можно поцарапать, например, топаз или хрусталь. Тогда как гранат способен «наследить» только лишь на хрустальной поверхности.
• Сверкание рубина сродни бриллиантовому, гранат же обладает мягким маслянистым блеском.

Вот основные признаки, различающие такие похожие с виду, но совершенно разные по минеральной породе самоцветы.

Эти советы вполне применимы не только к гранатовой имитации, но и к другим натуральным камням, которые пытаются выдать за природный рубин.

МОРФОЛОГИЯ

Кольцо с рубином

Встречается в виде бочонкообразных, дипирамидальных и таблитчатых кристаллов псевдогексагонального облика, отдельно вкрапленных зёрен и зернистых агрегатов. Грани призм, дипирамид и пинакоида часто покрыты грубой косой штриховкой. Обычно наблюдаются довольно хорошо образованные бочонковидные, столбчатые, пирамидальные и пластинчатые кристаллы, достигающие иногда больших размеров (до дециметра в поперечнике). Наиболее часто встречаются грани гексагональной призмы {1120}, гексагоналыых дипирамид {2241}, {2243}, ромбоэдра (1011} и пинакоида {0001}. Часто грани призм и дипирамид, а также грани пинакоида бывают покрыты косой штриховкой, а в других случаях наблюдается штриховка в горизонтальном направлении вследствие двойникования по пинакоиду.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Кристаллы рубина, 1,3 см, Россия, Северная Карелия, Лоухский район, Хит-остров

Коренные месторождения — в кристаллических мраморизованных известняках, в плагиоклазитах и слюдитах, развившихся по ультраосновным породам. Иногда встречается в богатых глиноземом и бедных кремнеземом глубинных магматических породах — корундовых сиенитах и анортозитах в ассоциации с полевыми шпатами, изредка в других породах (андезитах, базальтах и др.). Известны также корундсодержащие сиенитовые пегматиты, имеющие промышленное значение. Контактово-метасоматические месторождения корунда образуются в кристаллических известняках по соседству с изверженными породами. Главные месторождения рубинов находятся в Мьянме (Могок), Таиланде, Шри-Ланке (Ратнапура), Афганистане (Джегдалек), Кении и Танзании (верховья р. Умба). Основную массу драгоценных разновидностей находят в россыпях. С древнейших времён добывается на Памире вместе с розовой шпинелью (месторождение Кухилал, Таджикистан. В России отмечен на Урале (Рай-Из, Пол. Урал; Мурзинка,Ср. Урал и др.)

ПРИМЕНЕНИЕ

Кольцо с рубином

Драгоценный камень I категории, используется в дорогих ювелирных изделиях. Качественные экземпляры ценятся дороже алмаза. Красные корунды называются рубинами, синие — сапфирами. Светлоокрашенные сапфиры или бесцветный корунд ювелирного качества носит название Лейкосапфир. «Звёздчатые» или замутненные разновидности рубина и сапфира с хорошо выраженным эффектом астеризма обрабатываются в виде кабошона. Находит широкое применение также в приборостроении, лазерных технологиях (используются в основном искусственные рубины). Лазерное излучение рубина в красной области спектра связано с квантовыми переходами между уровнями энергии иона Сr3+, а с переходами между спиновыми подуровнями — действие рубина как квантового усилителя радиоволн (мазера). В настоящее время в больших количествах производится искусственным путем (способ искусственного получения рубинов был изобретен в 1835г.)

Рубин (англ. Ruby) — Аl2O3

Как вырастить искусственный рубин

Выращивание синтетических камней может превратиться из увлекательного хобби в настоящую идею домашнего бизнеса. Есть известный многим способ, как сделать рубин, используя различные соли или даже сахар. Процесс займет довольно длительный по времени период, а качество получившегося кристалла многих в итоге не удовлетворяет.

Чтобы наладить домашнее производство рубинов следует приобрести специальный аппарат Вернейля. Этот ученый первым сделал камень, напоминающий по составу и качеству настоящий самоцвет. Буквально на глазах вырастает рубин размером до 30 карат, который поражает красотой и привлекательностью.

Технология довольно проста и по силам каждому, кто хочет заниматься этим делом.

• В накопитель системы помещается соль двуокиси алюминия, в которой есть примесь оксида хрома.
• Кислородно-водородная горелка расплавляет смесь.
• Кристалл «вырастает» буквально на глазах.

Цвет получившего камня можно регулировать самостоятельно, подбирая различные соли. Такая работа требует внимательности и последовательности. Полученные кристаллы прекрасно поддаются дальнейшей обработке и шлифовке. Они получаются очень красивыми, прозрачными. Их с удовольствием покупают ювелиры для создания различных украшений, мастера, которые делают интересные композиции, поделки.

Полученные синтетические рубины, конечно же, не являются драгоценностями. У профессионалов есть простые способы, как проверить подлинность материала, но даже при визуальном осмотре они видят характеристики, присущие синтетическому аналогу.

Если вы приняли решение заниматься выращиванием кристаллов и продавать их в дальнейшем, такую деятельность следует лицензировать, руководствуясь нормами законодательства.

Как вырастить рубины из сахара

Из небольших кристаллов сахара тоже можно вырастить достойные аналоги дорогостоящему рубину. Раствор нужно сделать по такой же технологии, как и с солью. Далее в состав опустить жгут из ваты и дождаться, пока кристаллики начнут формироваться на нем.

Обратите внимание, что активный рост будущего рубина может существенно замедлиться. Это говорит о том, что концентрация сахара в растворе начала снижаться. Чтобы восстановить процесс роста, добавьте еще немного сахара в воду.

Можете поэкспериментировать с оттенками выращиваемых камней. Для этого добавляйте в растворы пищевые красители.

Чтобы кристалл смотрелся еще более эффектно, возьмите вместо нитки или ватного жгута деревянную палочку.

1. Приготовьте сироп необходимой консистенции и температуры 50 градусов.
2. Обмакните в нем деревянную палочку и хорошо обваляйте ее в сахаре. Постарайтесь, чтобы на поверхности осталось как можно больше сладких крупинок, от этого и зависит конечный результат.
3. Готовый сироп вылейте в чистую емкость (лучше возьмите стеклянный стакан).
4. Добавьте пищевой краситель желаемого оттенка в нужном количестве.
5. Поставьте в стакан палочку, проследите, чтобы она не касалась стенок емкости, иначе кристалл получится некрасивым. Для дополнительной фиксации воспользуйтесь листом бумаги, надевая его сверху на палочку.
6. Оставьте заготовку примерно на 7 дней. Следите, чтобы рост кристалла не замедлялся. Через неделю у вас будут яркие кристаллики, которые можно использовать даже в качестве десерта, ведь никаких посторонних добавок в них нет.

Такой эксперимент, конечно же, вряд ли станет идеей для бизнеса, но в рабочий процесс можно вовлечь детей. Им очень понравится выращивать яркие рубиновые леденцы на палочке для себя и своих друзей. Из готовых кристалликов можете делать различные поделки, не ограничивая свое творческое воображение.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Характеристики рубина

Методы определения подлинности камня основаны на знании его физических свойств:

• Высокая прочность. Минерал принадлежит к магмовым породам, твердость — 9 по Моосу — чуть ниже, чем у алмаза. На этом камне невозможно оставить царапины. Даже при ударе о твердую поверхность (стекло или любой металл) минерал не расколется.
• По принятой шкале плотности магмовая группа принадлежит к 9 из 10 подгрупп. Это означает, что его довольно легко обрабатывать, из-за чего грани самоцвета всегда гладкие и очерченные.
• Настоящий рубин имеет оттенок от нежно-розового до темно-бордового, часто встречаются экземпляры с переходной расцветкой.
• Если всмотреться в глубину алого камня, можно заметить свечение, обусловленное содержанием хрома.

Есть еще несколько особенностей, которые отличают природный кристалл от искусственных подделок.

• Рубин с эффектом астеризма сложно подделать: внутри при свечении видны очертания звезды.
• «Голубиная кровь». Именно такое название получила одна из самых дорогостоящих разновидностей насыщенного красного цвета с фиолетовым отливом.

Определить ценность этого драгоценного минерала «на глаз» довольно сложно, поэтому стоит воспользоваться специальными методами и приспособлениями.