Синтетический рутил

Описание минерала Рутил

К настоящему времени известно обширное число синтетических монокристаллов. Однако только некоторые из них нашли достаточно широкое использование в ювелирном деле. К ним в первую очередь относятся рубин и другие окрашенные разновидности корунда, мировое производство которых уже превышает несколько сотен тонн в год.

В заметных количествах (порядка нескольких десятков тонн в год) выращиваются кристаллы окрашенного кварца, иттрий-алюминиевые гранаты и в меньшей степени благородная шпинель. В последние десятилетия большое распространение получили фианиты. Остальные синтетические ювелирно-ограночные материалы имеют резко подчиненное значение. Количество выращиваемого изумруда, например, едва ли превышает 200000 - 250000 кар (~40 - 50 кг) в год. То же, вероятно, относится к благородному опалу и бирюзе. Появление иттрий-алюминиевых гранатов и фианитов, обладающих весьма высокими ювелирными качествами, должно в значительной мере уменьшить использование в ювелирном деле таких традиционных кристаллов-имитаторов алмаза, как титанат стронция (фабулит) и рутил, имеющих относительно невысокую твердость.

Помимо указанных синтетических ювелирно-ограночных материалов, ставших уже в той или иной степени традиционными, имеется довольно обширная группа монокристаллических соединений, выращиваемых в промышленных условиях и представляющих некоторый интерес для ювелирного дела. Однако их относительно невысокая твердость (4 - 6 по шкале Мооса) препятствует широкому использованию ограненных из них камней. Благоприятными физическими свойствами (в том числе высокой твердостью) обладают алюминат и окись иттрия, а также ряд окислов редкоземельных элементов (Er2О3, Ln2O3 и др.). Но перспективы их использования в ювелирном деле все еще остаются неопределенными и зависят от того, насколько широкое применение найдут эти кристаллы в технике.

Практически любые освоенные в промышленных масштабах синтетические монокристаллы, обладающие твердостью, показателем преломления и дисперсией света большими, чем у кварца, одновременно перспективны и как ограночный материал. Однако при выборе конкретного кристалла основное значение будет придаваться, очевидно, экономическим и коньюнктурным факторам. Для ювелирных камней очень важны традиции. При прочих равных условиях предпочтение всегда будет отдаваться синтетическим аналогам природных драгоценных камней, а не их имитациям. Целый ряд таких кристаллов уже получен в лабораторных условиях. Однако внедрение их в промышленное производство сдерживается либо несовершенством методик выращивания, либо недостаточными размерами и качеством.

РУТИЛ

Монокристаллы синтетического рутила были получены впервые в 1947 г. в США фирмами Линде Эйр-Продактс и Нэйшнл-Лед-Компани. Последняя дала своим кристаллам название "ночной камень", так как ограненный синтетический рутил выглядит особенно эффектно при искусственном освещении.

Ограненные камни из синтетического рутила продавались на зарубежных рынках по цене 15 долл. за карат.
Для выращивания кристаллов применяется метод Вернейля. Этот метод в настоящее время является основным для получения технического и ювелирного рутила. В качестве питающего материала используют двуокись титана высокой степени очистки и измельчения. Выращенные були имеют диаметр 15 - 20 мм при длине 40 - 50 мм, темно-синий до черного цвет и для осветления нуждаются в последующем отжиге в атмосфере кислорода. Окислительный отжиг при температуре от 800 до 1300° С приводит к ступенчатому изменению цвета кристаллов от черного к густо-синему, сине-зеленому, коричневому, серо-желтому и, наконец, светло-желтому. Избавиться от легкого соломенно-желтого оттенка выращенных кристаллов крайне трудно.

Для снятия желтого оттенка в шихту добавляют окислы галлия и алюминия. Примесь окиси бериллия позволяет изготовить кристаллы рутила голубого цвета, но ограненные из них камни имеют склонность откалываться по ребрам, что помешало промышленному выращиванию таких кристаллов. Синий цвет также придают рутилу примеси тантала, колумбия, молибдена, вольфрама и урана; красный - ванадия, хрома и никеля.

В США запатентован способ получения кристаллов рутила, обладающих астеризмом. Такие кристаллы выращивают также методом Вернейля, но добавляют к основной шихте (или к двойной соли титанаммониевого сульфата перед кальцинированием) дополнительно 0,2 - 1% окиси магния. Выращенные були рутила для придания прозрачности и эффекта астеризма, связанного с выпадением кристаллов окиси магния, подвергают окислительному отжигу при температуре 1100 - 1500° С.

Лучшие образцы минерала

Посмотреть все фотографии Рутил

Еще статьи по теме:

• Рутил
В россыпях рутил встречается рядом с золотом...