Je možné těžit kameny?
Novodobá historie tvorby umělých drahokamů začala v roce 1857, kdy francouzský chemik Marc Gaudin fúzí dvou solí – kamence (síranu draselného a hlinitého) a chromanu draselného získal krystaly rubínu o hmotnosti asi 1 karát.
Syntetické klenotnické kameny zahrnují uměle vyrobené mono- nebo polykrystalické a amorfní chemické sloučeniny. Mezi syntetickými šperkovými materiály lze rozlišit dvě skupiny. Do první skupiny patří kameny, které jsou strukturními a chemickými obdobami přírodních krystalů, liší se však složením a obsahem mikronečistot. Patří mezi ně například diamant, rubín, safír, smaragd, ametyst, alexandrit. A do druhé skupiny patří kameny získané v laboratorních podmínkách, které však nemají v přírodě obdoby, například kubický oxid zirkoničitý, yttrium-hlinitý granát (YAG), gallium-gadolinium granát (GGG).
Metody syntézy drahých kamenů
V současné době se pro syntézu drahých kamenů a růst šperkových krystalů používají různé metody, z nichž hlavní jsou skupiny taveniny (Verneuil, Czochralski, zónové a lebkové metody tavení) a metody roztokové taveniny (metody toku, hydrotermální syntéza a syntéza šperkařských diamantů při vysokých tlacích), stejně jako některé další.
Verneuilova metoda. V roce 1896 francouzský vědec Auguste Verneuil zkonstruoval speciální pec s vodíkovo-kyslíkovým hořákem pro syntézu rubínů a začala éra průmyslové výroby syntetických šperkových kamenů.
Syntéza drahých kamenů se provádí z taveniny získané tavením vsázky (v případě syntézy rubínu je vsázka směsí oxidů hliníku a chromu). Pec je navržena tak, že vsázka padá po malých částech dolů v proudu kyslíku a vstupuje do spalovací komory, kde je přiváděn vodík a kde je umístěn hořák. Zde se náboj roztaví a vzniklá kapka dopadne na keramický substrát, na kterém se nejprve vytvoří kužel, který se následně změní ve válec – monokrystal. Výsledný krystal se nazývá koule (viz foto 1), jejíž velikost je obvykle 5-10 cm na délku s průměrem cca 2 cm (moderní technologie umožňují získat koule o délce až 60-70 cm) . Získání středně velké koule trvá asi 4 hodiny. Výsledné krystaly mají silné vnitřní pnutí a často se dělí na několik částí.
Foto 1. Vícebarevné kubické zirkonie (suroviny) a koule syntetického rubínu (níže) (sbírka Moskevského státního univerzitního centra, foto autorů)
Verneuilovou metodou bylo dosud vypěstováno více než sto různých druhů krystalů. Největší průmyslový význam má však zpravidla při pěstování rubínu, safíru a dalších barevných odrůd korundu včetně hvězdicových kamenů a také spinelu (viz foto 2).
Foto 2. Fasetované syntetické rubíny a safíry (sbírka Moskevského státního univerzitního centra, foto autorů).
Czochralského metoda. Tato metoda umožňuje získat krystaly velmi vysoké kvality. Výchozí materiál (směs oxidů vhodného složení) se taví v kelímku ze žáruvzdorného kovu (například z platiny nebo iridia), který se zahřívá spirálovým ohřívačem navinutým přímo na kelímku. Krystalizace začíná na zárodku dotýkajícím se povrchu taveniny, které se postupně otáčí a zvedá (vytahuje) z taveniny (rychlostí 5-30 mm/hod). Výsledné krystaly jsou tyčinky o průměru 2,5-6 cm a délce 20-25 cm.Krystaly pěstované touto metodou zahrnují rubíny, safíry, YAG, GGG a další syntetické granáty a také alexandrit.
Czochralského metoda produkuje krystaly, které jsou vynikajícím šperkařským materiálem, protože jsou mnohem jednotnější než krystaly pěstované Verneuilovou metodou.
Metoda tavení lebky. Metoda zahrnuje tavení a krystalizaci látky v jejím vlastním studeném „plášťu“ a používá se pro pěstování žáruvzdorných krystalů (kubický zirkonie, korund, YAG a některé další). K roztavení látky se používá vysokofrekvenční ohřev. Po zahřátí se tavenina několik hodin udržuje (pro zajištění odstranění nečistot a zajištění homogenity média), poté se pomalu ochladí, v důsledku čehož vykrystalizují sloupcové krystaly (viz foto 1).
Metoda zónového tavení. Podstata metody je následující: počáteční vsázka, což je směs předem kalcinovaných oxidů hlavních výchozích složek s nečistotami, a osivo se umístí do molybdenové lodičky, která se pak pomalu táhne podél ohřívače. Při pohybu člunu se v náloži objevuje dosti úzká roztavená zóna, která dalším pohybem člunu tuhne a tvoří monokrystal. Šířka výsledného krystalu je 8 cm, výška 2 cm, délka 18 cm, doba růstu 4 dny. Mezi vnitřními defekty narostlých krystalů je pozorována blokovitost a praskání.
Tento způsob syntézy drahých kamenů je technicky jednoduchý, umožňuje růst monokrystalů ve formě destiček a úspěšně se používá k získávání velkých monokrystalů korundu různých barev, YAG a dalších syntetických granátů.
Způsob syntézy z roztoku v tavenině a hydrotermální syntéza. Při pěstování syntetických šperkařských kamenů se hojně využívají metody krystalizace z roztoku v tavenině (metoda toku) a z hydrotermálních roztoků.
Pěstování krystalů metodou toku se používá především k získání žáruvzdorných látek, jejichž krystalizace z taveniny při prudkém ochlazení není možná. Jako rozpouštědla (tavidlo) slouží taveniny oxidů s nízkou teplotou tání (olovo, molybden, bor aj.) nebo solí (KF, PbF2, CaCl2 aj.). Proces syntézy probíhá v platinových, iridiových nebo grafitových kelímcích umístěných ve speciálních pecích. Ke krystalizaci dochází buď v důsledku postupného ochlazování taveniny, nebo za podmínek vypařování taveniny, nebo metodou rozdílu teplot. Tato metoda umožňuje získat krystaly smaragdu, korundu a alexandritu o velikosti několika centimetrů (viz foto 3).
Foto 3. Smaragdy pěstované hydrotermální metodou a metodou tavení v roztoku: suroviny a broušené kameny (sbírka Státního centra Moskevské státní univerzity, foto autorů).
Metoda hydrotermální syntézy je perspektivní zejména pro pěstování šperkařských krystalů. Růst krystalů se provádí v uzavřených vysokotlakých nádobách (autoklávech), které umožňují proces syntézy provádět při teplotách 250-600˚C a tlacích desítek a několika stovek megapascalů. Při této metodě se jako rozpouštědlo používá voda, jejíž rozpouštěcí schopnost prudce roste při vysokých teplotách a tlacích poskytovaných v autoklávu. K růstu krystalů dochází na semenech v důsledku teplotního rozdílu.
Metoda hydrotermální syntézy je široce používána pro pěstování křemene různých barev (viz foto 4) a smaragdů. Hydrotermální krystaly křemene dosahují hmotnosti několika kilogramů, velikost smaragdů je až 10 cm.V poslední době se metoda začíná používat pro syntézu rubínů.
Foto 4. Krystaly křemene různých barev pěstované hydrotermální metodou (sbírka Moskevského státního univerzitního centra, foto autorů).
Metoda syntézy klenotnických diamantů při vysokých tlacích.
V únoru 1955 se objevila zpráva o prvním úspěšném pokusu o syntézu diamantů, uskutečněném ve výzkumné laboratoři americké společnosti General Electric. A na začátku roku 1970 byly ve stejné laboratoři získány diamantové krystaly v kvalitě drahokamů různých barev o hmotnosti až 1 karát. V současnosti se syntetické diamanty vyrábějí nejen v USA, ale také ve Švédsku, Jižní Africe, Japonsku a Rusku.
Hlavní průmyslovou metodou syntézy diamantů je syntéza kov-uhlík roztavená v roztoku při vysokých tlacích (teplota 1400-1600˚C, tlak 5000-6000 MPa). Výchozí náplní je obvykle grafit (i když jsou možné i jiné látky obsahující uhlík) a kovy nebo slitiny železa, niklu, kobaltu, platiny a palladia. Pro vytvoření potřebných termobarických parametrů se používají výkonné hydraulické lisy vybavené vysokotlakými komorami.
V současné době došlo k velkému pokroku v oblasti syntézy diamantů, syntetizují se barevné i bezbarvé diamanty velmi rozdílných velikostí (viz foto 5, 6).
Foto 5. Syntetický diamant vyrobený v Rusku (sbírka Státního centra Moskevské státní univerzity, foto D. Ermolaev)
Foto 6. Broušený syntetický diamant vyrobený v Rusku (sbírka Moskevského státního univerzitního centra, foto D. Ermolaev)
Kromě popsaných způsobů syntézy pro výrobu monokrystalů šperkových kamenů existují způsoby pěstování polykrystalických agregátů – tyrkys, malachit a také způsoby pěstování ušlechtilého opálu. Ve většině případů je způsob syntézy drahých kamenů těchto a některých dalších šperkařských materiálů obchodním tajemstvím jejich výrobce.
Na trhu tak v dnešní době často najdete šperky, které jako vložky používají syntetické kameny. Vzhledem k tomu, že technologie výroby syntetických materiálů se neustále zdokonaluje, lze v budoucnu očekávat, že se bude jejich množství zvyšovat, bude se zlepšovat i jejich kvalita a podobnost s přírodními kameny.
Kameny jako diamanty, smaragdy, rubíny a safíry jsou považovány za vzácné, ale je seznam omezen na tyto čtyři? Z tohoto článku se dozvíte, jaké drahé kameny existují, jaké jsou jejich vlastnosti a vlastnosti a proč jsou tak drahé.
Druhy drahých kamenů
V Rusku je v platnosti několik klasifikací, jedna z nejstarších je Bauer-Fersman, přijatá na začátku 20. století. Ale je to nepřesné, takže byste se na to neměli spoléhat. Přesnější klasifikace patří E. Ya Kievlenkovi, zahrnuje mnoho moderních kamenů, včetně těch, které byly objeveny ve 20. století.
Podle Kievlenka jsou všechny drahé kameny rozděleny do 3 velkých tříd:
- skutečné drahé kameny: čtyři řády;
- šperky kameny: dva řády;
- okrasné kameny.
Podívejme se na objednávky samotných drahých kamenů, jejichž počet je mnohem více než čtyři, jak se běžně věří.
Demantoid (zelený granát)
Všechny ostatní turmalíny
Barevné safíry (všechny barvy kromě modré)
Ušlechtilá bílá a ohnivý opál
ušlechtilý černý opál
Tato klasifikace nezahrnuje například kameny, které byly objeveny v druhé polovině XNUMX. století. Tanzanit by tedy, pokud by byl hodnocen tržní hodnotou, mohl mít status drahého kamene prvního řádu a z hlediska vlastností šperků – druhého řádu. Obecně lze jakékoli dělení nazvat podmíněné.
Na Západě neexistuje žádné ustanovení pro rozdělení drahých kamenů do řádů, všechny se nazývají drahokamy nebo drahokamy. To znamená, že se jedná o kameny, které mají šperkařské vlastnosti, lze je řezat a používat k výrobě šperků.
Dříve se všechny drahé kameny třetího a čtvrtého řádu a někdy i druhého běžně nazývaly polodrahokamy, ale to je nesprávné. Mezinárodní společenství takové rozdělení neuznává, protože nerosty v očích kupujících diskredituje.
Co říká zákon: seznam drahých kamenů
Federální zákon č. 41 z 26.03.1998. března XNUMX zmiňuje pouze jeden řád drahých kamenů. Mezi drahé kameny patří podle definice diamanty, smaragdy, rubíny, safíry, alexandrity, přírodní perly v surové i zpracované podobě. K nim lze přirovnat i unikátní jantarové útvary.
Ve všech případech mluvíme pouze o přírodních vzorcích, nikoli o materiálech umělého původu, i když mají podobné vlastnosti. Zákon neuvádí žádné další klasifikace, což dává klenotnickým řetězcům důvod k používání zastaralého a nesprávného termínu „polodrahy“.
Historická odchylka
V dávných dobách byly různé materiály klasifikovány jako drahé kameny v závislosti na jejich vnějších vlastnostech a symbolickém významu. Seznam tedy zahrnoval perly, jantar a korály, což jsou organické materiály.
Mnoho minerálů, které byly ve starověku považovány za vzácné, již takovými nejsou. Starý zákon zmiňuje 12 drahých kamenů zdobících náprsník židovského velekněze: diamant, rubín, smaragd, safír, karbunkl, topaz, ametyst, achát, jakhont (korund), onyx, peridot, jaspis. Za starých časů se všechny červené kameny nazývaly karbunky.
Top 10 drahokamů
Není žádným tajemstvím, jak vypadají drahokamy prvního řádu, ale ne každý má představu o zbytku minerálů ze seznamu níže.
Diamond
Diamanty byly vždy nejžádanější mezi drahými kameny. Jak víte, jedná se o minerál se standardní tvrdostí 10 bodů. Existují bezbarvé i barevné (žluté, růžové, modré, červené atd.) diamanty. Ty druhé, zejména červené a modré, jsou ceněny dráž než ostatní.
Emerald
Tmavě zelená barva smaragdů je tak luxusní, že dala vzniknout novému barevnému termínu „smaragd“. Kámen je zástupcem skupiny berylu. Zvláště ceněné jsou kolumbijské smaragdy. V Ruské říši měli právo nosit tyto kameny pouze členové císařské rodiny. Kvůli křehkosti nerostu se ne každý setr zaváže s ním pracovat. Vzhledem k tomu, že tyto kameny mají obecně mnoho inkluzí, bezvadné vzorky s hustým tónem o hmotnosti 5 karátů nebo více jsou dražší než diamanty.
Rubin
Červené korundy se nazývají rubíny. Za nejkvalitnější jsou považovány rubíny z Myanmaru, kde se těží kameny barvy „holubí krev“. A v roce 2015 bylo v Grónsku objeveno nové naleziště rubínu.
Modrý safír
Mineralogové nazývají safírem pouze modrou odrůdu korundu. Nejlepší safíry jsou chrpově modré barvy se střední sytostí. Nejdražší a nejkvalitnější kameny se těží v Kašmíru. Největší modrý safír je vyřezávaný Millenium Sapphire, vážící 61 500 karátů. Před rozřezáním vážil nález 90 000 karátů.
Barevné safíry
Gemologové rozlišují barevné kameny odděleně od modrých drahých korundů a zde je paleta poměrně široká: zahrnují žluté, růžové, oranžové a zelené safíry. Madagaskar zůstává hlavním dodavatelem barevných safírů na světový trh.
Tanzanite
Karát tanzanitu má hodnotu 300 až 2 000 USD. Primárně cenu ovlivňuje barva kamene, která může být modrofialová, fialová, modrá, olivová a někdy i růžová. Existují i bezbarvé tanzanity. Navíc jsou krystaly téměř 100% průhledné. Charakteristickým znakem tanzanitu je trichroismus, tedy schopnost minerálu měnit barvu třikrát podle toho, jak se na něj díváte: z olivové na modrofialovou a poté na červeno-karmínově-fialovou.
Alexandrit
Alexandrit, poprvé objevený v Rusku, je odrůda chrysoberyl. Minerál byl pojmenován na počest careviče Alexandra. Později, když se stal císařem, Alexander II neustále nosil prsten s alexandritem. Hlavním znakem kamene je jeho barevný rub od zelenomodré na denním světle až po karmínově červenou na umělém světle (efekt Alexandritu).
ušlechtilý černý opál
Ušlechtilé opály, včetně černé, jsou ceněny především pro svou schopnost opálovat – hrát všemi barvami duhy. Minerál získal tuto schopnost díky velkým globulím ve své struktuře. Zároveň zevnitř vycházejí barevné záblesky a hra je měkká a jemná. Opál je velmi často padělaný, u padělků a napodobenin vycházejí odlesky již od samotného povrchu. Největší ušlechtilý černý opál, jaký byl kdy objeven, je 1 karátová „Lady of Glengarry“.
Demantoid
Zelený granát, tzv. uralský smaragd. Jedinečnou vlastností tohoto drahokamu III. řádu je jeho vysoká disperze, která překonává rozptyl diamantu. Demantoid má často vláknité inkluze zlatého bisolitu a vypadá velmi krásně. Navíc je vzácný, proto je z hlediska hodnoty demantoid klasifikován jako drahý kámen.
Kunzite
Jemně růžový průhledný kunzit byl oblíbený kámen Jacqueline Kennedyové. Tato šperková odrůda spodumenu si rychle získala popularitu díky podpoře a PR společnosti Tiffany & Co. Některé z nejkrásnějších exemplářů se těží v Brazílii. Kunzit má vlastnost pleochroismu – je schopen měnit barvu podle toho, ze které strany se na krystal díváte. Dobrá tvrdost (7 bodů) umožňuje bezpečně nosit jakýkoli šperk s tímto kamenem.
Podle jakých kritérií je kámen klasifikován jako drahý?
Hodnota je určena krásou, trvanlivostí a vzácností, přičemž důležitou roli hraje móda. Každé kritérium zahrnuje několik charakteristik.
Krása se odhaluje prizmatem barev, lesku, hry kamene a různých optických efektů. Minerál je považován za vzácný, pokud jsou ložiska vzácná, pokud jej velikost a/nebo čistota kamene pozitivně odlišuje mezi zástupci své skupiny. Odolnost proti opotřebení závisí na pevnosti, tvrdosti, křehkosti a štěpnosti.
Za vzácný lze považovat vzácný kámen krásné barvy, který má vysokou průhlednost a jehož kráse nebrání inkluze a jiné vady. Zároveň je dostatečně velký a má dobrou tvrdost, což umožňuje jeho použití na výrobu šperků. Přítomnost optických efektů, jako je asterismus, opalescence a pleochroismus, také ovlivňuje cenu vzorku.
Jak rozeznat skutečné drahé kameny od laboratorních
Obyčejný člověk nedokáže pouhým okem určit, zda kámen před ním je skutečný kámen nebo vypěstovaný v laboratoři. Bez speciálního vybavení tedy není možné rozeznat přírodní smaragd od hydrotermálního.
Visačky na šperky v řetízcích na šperky vždy označují původ vložek. Můžete najít poznámky, že se používá rostlý kámen nebo syntetický, hydrotermální v případě smaragdu.
Vzorky vyrobené člověkem přitom často mají stejné fyzikální a estetické vlastnosti jako prototyp. Jediný rozdíl je v tom, že takové kameny neležely dlouhé roky v zemi.
Jiná věc je, když se kameny zušlechťují, aby se vydávaly za vzácné nebo zlepšily jejich vlastnosti, nebo když se používají vyloženě padělky a napodobeniny. Například asi 95 % těžených tanzanitů má žlutohnědou barvu. Pro získání komerční modrofialové barvy jsou krystaly žíhány při vysokých teplotách.
Nezávislé gemologické vyšetření umožní spolehlivě určit povahu minerálu a určit skutečnost rafinace.
Zajímavá fakta o drahých kamenech
1. Těžební společnost De Beers přispěla k popularizaci diamantů a staly se symbolem lásky.
2. Seznam nejpodivnějších věcí vyrobených pomocí přírodních diamantů zahrnuje elektrickou kytaru Gibson za 2 miliony dolarů vyrobenou z 18karátového zlata a 400 karátů diamantů, plnicí pero vyrobené z více než 2 tisíc malých kamenů a diamantovou lebku Damiena Hirsta.
3. Kameny s vysokou tvrdostí, jako jsou rubíny a safíry, mohou být poškrábány. Jak? Tvrdší kámen.
4. Galatea perly jsou speciální technologií pro pěstování perel, kdy je do lastury měkkýše zasazen drahý kámen, který je porostlý perlorodkou. Perla je poté vyřezána, aby se odhalilo vzácné jádro.
5. Těžbu drahých kamenů mohou provádět pouze organizace, které k tomu mají licenci. Vlastní hledání kamenů je v rozporu se zákonem.
