Незважаючи на поширеність і звичайність речовин, з яких складаються дорогоцінні камені, процес штучного отримання (синтезування) їх в такому ж вигляді і такої ж величини, як це спостерігається в природі, досить складний.
Мал. 1. Форми огранки синтетичних каменів
Перші досліди зі створення штучних алмазів були розпочаті М. В. Ломоносовим; їх продовжували протягом XVIII і XX ст. багато вчених -А. М. Карамишев (1744-1791), А. Муассон (1852-1907) та ін. Однак результати були незадовільні - отримані дрібні кристали, як показали пізніші дослідження, були алмазами, а карбидами металів.
У 1958 році в Америці, а потім в Швеції, Голландії та Японії були отримані перші дрібні кристали технічних алмазів. В СРСР з 1961 р здійснюється синтез алмазів із застосуванням оригінальної технології, розробленої вітчизняними вченими.
В даний час в нашій країні синтетичним шляхом отримують кольорові корунд - рубіни, сапфіри, світлий александрит і шпінель, цілком придатні для ювелірних виробів.
Технологія синтезування дорогоцінних каменів зводиться до наступного:
1) подрібнюють в тонкий порошок окис алюмінію;
2) в особливому приладі його піддають плавання в полум'я гримучого газу. Кристалізація йде шляхом поступового нарощування буля на спеціальній вогнетривкої підставці. Процес триває до тих пір, поки кристал грушоподібної форми (буль) сформується до необхідних розмірів;
3) готовий кристал повільно охолоджують, знімають його з підставки, гранують звичайним шляхом.
Для отримання каменів різного забарвлення до окису алюмінію додають такі домішки:
для сапфіра - 2% окису заліза, 1% окису титану;
для рубіна - 3% окису хрому;
для олександрита - 3% окису ванадію.
Штучні камені за своїми властивостями дуже близькі до натуральних; вони становлять велику цінність і їх не слід розглядати як імітацію натуральних. У них так само, як і в натуральних, можливі дефекти - тріщини, включення і т. П. А також специфічні для синтетичних каменів помутніння, непроплав-лінь і круглі бульбашки повітря. За цих дефектів їх можна відрізнити від натуральних. Форми огранки синтетичних каменів зображені на рис. 1.
Імітація дорогоцінних каменів
Імітація, або підробка, дорогоцінних каменів відома з глибокої давнини. Вона здійснювалася в Стародавньому Єгипті, в Фінікії, в античній Греції і в середньовічній Європі. Наприклад, в Паризькому музеї зберігається ваза, привезена з Палестини в XI ст. Спочатку вважалося, що вона зроблена зі смарагду і тільки в 1807 р було виявлено, що це найдавніша підробка зі скляного сплаву, майстерно імітує смарагд. В кінці XVIII ст. ювеліром Страсс була розроблена технологія виробництва імітації ювелірних дорогоцінних каменів зі скляного сплаву, які отримали назву «стрази».
В даний час всі застосовувані імітації можна розділити на два типи: природні і штучні.
До природних імітацій ставляться заміни більш дорогоцінного каміння менш цінними, подібними за кольором і іншими зовнішніми ознаками. Так, наприклад, діаманти часто замінюють білими сапфірами, циркону, топазами та іншими безбарвними, прозорими мінералами; натуральні сині сапфіри - ціанітамі, ізумруди- турмаліном або демантоидом, бірюзу - лазуритом і т. п.
Іншим видом природної імітації є так звані дублі або дуплети. Їх складають з двох шарів каменю, що відображає їх назва. Верхню частину (до рундиста) роблять з тонкої пластинки натурального каменю, а шип виготовляють з дешевого каменю або навіть з кольорового скла і підклеюють по площині рундиста. Такі дублі іноді дуже важко відрізнити від натуральних каменів, особливо якщо вони знаходяться на виробі в глухих касти (оправах) і шип непомітний. Відмінною рисою дубля, якою користуються для їх розпізнавання, є вузька червона смужка по рундисту (місце склейки двох половинок дуплет).
Існують також прийоми, якими часто користуються ювеліри для зміни кольору каменів, наприклад здавна застосовується прожарювання каменів. При цьому колір деяких з них сильно змінюється. Наприклад, аметист перетворюється в золотистий топаз. Застосовують також обробку різними реактивами, наприклад безбарвний халцедон набуває красивий чорний колір (агатовий) за допомогою фенолу і вуглеводнів. Кольори бірюзи підсилюють аніліновими фарбами і т. П.
В даний час широко застосовується штучна імітація дорогоцінних каменів зі скляних сплавів. Основою скляного сплаву служить безбарвне прозоре скло, в яке раніше для підвищення легкоплавкости і посилення блиску додавали окис свинцю. В даний час її замінюють окисом калію або бору.
Як барвники застосовують окисли різних металів. Наприклад, червоний колір дають мідь і селен, синій - кобальт, фіолетовий- марганець і т. П. Скло варять у спеціальних печах. Потім зі скла виготовляють дроту (прутки), а з них після розігріву до в'язкої консистенції на спеціальних пресах штампують заготовки каменів різної форми і розміру. Після цього з заготовок видаляють облой, шліфують і, нарешті, полірують. Іноді для посилення блиску прозорих імітацій (особливо безбарвних) їх амальгамируют, т. Е. Нижню частину покривають азотнокислим сріблом з подальшим Бронзування. Амальгамування значно підсилює оптичні властивості скляних імітацій. Зі скляних сплавів виготовляють також імітації кольорових (бірюзи, малахіту, лазуриту і ін.) І органічних каменів (корала, бурштину, перлів).