Шпинель синтетическая: описание, характеристики и способы производства

Синтетическая шпинель

Минералы и горные породы / Описание минерала Шпинель

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.

Исследования по синтезу шпинели начались уже через несколько лет после разработки метода Вернейля и быстро увенчались успехом, хотя первый результат был в какой-то степени случайным. При попытке получить синий сапфир из смеси окислов алюминия, магния и кальция с добавкой окиси кобальта извлеченный из аппарата Вернейля кристалл оказался не гексагональным сапфиром, а кубической шпинелью. Это послужило толчком для проведения планомерных работ по синтезу шпинели, исследованию ее свойств и промышленному использованию.

В настоящее время монокристаллы синтетической шпинели находят широкое применение в различных устройствах в качестве диэлектрического и оптического материала, а также подложек для эпитаксиального наращивания полупроводниковых пленок в интегральных электронных схемах.

Как ювелирное сырье она, по сравнению с техническим использованием, имеет подчиненное значение. Для ограночных целей применяются шпинели, окрашенные в основном в яркие цвета, получаемые за счет введения в них таких хромофорных примесей как марганец, хром, железо, кобальт и медь. Вместе с тем физико-химические свойства и ростовые характеристики шпинели не так универсальны, как у корундов. Поэтому по объему производства шпинель во много раз им уступает.

Наиболее распространенными промышленными методами выращивания монокристаллов шпинели являются методы Вернейля и Чохральского; в лабораторных условиях кристаллы шпинели получают также методом флюса, из расплава, из раствора в расплаве.

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.

Самостоятельное обследование натурального камня

Самоцвет был известен еще на Руси, однако первые упоминания о нем встречаются в записках Марко Поло. Камень называли «лал» и чаще всего принимали за рубин. Шпинелью, являвшейся любимым украшением монархов, часто инкрустировали короны.

Самые крупные месторождения находятся в Индии, Таиланде и Вьетнаме. Кристаллы добывают и в России (Урал и Якутия).

Деление камня на разновидности зависит от цвета и степени прозрачности:

  • красный, имеющий сильную внешнюю схожесть с рубином;
  • оранжевый с красноватым оттенком, называемый рубицелл красный;
  • зеленый кристалл, иногда имеющий бурый отлив (плеонаст);
  • синий самоцвет, похожий на сапфир;
  • розовый, фиолетовый, светло-зеленый и другие оттенки;

Очень ценятся красные (обнаружена в Бирме) и синие (на острове Цейлон) природные кристаллы, что объясняет популярность искусственной шпинели этих цветов. Натуральный самоцвет имеет несколько степеней прозрачности. Он может быть чистым или слегка мутным.

Если при внимательном осмотре под увеличением в камне нет изъянов и вкраплений, то минерал имеет синтетическое происхождение. У натуральной шпинели нет яркости окраски и блеска, присущего искусственному образцу.


Очень ценятся красные (обнаружена в Бирме) и синие (на острове Цейлон) природные кристаллы, что объясняет популярность искусственной шпинели этих цветов. Натуральный самоцвет имеет несколько степеней прозрачности. Он может быть чистым или слегка мутным.

Свойства синтетической шпинели

Кристаллы, полученные искусственным путем, могут иметь самые разные оттенки и тона: это зависит от того, какие окрашивающие примеси металлов были добавлены в процессе выращивания. Шпинель может быть абсолютно прозрачной или разноцветной. Каждый вид данного камня имеет свое название среди специалистов: бесцветный камень называется дегусситом, зеленый – эринидом, а знаменитый голубой камень часто именуется азурлитом.

Кристаллы шпинели, полученные искусственным путем, отличаются высокими показателями спайности, плотности, а также превосходной чистотой, которая редко встречается у камней природного происхождения. В преимущественном большинстве случаев синтетические минералы не содержат мелких пузырьков и полос, а линии роста, имеющие изогнутую или ломаную форму, слабо выражены или отсутствуют. В случае если камень все же содержит пузырьки, они чаще всего имеют сложную, асимметрическую форму и разнообразный диаметр. Синтетическая шпинель может иметь так называемые двухфазные вкрапления, имеющие форму небольших плоских пустот. Полость этих пустот может быть заполнена газовым веществом или жидкостью, они могут иметь неправильную, причудливую форму.


Для того чтобы дифференцировать голубой синтетический аналог от природного минерала часто используется метод Челси.

Цвета и виды

Цветовых вариаций шпинели множество. Дело в том, что минерал может приобретать практически любой оттенок. При этом меняется цвет своей насыщенностью, варьируется прозрачность. Драгоценные шпинели — это редкость. Не все камни используются для производства ювелирных украшений. Выбирают только большие из них, обладающие привлекательной фактурой, высокими прочностными характеристиками.

Ценители камней считают, что наиболее привлекательными вариантами являются черная шпинель и бурая. Первая отличается прозрачным блеском и интересной структурой, а вторая по внешним данным легко заменяет качественные рубины. Основные разновидности (в зависимости от цветовой гаммы):

  • рубиновая — яркий красный оттенок, лиловый и бурый;
  • балэ-рубин — красные вариации с розовыми и лавандовыми включениями;
  • альманлиновая — отличается алым с фиолетовым оттенком цветом;
  • рибицелл — вариант красного, в котором присутствуют желтые, оранжевые оттенки;
  • хлоршпинель — интересная модель зеленого цвета, изумрудного, травяного;
  • сапфировая — обладает уникальным синевато-серым цветом с голубым свечением;
  • плеонаст — востребованный не везде камень, отличающийся мутным зеленым цветом с бурым оттенком;
  • ганошпинель — имеет синий цвет с включениями пурпурного;
  • александритовая — синий цвет при дневном освещении, при искусственном — с красным эффектом;
  • цейлонит — незабываемый и таинственный камень с насыщенным темно-зеленым цветом.

В лабораторных условиях можно создать искусственные камни, которые по своим характеристикам, физическим и химическим свойствам не будут уступать натуральным. Разработки позволяют окрасить минерал в любые цвета.


Синтетическая шпинель появилась совершенно случайно. Дело в том, что ученые собирались получить сапфир, но в результате ошибки получили шпинель. Материал так понравился лаборантам, что они создали целую отрасль его производства.

Магические свойства камня

Еще с древних времен известны поверья о том, что шпинель обладает достаточно сильными магическими свойствами.

Согласно им, камень изменяет жизнь к лучшему и даже способен вернуть к обычной жизни отчаявшегося человека. Однако он может помочь только искреннему человеку с добрыми намерениями. Также самоцвет приносит удачу и любовь, развивает дар, который позволяет видеть будущее.

А вот злому и жадному человеку, согласно приметам, прикасаться к минералу запрещается – он может нанести вред здоровью и даже уничтожить.

Такими свойствами обладает не только природный камень, но и синтетическая шпинель, как и естественный кристалл, она энергетически связана с тремя небесными телами – Юпитером, Венерой и Солнцем. Воздействие минерала зависит от активности этих тел и потому проявляет разную интенсивность.

Усиливает влияние шпинели золотая оправа, поэтому украшения из этого металла, инкрустированные таким самоцветом, будут воздействовать на человека наилучшим образом.

Впервые чудесный лечебный эффект шпинели был описан известным целителем и оккультистом Парацельсом, который широко использовал измельченный минерал в целях лечения различных болезней.

Королева красоты – королевский камень! Шпинель

Шпинель иногда называют «величайшим самозванцем среди драгоценных камней в истории» – многие известные исторические рубины, в том числе и гигантский камень в короне Британской Империи, оказались на самом деле шпинелью. В Бирме, где в Могоге добывают шпинель наиболее почитаемого красного цвета, шпинель была распознана и признана самостоятельным видом драгоценного каменя с 1600 года, но в других странах “маскарад” продолжался сотни лет. Исторически сложилось так, что мелкая красная шпинель почиталась почти столько, как и рубин, а иногда и больше! Сегодня же, после редчайших красных бриллиантов и рубинов, шпинель является самым дорогим и ценным из всех красных камней.

Геммологическое досье:
Цветовая гамма: черный, оранжевый, синий, зеленовато синий, фиолетовый, красный, зеленый, желтый
Коэффициент преломления: 1.712 – 1.736
Химическая формула: Mg(Al 2 O 4 )
Твердость: 8
Плотность: 3.58 – 3.61
Кристаллическая структура: Кубическая
Двупреломление: Нет
Дисперсия: 0.026
В последние десятилетия шпинель стала признанным фаворитом как профессиональных дилеров, так и у коллекционеров. Причиной тому – ее значительно возросшая доступность и такие качества, как широкая цветовая гамма, твердость и яркость. Наиболее ценимые и дорогие цвета – «светофорно» красный и «кобальтово» синий. Внешне ярко красные шпинели очень трудно отличимы от первоклассных рубинов, а ярко синий – от первоклассных же сапфиров. Чистая бесцветная шпинель тоже встречается, но крайне редко, и практически всегда показывает очень слабо заметный розовый оттенок. Также редки шпинели с эффектом астеризма (4-х и 6-ти лучевые звезды) и шпинели с заметным эффектом смены света.
Шпинель обычно встречается в аллювиальных россыпях вместе с корундом, а также в ассоциациях с гнейсами, гранатами, змеевиком, кальцитом и доломитом. Крупные месторождения известны в Бирме, Шри Ланке, Афганистане, Таджикистане, в странах Восточной Африки, на Мадагаскаре. Встречается шпинель в России и в других странах Юго-Восточной Азии.
Шпинель замечательно подходит для использования в ювелирных изделиях. Ее твердость и невысокая хрупкость позволяют творить чудеса огранки, а яркость, почти «стекловидного вида» камня, особенно – красного, едва ни не «флюоресцирующего» при любом освещении, придает шпинели удивительный, красивейший вид.
Яркость и прозрачность шпинели обусловлены почти полным отсутствием жидкостных включений, а чудесная игра цвета – большим количеством микроскопических включений отдельных кристалликов шпинели, располагающимися вдоль линий роста основного кристалла, и преломляющими свет самостоятельно по своим природным граням. Кроме включений «микро шпинелек», большие кристаллы часто становятся «приютом» для столь же микроскопических кристалликов альбита, ангидрита, апатита, бадделеита, кальцита, оливина и титанита.



В истории благородная красная шпинель стала не менее знаменитой, чем алмазы и изумруды…
В 1330-м году мавританский принц Гранады Абу Саид вставил в свою корону огромный красный рубин. Но ему не долго довелось восхищать окружающих, в 1336 году Абу Саид потерял камень вместе с короной и жизнью. Корона досталась деспоту Севильи дону Педро. В том же году на дона Педро напал его собственный брат, но деспоту удалось отбиться, защитить себя и свои богатства. Ему пришлось обратиться за помощь к дружественному «Черному принцу», графу де Бордо. В уплату за спасение граф «Черный Принц» потребовал от дона Педро все его ювелирные украшения, в числе которых красный гигант перешел в его владение.
Как рубин «Черного принца» попал в Англию, история умалчивает. Но известно, что в начале 15 века король Англии Генри V украсил этим камнем свой рыцарский шлем. В 1415 году во время битвы при Азенкуре (вот ведь были времена – короли сражались в первых рядах. ) шлем спас жизнь Генри при ударе боевого топора герцога Аленкона!
И король, и его покореженный шлем благополучно пережили то войну, и рубин Черного Принца так и остался в руках британцев. Позже король Джеймс I повелел установить рубин в корону, и рубин стал и по сей день остается «жемчужиной», центральным украшением Короны Британской Империи.
Весом в 170 карат, длиной почти 5 см, ярко красный камень, кажется, сам по себе светится изнутри. Лишь в 20 веке, в результате исследований, проведенных специалистами-геммологами Британского Музея, выяснилось, что знаменитый на весь мир рубин «Черный Принц» на самом деле – красная благородная шпинель с явными признаками бирманского происхождения!

Корона Британской Империи и “Черный Принц”
«Черный принц», будучи самой знаменитой шпинелью мира, отнюдь не самый большой камень среди шпинелей. Рубин Тимура, также украшающий Королевскую Корону Англии, весит 361 карат! И также оказался шпинелью! На камне выгравированы имена 6 самых знаменитых владельцев в его истории.

“Рубин” Тимура
В музеях Московского Кремля хранится еще одна гигантская красная благородная шпинель, принадлежавшая царской семье, весом в 414 карат!
Самая большая и яркая в мире коллекция красной шпинели украшает корону персидских шахов. Эти камни попали в Иран (Персию) 350 -400 лет назад при разграблении сокровищницы павшей империи Могулов. Самая большая шпинель в этой короне, да и в мире вообще, весит 500 карат, более двух десятков – около 100 карат каждый, на десяти камнях выгравировано имя Джахангира, одного из последних могульских императоров (Великих Моголов – так их нередко называют в русскоязычной литературе).

Могульский 500-каратный камень из короны персидксих шахов
Шпинель как минерал.
Под названием драгоценного камня «Шпинель» на самом деле подразумеваются довольно многочисленные разновидности минерального семейства под общим именованием, имеющих различный химический состав и свойственные им цвета.
В изоморфную серию собственно шпинели (содержащие алюминий как кристаллообразующий элемент разновидности) входят:
Шпинель – MgAl 2 O 4 (КП = 1.719, пл.

3.60)
Герцинит – FeAl 2 O 4
Ганит – ZnAl 2 O 4 (КП = 1.805, пл. = 4.62)
Галаксит – MnAl 2 O 4
В изоморфную серию магнетитов (содержащие железо как кристаллообразующий элемент разновидности) входят:
Магнетит – FeFe 2 O 4
Магнезиоферрит – MgFe 2 O 4
Ульвошпинель – FeFeTiO 4
Франклинит – ZnFe 2 O 4
Якобсит – MnFe 2 O 4
Треворит – NiFe 2 O 4
В изоморфную серию хромитов (содержащие хром как кристаллообразующий элемент разновидности) входят:
Хромит – FeCr 2 O 4
Магнезиохромит – MgCr 2 O 4
Перечисленными разновидностями шпинелей минеральный ряд шпинели не ограничивается, мы упомянули лишь те из них, которые могут представлять хотя бы минимальную ювелирно-ограночную ценность.
Большая часть этих разновидностей очень редко встречается в природе. Более других распространены разновидности серии шпинели, а также магнетит и хромит. С точки зрения геммологии наибольший интерес представляют шпинель и ганит. Под общим названием «Шпинель» подразумеваются драгоценные камни из серии шпинели. Ограненные разновидности магнетитов и хромитов принято называть их собственными названиями.
Шпинель, как правило, обладает красным, синим, черным, очень редко – зеленым светом или бесцветна.
Ганит – Сине зеленый, зелено синий, реже коричневый, крайне редко – желтый.
Широко известны еще две разновидности благородной шпинели:
Плеонаст (другое название – цейлонит), (Mg,Fe)Al 2 0 4 – цвета от темно зеленого до сине зеленого и черный;
Ганошпинель , (Mg,Zn)Al 2 0 4 – цвета от серо-фиолетового до темно синего, и также черный.
Шпинель аллохроматична, и не имеет электронных центров цвета. Окраска шпинели зависит исключительно от наличия и концентрации в виде микропримесей химических элементов – хромофоров:
Cr3+ – красный, розовый;
Fe2+ – синий, фиолетовый;
Fe2+ + Co2+ – темно-синий;
Fe3+ – желтый, зеленый.
Для идентификации шпинели рефрактометрия является наиболее важным методом, позволяя решить задачу без особых сложностей. Шпинель изотропна, коэффициент преломления различных шпинелей лежит в пределах 1.712 – 1.720. редко ярко-красная шпинель может давать показатель 1.74
Единственный изотропный драгоценный камень, с которым возможно «пересечение» коэффициентов преломления – гроссуляр. Но как правило, его коэффициент преломления выше, да и по цвету спутать гроссуляр со шпинелью невозможно.
Ганошпинель имеет коэффициенты преломления 1.725 – 1.753, плеонаст (цейлонит) – 1.77 – 1.80. Коэффициент преломления черной шпинели – герценита из месторождений Таиланда – 1.789. Коэффициент преломления синтетической шпинели – 1.727
Полярископ покажет черное поле для любой природной шпинели под рефракционным фильтром. Природная шпинель не обладает двупреломлением.
СИНТЕТИЧЕСКИЕ ШПИНЕЛИ.
Синтетические шпинели синтезируются по методы Вернейля с 1893 года путем выращивания из флюса. В 1930 году была разработана и впервые применена технология осаждения из газов для производства синтетической шпинели.
Попытка найти способ синтеза шпинели, отличной от классической вернейлевской схемы, была обусловлена очень высокой хрупкостью вернейлевских камней, а для красной шпинели еще и очень малым размером получающихся булей. В процессе исследования создатели технологии изменили классическое для шпинели соотношение MgO/Al2O3 = 1/1 в сторону увеличения содержания окиси алюминия. В результате стали расти более крупные и не отличающиеся от природной шпинели по хрупкости камни. Такую шпинель называют иногда «бета-корундом» из-за повышенного содержания алюминия.
Технология прижилась, и сейчас почти вся синтетическая шпинель производится именно таким методом. Но факторы, позволившие этой технологии существовать, стали одновременно и факторами, помогающими отличить синтетическую шпинель от природной. Из-за повышенного содержания алюминия изменились оптические свойства синтетического материала. Такая шпинель обладает слабым двупреломлением, заметным при использовании даже стандартного рефрактометра с разрешающей способностью 0.01. Рефрактометр с разрешением 0.005 еще более облегчает идентификацию такой синтетики. Кроме того, став более «близкородственной по химии» синтетическим корундам, такая шпинель приобрела еще один отличительный признак – хорошо заметные в микроскоп очень мелкие газовые сферические пузырьки, располагающиеся параллельными линиями по линиям роста були. Особенно хорошо этот эффект проявляется как раз в «наиболее ценной» красной синтетической шпинели .
В настоящее время для производства синтетической шпинели широко применяются методы выращивания во флюсе (по Чохралькому) и осаждения из газовой фазы. Ниже приведены сравнительные характеристики таких шпинелей и методы их диагностики.

Уважаемые мастера и немастера!

Вы можете задавать любые вопросы о драгоценных камнях и на геммологические темы. Убедительно прошу лишь вопросы, не связанные с конкретной публикацией, задавать в специально созданной теме в моем личном блоге.

3.60)
Герцинит – FeAl 2 O 4
Ганит – ZnAl 2 O 4 (КП = 1.805, пл. = 4.62)
Галаксит – MnAl 2 O 4
В изоморфную серию магнетитов (содержащие железо как кристаллообразующий элемент разновидности) входят:
Магнетит – FeFe 2 O 4
Магнезиоферрит – MgFe 2 O 4
Ульвошпинель – FeFeTiO 4
Франклинит – ZnFe 2 O 4
Якобсит – MnFe 2 O 4
Треворит – NiFe 2 O 4
В изоморфную серию хромитов (содержащие хром как кристаллообразующий элемент разновидности) входят:
Хромит – FeCr 2 O 4
Магнезиохромит – MgCr 2 O 4
Перечисленными разновидностями шпинелей минеральный ряд шпинели не ограничивается, мы упомянули лишь те из них, которые могут представлять хотя бы минимальную ювелирно-ограночную ценность.
Большая часть этих разновидностей очень редко встречается в природе. Более других распространены разновидности серии шпинели, а также магнетит и хромит. С точки зрения геммологии наибольший интерес представляют шпинель и ганит. Под общим названием «Шпинель» подразумеваются драгоценные камни из серии шпинели. Ограненные разновидности магнетитов и хромитов принято называть их собственными названиями.
Шпинель, как правило, обладает красным, синим, черным, очень редко – зеленым светом или бесцветна.
Ганит – Сине зеленый, зелено синий, реже коричневый, крайне редко – желтый.
Широко известны еще две разновидности благородной шпинели:
Плеонаст (другое название – цейлонит), (Mg,Fe)Al 2 0 4 – цвета от темно зеленого до сине зеленого и черный;
Ганошпинель , (Mg,Zn)Al 2 0 4 – цвета от серо-фиолетового до темно синего, и также черный.
Шпинель аллохроматична, и не имеет электронных центров цвета. Окраска шпинели зависит исключительно от наличия и концентрации в виде микропримесей химических элементов – хромофоров:
Cr3+ – красный, розовый;
Fe2+ – синий, фиолетовый;
Fe2+ + Co2+ – темно-синий;
Fe3+ – желтый, зеленый.
Для идентификации шпинели рефрактометрия является наиболее важным методом, позволяя решить задачу без особых сложностей. Шпинель изотропна, коэффициент преломления различных шпинелей лежит в пределах 1.712 – 1.720. редко ярко-красная шпинель может давать показатель 1.74
Единственный изотропный драгоценный камень, с которым возможно «пересечение» коэффициентов преломления – гроссуляр. Но как правило, его коэффициент преломления выше, да и по цвету спутать гроссуляр со шпинелью невозможно.
Ганошпинель имеет коэффициенты преломления 1.725 – 1.753, плеонаст (цейлонит) – 1.77 – 1.80. Коэффициент преломления черной шпинели – герценита из месторождений Таиланда – 1.789. Коэффициент преломления синтетической шпинели – 1.727
Полярископ покажет черное поле для любой природной шпинели под рефракционным фильтром. Природная шпинель не обладает двупреломлением.
СИНТЕТИЧЕСКИЕ ШПИНЕЛИ.
Синтетические шпинели синтезируются по методы Вернейля с 1893 года путем выращивания из флюса. В 1930 году была разработана и впервые применена технология осаждения из газов для производства синтетической шпинели.
Попытка найти способ синтеза шпинели, отличной от классической вернейлевской схемы, была обусловлена очень высокой хрупкостью вернейлевских камней, а для красной шпинели еще и очень малым размером получающихся булей. В процессе исследования создатели технологии изменили классическое для шпинели соотношение MgO/Al2O3 = 1/1 в сторону увеличения содержания окиси алюминия. В результате стали расти более крупные и не отличающиеся от природной шпинели по хрупкости камни. Такую шпинель называют иногда «бета-корундом» из-за повышенного содержания алюминия.
Технология прижилась, и сейчас почти вся синтетическая шпинель производится именно таким методом. Но факторы, позволившие этой технологии существовать, стали одновременно и факторами, помогающими отличить синтетическую шпинель от природной. Из-за повышенного содержания алюминия изменились оптические свойства синтетического материала. Такая шпинель обладает слабым двупреломлением, заметным при использовании даже стандартного рефрактометра с разрешающей способностью 0.01. Рефрактометр с разрешением 0.005 еще более облегчает идентификацию такой синтетики. Кроме того, став более «близкородственной по химии» синтетическим корундам, такая шпинель приобрела еще один отличительный признак – хорошо заметные в микроскоп очень мелкие газовые сферические пузырьки, располагающиеся параллельными линиями по линиям роста були. Особенно хорошо этот эффект проявляется как раз в «наиболее ценной» красной синтетической шпинели .
В настоящее время для производства синтетической шпинели широко применяются методы выращивания во флюсе (по Чохралькому) и осаждения из газовой фазы. Ниже приведены сравнительные характеристики таких шпинелей и методы их диагностики.

Классификация

  • Чистая порода бледно-розовая, она похожа скорее на алмаз. Хотя относится такой самоцвет к драгоценным породам, ценится все же ниже, чем разновидности с более насыщенным оттенком.
  • Красная шпинель. Называется также рубиновой, с этим минералом роднит её не только внешний вид, но и примеси хрома. Это достаточно дорогая порода. Один карат такого самоцвета может стоить до тысячи долларов.
  • Балэ-рубин — красный сорт с фиолетовым оттенком. Такой цвет ему придают ионы марганца. Именно к данной разновидности относился обнаруженный в Таджикистане рекордный экземпляр лала.
  • Альмадиновая шпинель — родственница балэ, тоже лиловая, но с более густым оттенком.
  • Рубицелл — красновато-оранжевый камень с примесями железа.
  • Сапфировая — голубая или синяя шпинель, попадается старателям крайне редко. Стоимость таких кристаллов лишь немногим ниже, чем у рубиновых.
  • Хлopoшпинeль — зеленый минерал с примесями хлора, единственное месторождение находится в Якутии, на берегу реки Каменка.
  • Цейлонит, или же плеонаст — бурая или чёрная шпинель, самая распространённая в природе. К драгоценным камням не относится. Богатые месторождения такого минерала находятся в Австралии и Якутии, а также на острове Шри-Ланка и в Индии.

Приобретать самоцветы следует только в сертифицированных лавках. Такие дорогие минералы всегда должны продаваться с паспортом и сертификатом качества. Его нужно внимательно изучить. У лабораторных образцов там должно стоять слово «синтетический», или же самоцвет будет назван просто «имитацией», «идентичным натуральному» и т.п.

gemstoneskiosk

Кроме того, один из образцов показал, помимо включений остатков флюса, наличие шестиугольного металлического включения, своим происхождением обязанного платиновому тиглю, в котором шпинель росла.

Чистота

Лишь малая часть добытого сырья в кристаллах и обломках имеет ювелирное качество и пригодно для огранки. Драгоценный камень шпинель должен иметь высокую чистоту, допустимо незначительное количество газово-жидких, минеральных включений, небольшие трещинки, не ухудшающие внешний вид образца. При наличии крупных, заметных включений и трещин ценность шпинели падает.

Особое внимание нужно уделить синтетическому аналогу – искусственной алюмомагниевой шпинели, полученной в лабораторных условиях. Благодаря добавлению в процессе синтеза окрашивающих примесных элементов, ученые получают широчайшую гамму цветов и оттенков: зеленый, голубой, красный, розовый, фиолетовый, бесцветный и др. Отличить природный минерал от подделки и синтетического аналога надежней всего в лабораторных условиях, по характерным признакам с использованием геммологических методов и соответствующего оборудования. Все лоты, представленные в каталоге Gem Lovers, предварительно тщательно изучаются геммологами компании. Покупатель также может заказать изготовление сертификата или экспертного заключения в авторитетном сертификационном центре.

способ изготовления искусственной шпинели

Способ изготовления искусственной благородной шпинели относится к производству оптической керамики и может быть использован в оптической и ювелирной промышленности. Задачей изобретения является получение искусственной благородной шпинели розового и красного цветов, имеющей высокую механическую прочность. Способ заключается в том, что в раствор двойного алкоксида магния и алюминия вводят, ат.%: раствор нитрата хрома 0,11-0,6 при содержании магния 13,4-14,2, алюминия 28,2-29,0, затем подвергают смесь термообработке в кислородной атмосфере при 600-800°C с последующим горячим прессованием в вакууме при 1250-1300°C с приложением давления при температуре не ниже 1200°C. 1 табл.

Известен способ получения порошка алюмомагниевой шпинели для производства керамики методом горячего прессования, включающий смешение соединений магния и алюминия, их прокаливание при 1150-1300 о С, обработку прокаленного продукта фторидами металлов, вводимых в качестве добавки, способствующей уплотнению, отличающийся тем, что фторид лития вводят в виде раствора в количестве 0,1-0,5 мас. при концентрации 0,4-2,3 г/л, а фторид магния в виде раствора в количестве 0,2-1,0 мас. при концентрации 0,7-4,0 г/л (авт.св. СССР N 1196333, 1985).

Шпинель

Шпинель — редчайшей красоты минерал, представляющий собой смесь оксида магния с алюминием. Благородное сияние и разнообразие ярких оттенков сделали этот камень одним из наиболее любимых и почитаемых в ювелирном деле. Излучая тепло и сияние, шпинель привлекает к своему владельцу счастье и любовь, избавляет его от болезней, защищает от бед и неприятностей. Украшение с этим самоцветом способно стать мощным оберегом, однако пользу принесет оно только в том случае, если человек будет относиться к нему с заботой и уважением.

Первое упоминание о шпинели датируется XIII столетием и принадлежит известному путешественнику Марко Поло. Находясь в Памире, итальянец увидел, как местные жители вели добычу красных сверкающих кристаллов, которые из-за внешнего сходства он принял за рубины и корунды. Из-за этого Марко Поло регион добычи шпинели назвал рубиновыми копями.

История и происхождение

Шапка Мономаха и корона Екатерины Великой были украшены шпинелью. Для Европы этот камень открыл Марк Поло, который очутился в XIII веке в Памирских горах, где велась его добыча. Оказывается, этот камень был известен ещё с IX века, только его принимали за рубин. Только в XIX веке учёные выяснили, что это отдельный минерал. Если рассматривать шпинель и его свойства, то можно увидеть, что это достаточно твёрдый минерал, твёрже него только алмаз, имеет стеклянный блеск и хорошую плотность. Месторождения камня:

  • Тайланд;
  • Бразилия;
  • Шри-Ланка;
  • Афганистан, Таджикистан;
  • Индия;
  • Мьянма;
  • Вьетнам;
  • Мадагаскар;
  • Байкал, Урал, Якутия;
  • Австралия.


Шпинель синего и серого оттенков самая дешёвая — 25 долларов за карат, 100−200 долларов будут стоить фиолетовая. Розовая, голубая шпинель, красные и оранжевые камни обойдутся по 600 долларов за штуку.

Камень шпинель. Описание, свойства и применение шпинели

Шпинель выдает себя за другого. Вернее, за другой камень самоцвет принимают сами люди. До 19-го столетия они не отличали минерал от рубина . Расставить точки над «и» позволил лишь химический анализ.

Выяснилось, что центральный кристалл в Английской короне – шпинель . Следом стало ясно, что она – главная героиня и головного убора российской императрицы Екатерины 2-ой.

На фото красная шпинель, которую долгое время считали рубином. У неё есть несколько названий — Рубин Тимура Тамерлана, Рубин Черный Принц, Рубин Раджа ратна

Разочарование ждало и иранского шаха из Тигирана, в чьей сокровищнице хранятся 2 кристалла общей массой около килограмма. Один из похожих, как две капли воды, камней оказался шпинелью.

Что ж это за минерал такой? Нужно ли расстраиваться, если им окажется любимый рубин ? Где добывают двойник граната ? Ответы на все эти вопросы, далее.

Месторождения шпинели

Шпинель – камень, в копях Бадахшана в Памире. Эта горная система проходит по территориям Таджикистана и Афганистана. Активно добывают двойник рубина и в Таиланде. Месторождения находятся в районе Чантабу.

Там шпинель встречается вместе с сапфирами и гранатами . Место названо «Гранатовыми копями», и упоминалось еще Марко Поло. Славятся минеральными залежами и Бирма с Цейлоном.

Россия шпинелью не богата. Ювелирные образцы красного цвета обнаружены только близ русла реки Слюдянка. Проявление кристаллов названо «Перевал». Близ Байкала расположено и Малобыстринское месторождение.

Оно так же на Слюдянке. Но, там шпинель, свойства которой под «прицелом» в этой статье , бесцветная. Это самый редкий вид камня. Ценится меньше красного , зато, представляет интерес для геологов.

На фото шпинель красная в породе

Самоцветами славится Урал. Но, там, найдены лишь зеленоватые шпинели. Их количество минимально. Кристаллы встречаются на юге хребта, в Кочкарском районе. За счет цвета, минерал нередко принимают за изумруд .

Бывают и фиолетовые камни . Их тоже находят в Кочкарском районе, в реке Каменка. Она фигурирует не только в минералогических справочниках, но и в сказках, к примеру, в «Хозяйке Медной горы» Бажова.

Самые крупные кристаллы шпинели в России найдены в Якутии. Здесь, в республике Саха, на месторождении Эмельджак встречаются черные образцы. 8-12 сантиметров – вот какой планки достигает эмельджакский шпинель-камень. Свойства его аналогичны иным видам минерала, но есть особое название – герцинит.

Физические свойства шпинели

Шпинель на фото не отличить от того же рубина . Но, формула двойника иная – MgAl2O4. В гранате же есть и железо , и марганец , и кремний . Будучи сложным оксидом алюминия и магния, шпинель способна вбирать и сторонние ионы. Так, кристаллы с примесью хрома зовутся хлоршпинелью.

Она имеет бутылочно-зеленый цвет. Присутствие марганца дает лиловый оттенок. Камни такого тона именуют пикотитами. Красные рубицеллы содержат железо . Интересно, что примесь железа, как и ионы хрома, снижают твердость минерала до 7,5 баллов по шкале Мооса . Обычный показатель – 8 баллов.

На фото синие кристаллы шпинели

Прежде чем шпинель купить, неплохо знать о том, что камень бывает только полностью прозрачным. Иначе, это не черная шпинель, зеленая, или какая-либо еще.

У минерала высокая плотность в 3,5 граммов на кубический сантиметр. У кварца , к примеру, плотность равна 2,6. Соответственно равные по массе кристаллы рубицилла и того же аметиста будут разных размеров.

Крупные образцы шпинели весьма увесисты. Из минералов по плотности им равны лишь алмазы . С ними синтетическая шпинель, да и натуральная, схожа так же формой кристаллов. Они у обоих камней кубической сингонии, то есть, октаэдры. Встречаются единичные и сдвоенные образцы.

Особенности образования шпинели

Если у алмазов сдвоенные октаэдры – редкость, то у шпинели – правило. Геологи даже называют все сросшиеся кристаллы иных минералов шпинелевыми. Ее агрегаты не идеальной формы. Пара граней всегда развиты больше остальных. Обычно, эта пара противоположных граней. В этом случае кристаллы шпинели напоминают рубиновые.

Это так же стало поводом путать самоцветы . Однако, геологи научились различать камни на глаз . У шпинели нет двуприломления света. Поэтому, нет и дихронизма, то есть, кристаллы не меняют тон в зависимости от угла падения на них лучей.

На фото необработанная шпинель, насыщенного красного цвета

На шпинель цена высока, если она в друзе. Это совокупность произвольно сросшихся кристаллов. Для двойника граната, такое формирование – редкость. Поэтому, за цельные друзы просят приличные деньги . Обычно, общая масса минерального образования не превышает 12-ти карат. Более крупных друз, и вовсе, единицы.

Красная шпинель, черный шпинель, или иные виды самоцвета являются метаморфозными. То есть, образуются путем преобразования уже существующих пород.

Магнийсодержащие карбонаты и слои с гранитоидами превращаются в шпинель под действием давления в земной коре и температур. Процесс твердофазный. Иными словами, нет выпадения кристаллов из растворов.

Применение шпинели

Камень ювелирный . В основном, на перстни да колье идет красная шпинель. Большинство известных, крупных рубинов в царских уборах, коронах , сокровищницах оказались ненастоящими неспроста. Крупные гранаты почти не встречаются. Внушительные агрегаты шпинели находят чаще.

Высокопоставленные персоны стремились завладеть массивными кристаллами, подчеркивающими их богатство и статус. В итоге, ищущие оказывались владельцами камня шпинель. Цена же платилась, как за гранат.

В украшениях минерал-двойник заменяет не только рубины. Синяя шпинель сходит за сапфиры , зеленая – за изумруды. Черные образцы, порой, выдают за темные бриллианты . Так что, приобретая брошь , или серьги , не помешает проверить наличие сертификата качества, прилагающегося к камню.

На фото синяя шпинель

Ювелиры называют прозрачные образцы насыщенного тона благородной шпинелью. Википедия так же указывает термин «обыкновенная шпинель». Это слегка мутноватые кристаллы бурого, черного , темно-зеленого цвета.

Мастера ювелирного дела чаще природной используют синтетический шпинель-камень. Его свойства видны на фото. Видны отличия от настоящего камня и вживую. У лабораторных кристаллов есть двойное преломление света. Поэтому, зрительно отличить синтетические вставки от граната, сапфира, топаза невозможно.

Этим и пользуются производители. Если природную шпинель знатоки способны выявить, то тут остается лишь нести камень на геммологическую экспертизу . Искать ее, платить деньги , извлекать кристалл из украшения хотят и решаются немногие.

Лечебные свойства шпинели

О минерале, как о лекарстве, впервые заговорил Парацельс. Он жил в 15-ом веке, был лекарем, естествоиспытателем, увлекался оккультизмом. Ученый начал использовать самоцвет для врачевания болезней желудочно-кишечного тракта. В ходе экспериментов, Парацельс заметил разницу во влиянии на организм кристаллов разных цветов.

Так, черный шпинель – камень, повышающий давление, снимающий болевой синдром. При расстройствах пищеварения лекарю помогла лишь синяя разновидность минерала. Она так же оказалась снадобьем от недугов печени, легких и почек.

На фото ограненная розовая шпинель

Зеленый шпинель камень, фото которого без труда можно найти в сети, стал помощником для людей с болезнями сердца . Изумрудные кристаллы рекомендовались Парацельсом и при глазных болезнях.

При проблемах с кожей, нужна розовая шпинель. Она же успокаивает нервы . Красные образцы стимулируют иммунитет, ускоряют кровообращение. На Востоке рубиновые кристаллы признают еще усилителем сексуального влечения. Считается, что камень помогает восстановить функции репродуктивной системы.

Магические свойства шпинели

Шпинель камню свойства дал не один знак зодиака, точнее, не одна планета. Минералу покровительствует сразу три небесных тела – Юпитер, Венера и Солнце . Соответственно, «характер» у самоцвета переменчивый.

Усмирить его, направить исключительно в положительное русло помогает оправа из золота . В присутствии солнечного металла шпинель дарует любовь , помогает изменить жизнь в лучшую сторону, дает силы быть верным и честным.

Талисманы и амулеты шпинели

В качестве талисмана минерал подходит Львам , Козерогам , Водолеям . Рыбам так же «прописан» шпинель-камень. Знак зодиака, которому самоцвет не подходит – Скорпион .

Его шпинель способна сделать «слепым» по жизни. Представители знака перестают замечать ложь, лесть, опасности. Для остальных людей минерал, напротив, открывает космические информационные каналы.

На фото искусственно выращенная в лаборатории синяя шпинель

Что касается профессиональной сферы деятельности, камень идеален для тех, кому нужно быстро принимать решения, часто бывать в командировках. Такие люди выбирают своим оберегом шпинель. Знак зодиака, который она особенно оберегает – весы .

А профессии, в которых самоцвет становится незаменимым помощником – авиадиспетчер, водитель, журналист, врач. Видимо, шпинель помогала Парацельсу не только лечить людей, но и принимать правильные решения, познавать новое.

Самые крупные кристаллы шпинели в России найдены в Якутии. Здесь, в республике Саха, на месторождении Эмельджак встречаются черные образцы. 8-12 сантиметров – вот какой планки достигает эмельджакский шпинель-камень. Свойства его аналогичны иным видам минерала, но есть особое название – герцинит.

Характеристики

На цену шпинели влияют цвет, чистота, качество огранки, масса и происхождение. Сейчас на рынке широко распространена розовая шпинель или балэ-рубин. Намного реже и дороже ало-красная разновидность — благородная шпинель. Самой редкой является синяя кобальтовая шпинель. Лавандовая и фиолетовая шпинель из-за сходства с аметистом не пользуется большой популярностью. Иногда, у нее проявляется слабый александритовый эффект. При дневном свете у таких камней фиолетовая окраска, а при искусственном освещении — красновато-фиолетовая. Шпинель обладает сильным стеклянным блеском, высокой дисперсией и прекрасно полируется. Обычно её гранят в виде овала, кушона, радианта или груша. Из камней с астеризмом обычно делают кабошоны. Эффект астеризма часто проявляется в виде 6-ти лучевой звезды, и реже 4-х лучевой. Он вызван маленькими кристалликами рутила, силлиманита, титанита или корунда. Эти же включения дают эффект шёлка и эффект лунного камня. В коллекции Смитсонского института, Вашингтон, США, есть шпинель с эффектом диастеризма, у которой 7-и лучевая звезда видна в проходящем свете.

Природная шпинель различных окрасок

Cо шпинелью люди встречались в глубокой древности, о ней упоминал уже Марко Поло в XIII веке. В качестве самостоятельного драгоценного камня её стали выделять всего полтора столетия назад. До этого шпинель в России называли «лал», как другие самоцветы красного цвета — рубин, пироп, турмалин. На протяжении целого тысячелетия шпинель принимали за что угодно: синюю — за сапфир, красную — за рубин и гранат, желтую — за топаз, фиолетовую — за аметист.

Как отличить от подделки

К сожалению, самостоятельно отличить синтетическую шпинель от высококачественной подделки или камня искусственного происхождения практически невозможно. На практике разница определяется в основном ценой.

Стоимость синтетики за один карат варьируется в пределах 20 – 40 долларов, тогда как цена натурального минерала, если он обладает высоким качеством, может достигать нескольких десятков тысяч долларов.

Нельзя забывать и о недобросовестности некоторых продавцов, которые могут выставить подделку в качестве натурального минерала. Чтобы не ошибиться в выборе, перед покупкой рекомендуется заручиться помощью грамотного ювелира, который поможет отличить натуральный самоцвет.


Несмотря на уровень твердости, регулярное ношение украшений с самоцветом может стать причиной их порчи. Со временем грани стираются, а неосторожное обращение может привести к появлению сколов и трещин. Это может полностью обесценить минерал.

Ссылка на основную публикацию