Современные гуру ювелирного дела просто не могут отказать себе в удовольствии использовать в украшениях камни, которые искусственно выращены специалистами минералогии. И причины этому весьма обоснованы. Во-первых, искусственные, или, правильнее сказать, синтезированные, камни по своим качествам полностью соответствуют натуральным. Во-вторых, подобный тип минералов позволяет экономить природные запасы драгоценностей. И в-третьих, синтезированные камни - это безумно красиво. Это процесс тонкой ювелирной работы, результатом которой является кристально чистый, облагороженный камень с насыщенным цветом и мерцающими бликами кристаллов внутри. Именно таким можно назвать ситалл, минерал, который заслуженно получил имя «камень 21 века».
Ситалл - что это, и как о нем узнал мир?
Ситалл - это ювелирный камень, который получают путем кристаллизации стекла. На первый взгляд, такое определение не вызывает симпатии к подобным украшениям, но, познакомившись ближе со свойствами ситалла, можно уверенно говорить про его качество, прочность и совершенную красоту. И сегодня, несмотря на то, что основа камня - стекло, в ювелирном деле он активно используется как аналог природной вставки. За счет управляемой поликристаллизации, то есть насыщения стекла множеством мелких кристалликов, камень приобретает внушительную твердость и неповторимый блеск.
Впервые стекло начали искусственно облагораживать в конце 18 века. Рене Реомюр, ученый Парижской и Петербуржской академий, в ходе лабораторных исследований пришел к выводу, что стекло можно подвергать различным жаростойким экспериментам. В результате Реомюр изобрел материал, который по своим внешним особенностям был очень похож на фарфор.
Но разработанное ученым стекло не получило должного применения ни в науке, ни в потребительской сфере. Только спустя 200 лет опыты по кристаллизации стекла возобновились в Америке. Благодаря американским специалистам мир стал применять подобные способы обработки «стекло-кристаллов».
Имя «ситалл» камень получил от советского ученого Исаака Китайгородского, который сложил две основы слов «стекло» и «кристалл». Такое незамысловатое название легко прижилось и полюбилось всему миру.
Почему ситалл так популярен?
Камень ситалл обладает рядом положительных характеристик:
- Благодаря термальной и другой лабораторной обработке ситалл приобретает небывалую прочность и твердость, за счет чего он даже конкурирует со сталью.
- Ситалл имеет отличные оптические качества, он может быть отличной альтернативой кварцевому стеклу, которое также славится безусловной прочностью.
- Камень безупречен в своей чистоте (прозрачности) и мерцании. Преломление солнечных лучей позволяет кристалликам переливаться разными оттенками, придавая украшению особый магический эффект.
- Помимо удивительной красоты и его физических качеств, большое преимущество ситалла - это сравнительно невысокая цена.
Цветовая палитра ситалла
С усовершенствованием ювелирной техники облагораживания камней каждому кристаллу можно придать абсолютно любую окраску. И если раньше все вставки получались невзрачных серых или бурых оттенков, то сегодня в магазинах драгоценностей можно встретить ситалл самой разнообразной палитры. Его цвет зависит от пигментов, добавленных в основу кристалла. За счет такого способа можно создать «аналогию» всех драгоценностей: рубина, сапфира, изумруда.
Яркие, натуральные камни с древних времен и до наших дней являются предметом роскоши, которая доступна лишь узкому кругу избранных. А ведь желание обладать прекрасным присуще всем, без исключения. Большой спрос на красоту и отсутствие возможности его удовлетворить за счет природных минералов, привело к возникновению необходимости получать аналоги драгоценных камней искусственным путем. В современном мире существует несколько наиболее распространенных методик производства синтетических образцов для ювелирных изделий, одной из них является нанокристалл ситалл.
Ситалл
Можно с уверенностью утверждать, что в разработке технологий создания кристаллов русские ученые находятся на передовом рубеже. Последнее достижение в этой отрасли — технология получения нанокристалла ситалл. Название образовано от двух слов: силициум Si (кремний) и алюминий Al. По своей сути это высокотемпературное алюмосиликатное стекло. Природным аналогом можно назвать обсидиан – вулканическая порода.
По сравнению с другим изобретением русских ученых фианитом, ситалл имеет ряд преимуществ. Бесцветный, прозрачный камень является практически идеальной имитацией бриллианта, однако получить фианиты по характеристикам близкие к изумрудам или сапфирам достаточно сложно. В свою очередь ситалл, имитация изумруда, по своим параметрам очень близок к натуральным кристаллам.
Преимущества
Доступная стоимость, при практически аналогичных характеристиках с такими натуральными камнями, как изумруд, сапфир, голубой топаз, делает новый нано кристалл очень востребованным на рынке ювелирных изделий. Камень обладает уникальным ровным цветом и прозрачностью.
По аналогии с названием цвета голубого топаза London blue , их искусственная имитация получила имя ситалл Лондон .
Ситалл параиба — коммерческое название имитации редких голубых кристаллов турмалина.
С точки зрения технологичности, при производстве ювелирных украшений, ситалл имеет еще одно очень важное преимущество — он устойчив к термоудару.
В последние годы широкое применение в ювелирном производстве получила технология отливки изделий с камнями. При использовании этого процесса, жидкий металл разогретый свыше 1000 градусов заливается в форму с камнями. Цветные фианиты, особенно крупные, не могут выдержать резкий перепад температур и либо разрушаются, либо теряют свой цвет. Ситаллы же достойно выдерживают такие перегрузки без ущерба качеству, что дает возможность существенно сократить производственные затраты, исключив оплату труда по закрепке камней.
Синтетически вставки в ювелирных украшениях последние десятилетия были представлены исключительно . Появление новых нано кристаллов дало возможность конкуренции в данной отрасли. А, как известно, конкуренция — двигатель прогресса.
Бесспорные преимущества новинки по сравнению с другими имитациями, предопределяет очень широкое использование таких кристаллов при изготовлении ювелирных изделий. Новизна и красота привлекают большое количество желающих приобрести недорогие, но изысканные украшения. Можно с уверенностью предположить, что в недалеком будущем слово «ситалл» все чаще будет звучать в ювелирных магазинах.
Изделия, инкрустированные камнями, остаются фаворитами среди ювелирных украшений. Драгоценные и полудрагоценные вставки дороги. Для снижения стоимости, замены редких или исчезнувших кристаллов ювелиры используют синтетические или искусственно выращенные камни, в том числе, нанокристаллы:
- гидротермальные;
- синтезированные;
- ситаллы.
Ювелирный камень ситалл
Аналоги натуральных камней идеально имитируют свойства драгоценных и полудрагоценных вставок в ювелирных изделиях. Не профессионалу сложно отличить искусственное изделие от натурального самоцвета.
Разработка, освоение производства нанокристаллов проходило в научно-исследовательском институте Москвы с участием российской ювелирной компании ГК «Формика», под руководством кандидата геолого-минералогических наук К.Авакяна. В основу были взяты свойства обсидиана – вулканической породы, в состав которой входит алюмосиликатное стекло и зародышевые кристаллы мельчайших размеров.
Искусственный минерал – ситалл камень. Что это (происхождение вещества), позволит определить технология изготовления нанокристаллов. Производство основано на получении многокомпонентного высокотемпературного состава на базе двух оксидов: SiO2 и Al2O3, являющихся основными компонентами многих драгоценных и полудрагоценных камней.
Технология производства аналогична процессу получения технических ситаллов. Цветовая гамма, прозрачность и прочие свойства достигаются методом подбора металлических добавок, для достижения необходимых характеристик.
Были разработаны технологии изготовления камней различной прозрачности:
- непрозрачные;
- полупрозрачные;
- прозрачные.
Налажено изготовление камней ситалл высокого качества, по цвету, показателю преломления, плотности неотличимых от природных драгоценных и полудрагоценных камней:
Специфика изготовления позволяет получать камни с зональной окраской (сиреневый-желтый), такие, как аметрины. Наноситаллы обладают рядом преимуществ:
- Невысокая цена, – позволяет выбрать украшение с аналогами драгоценных камней.
- Высокая прозрачность.
- Отсутствие включений.
- Широкая цветовая гамма, – расширяет возможности дизайна изделия, кристаллы по цвету максимально приближены к идеальным показателям.
- Изготовление кристаллов различных размеров.
- Хорошо полируются и обрабатываются – возможность выполнять весь спектр огранок.
Широкое применение при изготовлении украшений по технологии «литье с камнем» (требует температурной устойчивости).
Суть процесса изготовления – камни устанавливаются не в изделие, а в восковую модель, которая заключена в литьевую форму. Легкоплавкий материал вытапливают.
Далее, в образовавшуюся пустоту заливают металл с высокой температурой. После остывания, остается только закрепить вставки. Применение ситаллов решило проблему деформации камней под воздействием температурных напряжений.
Для сравнения приведены основные средние показатели ювелирных ситаллов (С) и их натуральных аналогов (А): аналог/ситалл (А/С).
Шедевры технологии изготовления нанокристаллов:
История создания, производство технических ситаллов
В 1739 году химик Реомюр Р. в результате опытов с кристаллизацией стекла получил поликристаллический фарфор, выдерживающий высокие температурные нагрузки. Он не смог повторить свой опыт, но факт получения материала был зафиксирован историей и позднее назван ситаллом. Лишь в XX веке ученые возродили идею создания стеклокерамики с удивительными физическими свойствами.
Наименование «ситалл» образовано из двух слов: «стекло» и «кристалл».
В употребление введено профессором МХТИ Китайгородским И.И., разработавшим процесс получения стеклокристаллического материала. До сих пор идут споры о праве считаться автором изобретения.
Ученый Дональд Стукей из Нью-Йорка, давший материалу название «пирокерам», утверждает, что опередил всех в 1957 году. Предприятие «Формика» получило патент по изготовлению цветных ситаллов (нанокристаллов) в 90-е годы. В наши дни изучение и разработка стеклокристаллического вещества с улучшенными характеристиками продолжается.
Способы производства ситаллов в промышленности определяют основу изготовления ювелирных нанокристаллов. Производство состоит из следующих этапов:
- Получают изделия из полиморфного стекла с различным химическим составом, добавлением ускорителей и нуклеаторов, ускоряющих кристаллизацию и изменяющих ее характеристики.
- Первая ступень – тепловая обработка при 500–700°С. Образовываются центры кристаллизации.
- Следующая ступень – нагрев до 900–1100°С. Развивается кристаллическая фаза.
Изменения характеристик ситаллов достигается варьированием:
- разновидности стекла;
- катализаторов;
- режимами температурной обработки (внутренняя структура кристаллов изменяется);
- применением различных видов облучения.
Методы получения стекла:
- вытягивание;
- выдувание;
- прокатка;
- прессование.
Ускорители кристаллизации:
- группа цветных и редкоземельных металлов;
- окислы и производные солей различных металлов;
- фториды;
- сера, сульфаты, кокс;
- сульфиды.
Ситаллы иногда называют стеклокерамикой. Кристаллическая решетка – среднее между стеклом и керамикой. Структура ситаллов обладает следующими свойствами:
Технология производства материала, управляемость процесса позволяет наделять их дополнительными характеристиками:
- прозрачность;
- радиопрозрачность;
- обладание собственным магнитным полем;
- полупроводники.
Применения стеклокерамики
Применение ситаллов в различных отраслях обусловлено его свойствами и возможностью наделять его разнообразными свойствами.
Ситаллы повышенной прочности:
- авиастроение;
- ракетостроение;
- радиоэлектроника.
Также камни наши свое применение:
- Прозрачный стекломатериал (термостойкость и радиопрозрачность) – астрооптика, лазерная техника.
- Износо-, химически стойкие – текстильная, химическая, автомобильная промышленность, горнодобывающее машиностроение.
- Фотоситаллы – в микроэлектронике, оптике, полиграфии.
- Слюдоситаллы – в машиностроении.
Плотность оптического стекла, устойчивость к воздействию химии и высоких температур, механическая прочность позволяют производить различную оптику. Изделия находят применение на земле и в космическом пространстве. На земном шаре две компании обладают такими технологиями и производством. Но только в России находится производство полного цикла.
На российском заводе оптического стекла производят оптику для телескопов. Заказы на изготовление составляют третью часть рынка оптики. На заводе могут изготовить заготовки для зеркал около 6,0 метров в диаметре. БТА (Большой азимутальный телескоп), установленный в обсерватории около станицы Зеленчукской, имеет подобный размер главного отражателя.
Продукция завода установлена:
- на телескопах проекта Фолкес;
- в Китае на спектроскопе, наблюдающим за обширными районами космоса;
- в Европейской южной обсерватории;
- на телескопах Италии, Индии.
В состав главного зеркала Большого
Южно-
Африканского телескопа входит 91 ситалловый элемент российского производства. Продукция ОАО «ЛЗОС» Ситалл СО115М – материал сверхнизкого теплового расширения, что обусловило его применение для изготовления астрономических зеркал с высокими показателями степени точности.
Это далеко не весь спектр применения стеклокристаллических материалов. Наука не стоит на месте.
Разрабатываются новые технологии. Возможно, в ближайшем будущем, ученые порадуют новыми открытиями, расширят области применения стеклокерамики.
Роскошные драгоценные изделия с натуральными камнями может себе позволить не каждая дама. А приобрести что-то красивое хочется всем. В этих целях учёные вывели искусственные камни из природных веществ. С помощью нанотехнологий был создан кристалл ситалл. По своим внешним данным он не уступает многим натуральным камням. На сегодняшний день изготовляются ситаллы различных цветов.
История возникновения
Многих интересует ситалл (камень). Что это? Об искусствнных фианитах наслышаны больше, а о ситаллах информация не так рапространена. Драгоценный камень ситалл - это стеклокристаллический материал. За рубежом технологию его изготовления разработали раньше (в 1957 г.). Принадлежит она американцу Дональду Стукею. Фирмой "Дау Корнинг", занимающейся выпуском этих кристаллов, им было дано название "пирокерам".
В Советском Союзе разработкой ситаллов занимался Исаак Китайгородский. Да и многие другие русские учёные внесли вклад в разработку технологии кристаллов. Итак, ситалл (камень) - что это, откуда появилось такое название? Необычное слово образовалось от двух химических элементов, входящих в состав этого кристалла. От сицилиума (кремний) взяли слог "си", от алюминия - слог "ал", и получился ситалл. Он очень похож по составу на вулканическую породу и относится к высокотемпературному
Характеристика и свойства кристалла
Фианит по своим свойствам больше напоминает бриллиант, а вот ситалл копировали под сапфиры и изумруды. Его изготавливают из стекла, но между ними есть некоторые отличительные черты. Формула, послужившая для создания этого кристалла, - SiO 2 , она очень похожа на горный хрусталь. Именно последний является сырьём для Как же выглядит ситалл (камень)? Фото этого искусственного кристалла можно увидеть на изображениях в статье. Он достаточно твёрдый и непористый. Насколько надёжным является камень ситалл? Свойства этого кристалла зависят от того, как он сложен. А состоит он из малейших кристалликов, поэтому очень плотный, приравнивается к стали. По твёрдости его превосходит только бриллиант. Камень хорошо проводит тепло, растопить его в домашних условиях невозможно. Этого добились благодаря литию, алюминию и минеральному сырью, которые вводят в состав.
Ситалл красиво переливается, он почти прозрачный, стойкий к различным химическим реакциям. Как же соединить такое большое количество кристаллов, чтобы между ними не образовывались поры?
Процесс изготовления
Стекло имеет природное свойство со временем кристаллизоваться. Именно его и взяли за основу учёные при создании ситалла. Процесс изготовления этого материала напоминает стеклокерамику. Для начала готовят исходные материалы - шихту. В неё может входить несколько нуклеаторов (составляющие для осветления). На один миллиметр кубический приходится несколько биллионов мельчайших кристаллов.
Затем такая шихта обязательно поддаётся плавлению. Сначала кристаллизуется центр камня, потом температуру повышают, пока вокруг него не вырастут новые агрегаты.
После этого камень поддаётся охлаждению. Вот так получают ситалл. Камень в ювелирных целях используется очень широко. Технологией изготовления ситалла воспользовались при выливании рубинового стекла для кремлёвских звёзд в Москве.
Как применяют ситалл
В каких ещё сферах кроме изготовления используется этот искусственный камень? Свойства ситалла можно регулировать, добавляя в его состав те или иные элементы, например, такие: перлит, доломит, медь, серебро. Поэтому кристалл широко используется в машиностроении. Он является прекрасным электроизолятором, достаточно прозрачный, годится для изготовления линз, зеркал, светофильтров.
Служит прекрасным материалом для покрытия металлических деталей. С такой защитой металл не ржавеет и имеет красивый внешний вид. Трубы с ситалловым покрытием используются в нефтеперерабатывающей сфере.
Камень с элементами алюминия и лития применяют в стоматологии (для изготовления пломб).
Виды искусственного кристалла
Самое распространённое применение получил этот искусственный камень в ювелирной сфере. Ситаллов есть несколько видов. Большой популярностью пользуется аметрин, состоящий из двух цветов и напоминающий аметист. Не менее востребованным является султанит, способный менять цвет.
Очень многих модниц интересует ситалл (камень). Что это, сегодня уже известно многим женщинам. Серебряные и золотые украшения в наше время нельзя представить без синтетических камней. Ситалл "Лондон" - камень, напоминающий с дымчатым оттенком. Этот нанокристалл очень хорошо сочетается со сплавами золота и серебра. Если у девушки светлая кожа и светло-голубые глаза, то ситалл "Лондон" ей идеально подойдёт.
Также стоит перечислить следующие виды ситаллов: цитрин мадера, турмалин, танзанит, розовый маркиз, гранат триллион и др.
Востребованность на рынке украшений
Мы выяснили, ситалл (камень) - что это. Синтетический минерал ничем не уступает по своим характеристикам топазу, изумруду. У него очень ровный цвет и хорошая прозрачность. Ещё очень важным преимуществом обладает ситалл - он переносит высокие температуры. Это позволяет использовать его в украшениях, которые делают путём отлива. Кристаллы помещают в формы и туда же заливают металл, разогретый до 1000 градусов. Фианиты такой высокой температуры не выдерживают: либо деформируются, либо тускнеют. А вот ситаллы прекрасно справляются с таким испытанием, поэтому у фианитов появился серьёзный конкурент. Изделия с нанокристаллом очень изысканные и сравнительно недорогие.
Превосходство синтетических камней
Вокруг синтетических камней ведётся много споров об их преимуществах и недостатках. Ювелирные искусственные кристаллы являются абсолютными аналогами природных минералов, но созданными в лабораторных условиях. Настоящие камни растут в природной среде, а синтетические выращивают искусственно. Их можно сравнить с цветами, за которыми ухаживают в оранжерее. Там они крупные, яркие, долго цветут. Так и камни: в лаборатории можно экспериментировать с цветом, составом, прочностью. Выращенные искусственно кристаллы ничем не уступают натуральным, в некоторых случаях даже превосходят их. Одним из самых ярких представителей является ситалл.
К синтетическим разработкам учёных также относятся камни Swarovski, фианиты. Они используются в качестве аналогов различных Серьги, браслеты, кольца с использованием этих ярких кристаллов очень разнообразили ассортимент ювелирных изделий. Украшению со вставками из ситалла будет рада любая женщина!
Относится к стеклокристаллическим материалам. Одни источники говорят, что ситал научился синтезировать Дональд Стукей из нью-йоркской компании «Дау Корнинг» еще в 1957-ом году.
«Википедия» встает на сторону Исаака Китайгородского. Это советский физиохимик, работавший в московском институте Дмитрия . Оба варианты оспаривают в современной ювелирной фирме «Формика», утверждая, что изобрели камень ситал сами в 90-ых годах.
Правда, специалисты «Формики» делают акцент на патент, касающийся цветных . Материал, авторство на который оспаривают, по всей видимости, востребован. Уделим ситалу внимание и мы.
Химические и физические свойства ситала
Являясь, по сути, стеклом, ситал отличается по свойствам. Формула та же – SiO 2 , совпадает с составом . Именно из него получают чисто кварцевое стекло.
Поэтому, и свойства обычного материала совпадают с параметрами горного хрусталя. Твердость равна 6-6,5 баллам по . Пористость материала нулеывая. Плотность составляет 2 200 килограммов на кубический метр.
Это минимальный показатель из всех видов обычного стекла. Однако, к ним не относится камень ситал. Свойства этого материала зависят не столько от химического состава, сколько от структуры.
Ситал отличает поликристаллическая структура. Материал мелкозернистый, изотропный. Это значит, что его свойства одинаковы по всем направлениям. Плотность колеблется в пределах 2 400 – 2 950 килограммов на кубический метр.
По теплопроводности ситал тоже превосходит обычные стекла, — дает о себе знать повышенная плотность. Твердость камня близка к показателю закаленной стали. Для сплавов используют шкалу Роквелла. Закаленной стали по ней дают около 10 000 мегапаскалей.
В переводе на баллы Мооса, получится примерно 8. То есть, твердость ситала приближена к , не дотягивая до алмаза всего 2 балла, а до корунда (материала для ) – всего 1.
Тонкозернистая структура материала обеспечивает электроизоляционные свойства. Удивляет, так же, температура плавления. Ниже 1030-ти градусов Цельсия не опускается, бывает выше, в зависимости от вида ситала .
Термостойкость увеличивают, вводя в формулу и . Помогает минеральное сырье: эвкриптит, шпинель, муллит.
Ситал выделяется не только термической, но и химической стойкостью. Завершает череду похвал исключительная прозрачность материала. Она обусловлена размерами .
По длине они не превышают сотых долей миллиметра. Это меньше полуволны видимого света. Как же получают столь мелкие кристаллы, да еще и равномерно распределяют их в пространстве, не оставляя пор?
Получение ситала
История получения стекла связана с его спонтанной кристаллизацией. Но, в случае с ситалом, она управляема. Вместо стандартного получается мелкокристаллическая стеклокерамика.
Основа стандартна – шихта, то есть смесь исходных материалов. В ней может быть одно, или несколько ядрообразующих составляющих. Их именуют нуклеаторами. Это осветляющие агенты. Их побочное действие – увеличение числа центров кристаллизации.
Итог: в одном кубическом миллиметре умещаются биллионы субмикрокристаллических образований. Понятие биллион редко используется. Поэтому, напомним, что термин соответствует единице с 9-ю нолями, то есть тысячи миллионов.
Процесс не запустится без нагрева. Шихту плавят. Термообработку разбивают на 2-е стадии. Сначала, формируют центры кристаллизации. Потом, температура выводится на показатель, подходящий для активного роста агрегатов.
Остается выработать и охладить массу. Выработкой называют процесс изготовления предметов, грубо говоря, отливку. Направленность процесса достигается протеканием состава в заранее отформованных . Какие именно изделия, и для каких сфер жизни получают, разберемся далее.
Применение ситала
Материал синтезируют с учетом заданных свойств. Нужна, к примеру, чувствительность к фотхимическим процессам, — добавляют , и облучают ультрафиолетом. Необходимо отладить электроизоляционные свойства?
В шихту примешивают перлит и доломит. Это горные породы вулканического происхождения. Возможность регулировать свойства ситала – причина его широкого распространения.
В машиностроении материал наносят в качестве покрытия на металлические детали. Это уберегает их от коррозии, придает внешний лоск. В нефтеперерабатывающей промышленности нужны ситалловые трубы .
Применение камня ситал связано и с микросхемами. Здесь стеклокерамика выполняет функцию диэлектрической изоляции. Если в материале присутствует литий с алюминием, он используется при пломбировании зубов.
Не обойти стороной и камень ситал ювелирный . Он может имитировать большинство драгоценных минералов, причем, быть прозрачнее и однороднее природных образцов. Успехом пользуется, к примеру, камень аметрин-ситал .
Называют двухцветный аметист – редкий и дорогостоящий. К этой категории относится и султанит. Ситал камень взамен него – выгодное предложение. Султанит – минерал хамелеон. Выраженные переливы цвета в природных кристаллах встречаются редко.
Цена ситала
Стоимость материала зависит от назначения. Так, технические виды ситала дешевле, ювелирные – дороже. Особенно ценятся цветные образцы, к примеру, «Лондон » ситал камень. Что это ? Речь о серо-голубого, дымчатого оттенка.
Такая раскраска именуется «Лондон». Товар востребованный, но дефицитный. Ситал становится отличной заменой. Синтетический камень, как и натуральный, обрамляют , .
Цены на готовые изделия начинаются от 5 000 рублей. Выше 35 000 на отдельные стоимость, как правило, не доходит.
