Конечная обработка драгоценных камней и металлов
Наиболее известные способы обработки драгоценных камней: термический; пропитка жидкообразными веществами; облучение; диффузные методы. Каждый из этих способов по облагораживанию минералов имеет свои отличия. Давайте рассмотрим их каждый по отдельности.
Термический способ (нагревание, отжиг)
Без термической обработки С термической обработкой Данный подход, повсеместно используемый в обработке минералов, помогает улучшить чистоту камня и неповторимый цвет. Используется для таких камней как: танзанит, рубин, сапфир, гранат, циркон, аметист, турмалин и др. Разные самоцветы требуют к себе различного метода термического воздействия, начиная от элементарного нагревания на открытом пламени огня, и заканчивая высокотехнологичными электрическими печами, с встроенным регулятором давления, интенсивности магнитного поля и температурных режимов.
В подавляющем большинстве случаев минералы подвергаются термическому воздействию для повышения качества цвета. Так, например, танзаниты проходят процесс термообработки, из-за того, что в натуральном виде они имеют смешанный колер, а нагревание помогает проявиться главенствующему цвету. А турмалиновые камни нагревают для осветления их цветовых характеристик, так как он от природы в основном темных оттенков. Процессу термической обработки обязательно подвергаются редкие минералы — голубой циркон (старлит), для того чтобы закрепить цвет, иначе через несколько недель необлагороженный камень может поменять свой колер на кофейный.
Благодаря тому, что термическая обработка — процесс, не влияющий на химическое строение минерала, международное геммологическое сообщество вполне спокойно относится к таким подходам по облагораживанию.
Общепринятые методики термического воздействия на драгоценные и полудрагоценные камни
Печь для термической обработки камней На сегодняшний день существуют следующие основные методы обработки (облагораживания) природных минералов:
Заполнение натуральной пастой (Fracture filled)
Из-за того, что основная часть добываемых природных минералов из группы корундов не отличается высокими показателями качества, самые крупные экземпляры самоцветов приходится подвергать процессу обработки для улучшения их внешних характеристик. Для начала подготавливается паста, перемолотая в микроскопический песок из натуральных минералов подобного вида корунда, который предполагают обрабатывать. Затем, облагораживаемый камень помещают в специализированную печь вместе с пастой и запекают продолжительное время, в температурном диапазоне от 1300 до 1500 градусов. Разогреваясь, разжиженная паста за счет более высокой плотности, выталкивает излишнюю влагу и примеси, заполняя собой все неровности, трещины и сколы, как бы запаивая и выравнивая все образовавшиеся изъяны в минерале.
В последнее время данный подход используется все меньше, а если и применяется, то только для редчайших (уникальных) и крупноразмерных камней, из-за того, что огромным минусом такого способа облагораживания является применение природных минералов высокого качества для измельчения и получения пасты. Но в конечном итоге, стоимость таких самоцветов на рынке не слишком отличается от необработанных камней.
Leg-glass filled — заполнение стекломассой
Данный процесс обработки отличается от выше изложенного, лишь тем, что основа пасты является не измельченный корунд, а стекло и во время отжига все сколы и дефекты самоцветов равномерно заполняются стекломассой. После прохождения таких процедур украшения с подобными камнями запрещается паять, по причине того, что самоцвет может разрушиться из-за различного диапазона температурного расширения природного корунда и материала заполнения — стекла. Так же, в случае, когда уровень заполнения неровностей стекломассой превышает 25-35%, камень не рекомендуют держать продолжительное время под стриммером или в ультрасонике — может раскрошиться.
Таким видом облагораживания подвергаются почти все добытые рубины. А, например, в случае с сапфиром, такой подход не укоренился. И вот какой вывод можно сделать из выше описанного: когда на рынке имеется предложение драгоценного камня — рубина по цене 25-55 доллара за карат, то стоит задуматься над тем, какое соотношение стекла и природного корунда содержится в этом экземпляре.
Наполнение резиной
Зачастую добываются изумруды хорошей чистоты и изысканного цвета, но при этом они имеют повышенную естественную трещиноватость, что во время огранки почти нет никакой возможности сохранить его в целостности. Тогда для таких изумрудов применяют не только метод промасливания, а еще обрабатывают специальной, не имеющей цвета резиной. Она действует не только как клеевой состав, но и как поддержка при различных механических воздействиях на камень. Исходя из этой информации, стоит понимать, что сейчас на рынке примерно 55% предлагаемых изумрудов — это резинодополненные изделия.
Диффузия ионами Ве
На месторождениях сапфиров в Таиланде, Индии или Мьянме все сырье добывается в виде беспорядочной смеси вперемешку с шпинелем, турмалином, цирконием, хризобериллом и иными ценными и не очень ценными минералами. При этом в процессе промышленного производства не всегда есть возможность отбирать и делить добытые минералы. Тогда вся эта смешенная масса поступает в печь для нагревания, и, как правило, драгоценные самоцветы остаются в целостном состоянии, а остальные минеральные породы распадаются и отшелушиваются.
Благодаря одному случайному происшествию на фабрике Таиланда, при штатном ежедневном отжиге породы был обнаружен интересный эффект: после прохождения процесса нагревания смешанной партии добытого сырья, бледно-фиолетовые самоцветы стали интенсивно желтыми и розовыми. Было проведено множество длительных испытаний, которые показали, что такой результат можно получить, если в обжигаемой массе природного материала присутствует такой элемент как хризоберилл, и содержащийся в нем бериллий. Экспериментальным путем в процесс накаливания начали искусственно добавлять небольшие количества бериллия, что тоже дало ожидаемый положительный результат.
Уже пару десятилетий данный подход к обработке драгоценных камней используется повсеместно, и практически 99,9% добываемых минералов проходят через эту процедуру. Проверить небольшой образец камня на предмет обработки диффузией ионов достаточно тяжело без использования разрушающих геммологических подходов. В этом может помочь только лишь спектроскопия, но немногие обычные геммологические лаборатории снабжены таким оборудованием. Куда проще обстоит дело с более крупными самородками, от 0,5 карат. Из-за того, что бериллий проникает во внешний и неглубокий средний слой камня, сердцевина остается не тронутой, поэтому используя обычный микроскоп или даже неплохую геммологическую лупу, можно распознать, обрабатывался ли самоцвет или нет.
Облучение
Процесс радиоактивного воздействия на минерал — это вполне себе природный элемент цепочки, происходящий под корой земли. Только естественным путем, влияние происходит в течение десятки миллионов лет, а человек просто придумал, как сократить время для данного влияния.
В большинстве случаев, облучение дает безвозвратный результат, и цвет закрепляется навсегда, но все-таки исключения присутствуют. Наиболее чаще данная процедура применяется в изготовлении цветных бриллиантов.
Пропитка маслом
Еще с древних столетий такой подход применялся к облагораживанию драгоценных камней. На сегодня, это самый используемый метод для обработки изумрудов, применяемый повсеместно. Одним из наиболее распространенных веществ для пропитки самоцветов является кедровое масло. Хотя в последнее время его чаще используют под обработку изумрудов высокого класса, а для прочих самоцветов употребляют синтетические масла. К недостаткам такого метода можно отнести его недолговечность, минералы подлежат специализированному уходу, и довольно часто приходится проводить процедуру промасливания повторно.
Вышеперечисленные способы обработки драгоценных камней имеют статус общепринятых. Поэтому в геммологических кругах вполне приемлема взаимосвязь с такими камнями, но единственным условием реализации обработанных минералов является соответствующая отметка при продаже камней.
Непопулярные способы обработки драгоценных камней
На рынок продажи драгоценных камней так же попадают самоцветы, облагороженные по не совсем общепринятым стандартам. Такие подходы не популярны и не поддерживаются геммологическим обществом. К таковым можно отнести следующие способы:
- Магнетронное нанесение тонких пленок. При помощи такого процесса создают порозовевшие топазы, насыщенные желто-синеватые аметрины, в общем, добавляются не совсем естественные цвета тем или иным самородкам. А само воздействие выглядит таким образом, что смесь из различных минералов помещают на считанные секунды в вакуумную камеру магнетрона, и как результат — куча камней смешанных цветных колеров. Такой способ не отличается особой долговечностью, а нанесенная пленка очень просто повреждается;
- Диффузия поверхности. Основа такого вида обработки — это нанесение тонкого пленочного слоя легкоплавких оксидов металла (ванадий и титан). Далее после покрытия пленкой минералы попадают в печь, в которой при отжиге покрывающее вещество разваливается, а ионы металлов проходят в наружный слой камня, тем самым лишь окрашивая его внешний облик. Но такая окраска достаточно не стабильна, и самоцвет может потерять свой цвет в любое время.
Хотя большая часть методов обработки не влияет на химическую структуру минерала, но главное требование, предъявляемое к облагораживанию драгоценных камней, остается неизменным — любое воздействие в конечном итоге должно приводить к стабильному и долговечному результату.
Обработка (облагораживание) драгоценных камней
Под обработкой (облагораживанием) понимается любой процесс, кроме огранки и полировки, который улучшает проявления качеств камня (цвет / чистота / насыщенность), увеличивает срок жизни камня и делает его пригодным для использования в качестве ювелирного, то есть — драгоценного камня.
Драгоценные камни редко попадают к конечному покупателю в своем естественном виде. Основные способы "обработки" - огранка и полировка драгоценного камня, необходимые для придания природному кристаллу его «драгоценности», мы только что вынесли за скобки по одной главной причине. При огранке и полировке происходит механическое изменение его внешнего вида, но не происходят иные процессы, влияющие на структуру кристаллической решетки и меняющие химичиский состав камня.
Все другие способы обработки, которые мы классифицируем и рассматриваем, имеют своей целью вмешательство в структуру камня и/или его химический состав.
Основные причины для облагораживания драгоценных камней:
Красота: Облагораживание приводит к значительному улучшению некоторых параметров камня, к большему проявлению того, что мы называем «красотой». В результате облагораживания камни становятся значительно чище, приобретают лучший цвет, а в некоторых случаях – и стабильность (долголетие) цвета.
Цена: Прекрасные, высшего класса, природные драгоценные камни без существенных дефектов всегда в дефиците, очень редки и очень дороги. Значительно более доступно сырье среднего и низкого качества, которое в результате применения различных способов облагораживания превращается в весьма прилично выглядящие камни по вполне доступным ценам.
Востребованность: Если бы ювелирный мир использовал бы только необлагороженные драгоценные камни, то цены даже на самые дешевые камни и изделия с ними были космически высокими.. Не из-за стоимости камней как таковой, а из-за практической недоступности таких изделий.. Использование облагороженных камней дает возможность практически любому человеку найти что-либо нравящееся для себя и для близких.
Основные методы обработки (облагораживания) природных драгоценных камней:
Основные, наиболее распространенные методы – термическая обработка (иногда называется «отжиг»), пропитка маслом или иными органическими бесцветными или цветными веществами, облучение и диффузные методы обработки (диффузия ионов внутрь кристаллов)
Термическая обработка (отжиг, нагревание) — самый широко распространенный процесс обработки, используемый для рубинов, сапфиров, янтаря, апатитов, различных разновидностей бериллов, аметистов, цитринов, танзанитов, цирконов, топазов, турмалинов. Позволяет улучшить чистоту и/или цвет камней. Для различных камней применяются различные методы термической обработки: от простого удерживания драгоценных камней в открытом пламени до использования суперсовременных электрических автоматических печей с возможностью регуляции и изменения температуры, давления и напряженности магнитного поля. Практически все корунды подвергаются термической обработке для улучшения в первую очередь цвета. Большинство турмалинов нагревают для их «осветления» - от природы турмалины как правило очень темные. 100% крайне редких в природе голубых цирконов в обязательном порядке подвергают нагреву для закрепления цвета, в противном случае через 1-2 недели воздействия солнечного цвета на голубой от природы циркон цвет изменится на коричневый. Также термообработке подвергаются все тазнзаниты, так как в естественном виде они коричнево-желто-зелено-непонятного цвета.
Термическая обработка совершенно нормально воспринимается геммологическим сообществом, так как в подавляющем большинстве случаев результат ее перманентен.
Новейшие методы термической обработки:
- С заполнения камня естественной пастой (fracture filled).
Применим в основном для корундов.. Так как большая часть сырья природных корундов не самого, мягко так скажем, высокого качества, то крупные кристаллы подвергают следующему воздействию.
Приготавливается паста на основе того же типа корунда, кторый подлежит обработке. Для пасты размалывается в микроскопическую пыль другой кристалл корунда. Обрабатываемый камень запекается в этой пасте в течение длительного времени в печи при температуре 1400-1450 градусов. Находящяяся внутри камня влага растворяет все доступные для растворения естественные включения, а сжиженная фракция из пасты заполняет образующиеся пустоты, вытесняя лишнюю влагу и воздух..
Такие камни, как правило, ненамного дешевле необработанных. Данный метод в последнее время крайне редко применяется, исключение делают только для очень крупных, потенциально уникальных камней. Беда метода в том, что для измельчения приходится использовать сырье очень высокого класса.
- С заполнения камня стекломассой (led-glass filled).
Все тоже самой и точно также, как рассказано выше, только паста приготавливается на основе стекла. Все пустоты и трещины в камне оказываются заполнены стекломассой. Такие камни нельзя долго держать в ультрасонике и под стиммером – могут развалиться на части (если степень заполнения выше чем 25-30%). Изделия с такими камнями нельзя паять – опять же могут развалиться из-за различного градиента температурного расширения стекла и собственно корунда. Практика такой обработки не прижилась для сапфиров, но вот рубины подвергаются такой обработке в 99% случаев! Если Вам предлагают рубин по стоимости 20-50 долларов за карат, то сомневаться можно только в одном: чего в камне больше? Стекла или рубина.
- Глубокая диффузия инонов Be.
Сырые сапфиры из месторождений Танзании, Мадагаскара и Шри-Ланки как правило поднимаются из земли в конгломератах с цирконом, шпинелями, хризобериллами, турмалинами и другими драгоценными и не очень минералами.. При промышленнном производстве времени на переборку и разделение различных минералов зачастую не хватает. И все вместе, вся эта куча идет в печку для прокаливания ( при этом камни остаются целыми, а вмещающие породы чаще всего растрескиваются и отваливаются)..
"Странный" эффект был обнаружен при проведении рутинного отжига на одной из фабрик Таиланда. Загруженные в печь едва заметно-фиолетовые корунды после отжига вышли из печи достаточно яркими розовыми и желтыми.. Длительное эксперементирование показало, что такой эффект достигается, когда в загружаемой в печь массе присутсвует хризоберилл.. И - ничего не происходит, если хризоберилла в печи нет. Хризоберилл, как известно, содержит бериллий. Попытки внести искуственно в прокаливаемую массу малые количества бериллия дали то же результат – появились ярко желтые и ярко-розовые сапфиры.
В последнее десятилетие этот метод принят на вооружение. Почти все (99.9999%) мелких рассыпных розовых и желтых сапфиров – Be-treated. Определить такую обработку для мелких камней очень сложно при использовании только неразрушающих геммологических методов. Достоверно помогает спектроскопия, но не каждая рядовая геммологическая лаборатория имеет такое оборудование. Несколько проще с крупными, от 0.5 карат, камнями. В таких камнях иноны бериллия проникают только во внешние и средние зоны камня (по глубине). Центральная зона остается «непрокрашенной» и естественный цвет центральной внутренней зоны нетрудно заметить с использованием микроскопа или даже хорошей геммологической лупы.. При этом наблюдатель должен иметь хорошо натренированный глаз: надо знать, где и что можно увидеть, и как, по каким признакам распознать.
Данный метод применяется, помимо производства желтых и розовых сапфиров, для производства рубинов и красных сапфиров, как правило – танззанийских месторождений. Придает рубинам и сапфирам яркий цвет с сильным оранжевым оттенком. Диффузия Be применяется шиироко и для облагораживания морганитов, придавая им несвойственно яркий оранжеватый оттенок.
- Облучение
Драгоценные камни могут менять цвет под воздействием радиации. Эти процессы вполне естесвенные, происходят в земной коре под воздействием излучения радиоактивных элементов, в коре же и содержащихся. Занимают такие процессы очень долгое время – миллионы и десятки миллионов лет. Человек все-навсего придумал, как ускорить продесс. Облучение в подавляющем большинстве случаев дает постоянный результат, цвет уже не меняется (хотя исключения известны). Наиболее массово эта технология применяется для производства цветных бриллиантов, а среди более доступных камней – для производства голубых топазов и всех ювелирных разновидностей кварцев: аметистов, цитринов.
- Промасливание.
Заполнение бесцветным природным маслом – способ обработки камней берилловой группы, известный с древнейших времен. В современности применяется в основном только к изумрудам, зато – повсеместно! Непрошедшие такую обработку изумруды – штучные редкости. Наиболее популярный естественный продукт для данной технологии – кедровое масло. Сейчас его используют только для изумрудов высшей категории, для всех остальных применяются синтетические масла. Масло просачивается внутрь камня через трещины, которые достигают поверхности камня, и визуально улучшает чистоту и окраску изумруда. К сожалению – результаты такой обработки не очень постоянны, камни требуют специального ухода, и нередко – повторного промасливания.
К зеленым бериллам нередко применяется и способ заполнения синтетическим маслом с красителем. Благодаря этому светлозеленые бериллы получают более насыщенную изумрудную окраску.
- Заполнение клеевой массой (смолой, резиной).
Очень часто попадаются изумруды красивого цвета, неплохой чистоты, но с такой сильной трещиноватостью, что практически невозможно сохранить камень целым. Такие изумруды помимо промасливания заполняют специально подготовленной бесцветной резиной, которая работает и как клей, и как амортизатор при механических нагрузках. Применение сочетания этого метода с заполнением красящим маслом для бериллов приводит к появлению большинства изумрудов, представленных на мировом рынке.
Все перечисленные выше способы являются так называемыми "принятыми" технологиями. То есть геммологическое сообщество знает о них, согласно с их использованием, и лишь требует от продавца всегда правдиво указывать соответствующую информацию.
Но известны и технологии облагораживания драгоценных камней массового применения, "не принятые" геммологическим сообщество. Коротко об основных:
- Поверхностная диффузия.
Применятся в основном для производства синих сапфиров. Поверхность камня покрывается тонкой пленкой на основе легкоплавких оксидов металлов с содержанием ионов титана и/или ваннадия. Затем камень помещается в печь, где при прокаливании пленка разушается, а ионы ванадия и титана проникают в самые верхние поверхностные слои камня. При этом естественно и окрашивается только поверхность, на глубину не более чем в несколько десятков микрон. Окрашивание надежное, цвет уже никогда не поменяется. Часто лишь случайно расколов камень удается увидеть, что Ваш красивый насыщенный голубой сапфир, купленный за безумные деньги – внутри цвета помоев или темной детской неожиданности. Любой геммолог без труда способен идентифицировать такой сапфир. Поскольку прокрашивание поверхностное, то достаточно даже царапины для повреждения красящего слоя.
- Окрашивание с использованием магнетронного напыления тонких пленок.
Технологически - очень простой способ. Всего несколько секунд в магнетроне, и гора "камений недорогоценных", размещенных в его вакуумной камере, превращается в. мистик-топазы, мистик-кварцы, в мистик-вообще что угодно. А также в розовые и красные топазы, в танзаниты и супер-пупер аметисты (окрашенный кварц), да и вообще во все, что придет в голову нечистоплотному манипулятору, игрющему на всеобщей геммологичской безграмотности. Результаты такой обработки непостоянны, тонкая пленка легко царапается и разрушается.
Оба поименованных выше вида обработки признаны недопустимыми. Также недопустимыми являются виды стандартных обработок, если для того или иного типа камней они не дают постоянного результата (может поменяться цвет или ухудшиться чистота).
Большинство методов обработки не приводят к изменениям химического состава камней. Диффузия и стеклозаплнение влияют на химический состав. Основное требование, которое должно предъявляться к продавцам - правдивость информации! Допустимо продавать камень, прошедший глубокую обработку, недопустимо продавать его под видом камня, свободного от обработки.
НЕБОЛЬШОЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО КАМНЯМ, ОБЫЧНО ПОДВЕРГАЕМЫМ ОБРАБОТКЕ (ОБЛАГОРАЖИВАНИЮ)
ИЗУМРУД: Промасливание, промасливание + заполнение резиной.
РУБИН: Термическая обработка, стеклозаполнение, диффузия.
САПФИР: Термическая обработка, диффузия.
ТАНЗАНИТ: Термическая обработка для придания камню фиолетового цвета.
АКВАМАРИН: Обычно – термическая обработка для улучшения цвета.
ГЕЛИОДОР: Часто - термическая обработка, облучение.
ГОЛУБОЙ ТОПАЗ: Обычно – облучение и термическая обработка для придания камню голубого цвета.
ЦИТРИН: Всегда - термическая обработка аметиста для придания характерного цвета, часто - облучение.
АМЕТИСТ: Часто - термическая обработка для усиления и закрепления цвета, иногда - облучение.
ПРАЗИОЛИТ: Всегда - тремическая обработка и/или облучение для получения зеленого цвета.
ТУРМАЛИН: Часто – облучение для усиления розового и красно-фиолетового цветов, термическая обработка для осветление темных камней, диффузия ионов Cu для получения синего цвета (индиголиты и параиба).
АНДЕЗИН-ЛАБРАДОРИТ: Почти всегда термическая обработка для придания и усиления красно-оранжевого цвета.
АПАТИТ: Очень часто – термическая обработка.
ГОЛУБОЙ ЦИРКОН: Всегда – термическая обработка либо для закрепления естественного природного цвета, всегда - для придания камню голубого цвета.
БЕСЦВЕТНЫЙ ЦИРКОН: Всегда – термическая обработка.
ЦИРКОНЫ ВСЕХ ОСТАЛЬНЫХ ЦВЕТОВ: Иногда - термическая обработка
НЕФРИТ, ЖАДЕИТ, ЛАЗУРИТ, МАЛАХИТ, БИРЮЗА и подобные минералы: Обычно - пропитка бесцветным воском.
АГАТ: Очень часто - крашивание неорганическими красителями.
КОРАЛЛ: Обычно - отбеливание и окрашивание неорганическими красителями.
ЖЕМЧУГ: Обычно - отбеливание для улучшения цвета и в качестве подготовки к покраске, окрашивание неорганическими красителями.
ЧЕРНЫЙ ОНИКС: Всегда окрашивание.
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.
Методы облагораживания ювелирных камней
Одной из составляющих частей понятия «драгоценный камень» является «редкий камень». Чистые и обладающие яркой красивой окраской камни встречаются в природе крайне редко. Подавляющее большинство природных камней имеют непривлекательную окраску (слишком светлую, слишком густую или с некрасивым оттенком) и/или содержат крупные включения, сильно снижающие их ювелирные качества. Естественно, что на протяжении многих столетий человек пытался искусственно улучшить внешний вид камня. Достижения современной науки и развитие техники позволило в значительной степени достигнуть этой цели.
Современные технологии облагораживания позволяют изменять некоторые свойства природных, а иногда и синтетических камней, что в последнее время часто находит свое применение в ювелирной отрасли. Под термином «облагораживание» обычно понимают специальные процессы обработки камня, за исключением огранки и полировки, которые улучшают его внешний вид (цвет, чистоту), прочность, повышают его ценность или делают камень пригодным для использования в ювелирных изделиях. Свойства, приобретенные камнем в результате облагораживания, могут быть неустойчивыми, т.е. внешний вид облагороженного камня может изменяться со временем. Облагораживание считается устойчивым, если камень не меняет свой внешний вид (цвет и/или чистоту) при нормальном ношении (в ювелирном изделии), огранке, полировке или чистке.
К наиболее важным методам облагораживания относятся: термическая обработка, облучение, термодиффузионное окрашивание, пропитка различными составами.
Термическая обработка (отжиг).
Данный метод облагораживания относится к самым распространенным методам обработки ювелирных камней и применяется для улучшения их цвета и/или качества. Свойства, приобретенные камнем в результате данного вида облагораживания, являются устойчивыми и не изменяются с течением времени.
Камни, предназначенные для отжига, помещают в специальную печь, где происходит их нагрев (максимальная температура отжига для различных камней может превышать 2000 градусов Цельсия) и последующее охлаждение. Важными параметрами термической обработки являются среда, в которой происходит отжиг (восстановительная, окислительная, нейтральная), скорость нагрева и охлаждения, время выдержки при максимальной температуре.
Многие ювелирные камни, такие как танзанит, аквамарин, голубой циркон, цитрины подвергаются отжигу уже в течение нескольких десятилетий, причем облагораживание является неотъемлемой частью производственного процесса. В большинстве случаев при продаже таких камней факт облагораживания не афишируется.
Существует такая группа камней, для которой факт отжига оказывает существенное влияние на стоимость драгоценных камней. К таким относятся, например, рубины, сапфиры и алмазы.
В случае сапфиров и рубинов термическая обработка применяется для удаления включений рутила («шелка»), получения звездчатого эффекта, окрашивания или удаления нежелательных оттенков. Например, сапфиры Шри-Ланки и Кашмира сероватого цвета считались непригодными для огранки, однако при нагреве до 1600-1900С в определенных условиях такие камни приобретают синюю окраску.
Термодиффузионное окрашивание.
Наибольшее распространение данный метод облагораживания получил применительно к корундам. Процесс диффузионного облагораживания проводится в несколько этапов. Сначала ограненный, но не до конца отполированный корунд помещают в тигель, содержащий оксиды алюминия, титана и оксидов ионов-хромофоров (присутствие титана увеличивает диффузионную способность и обеспечивает равномерность распределения окраски). Используются те же элементы-хромофоры, что и в вернейлевской синтетике. Затем тигель нагревают до 1600-1800С и выдерживают при этой температуре в течение нескольких дней или недель. За это время атомы веществ-добавок проникают в структуру корунда, обуславливая возникновение тонкого поверхностного окрашенного слоя (глубиной порядка 0,1 мм). Заключительной стадией процесса является полировка.
Облучение.
Обычно данный метод облагораживания применяется для изменения цвета ювелирных камней, таких как алмаз, топаз, кварц, берилл-максис. Камни подвергаются воздействию одного или нескольких типов излучений: ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения, либо воздействию потока энергетических частиц: электронов, протонов, нейтронов, альфа-частиц. Важным параметром процесса облагораживания является доза облучения.
Для алмазов данный метод часто применяется в сочетании с последующим отжигом. Наиболее распространенными в настоящее время являются облучение нейтронами в ядерном реакторе или электронами высоких энергий. Получаемая окраска: голубая, голубовато-зеленая или темно-зеленая. После отжига окраска алмазов изменяется в зависимости от физического типа отжигаемого алмаза на янтарно-желтую, коричневато-красную, сиреневую или сине-зеленую.
Топазы, как правило, подвергаются облучению с целью окрашивания их в голубой цвет. В настоящее время большинство голубых топазов, поступающих на рынок, подверглись облучению гамма-излучением, электронами высоких энергий или нейтронами с последующим отжигом. С помощью облучения или отжига можно добиться практически любой окраски топаза - бесцветной, зеленоватой, коричневой, розовой.
Облучение широко применяется для получения дымчатых, зеленовато-желтых кварцев из бесцветных, а также аметистов из бледно окрашенных цитринов. Последующий отжиг при 350-500°С позволяет получать цитрин, зеленый и бесцветный кварц из аметиста и голубой, зеленый и бесцветный кварц из дымчатого при температуре отжига 140-380°С.
Пропитка.
При пропитке происходит заполнение трещин, выходящих на поверхность камня, для чего применяются различные красящие и бесцветные вещества (масла, смолы, жидкие стекла). В результате улучшается окраска и прочность камня, а также внешний вид трещиноватых камней (трещины становятся менее заметными). Наиболее часто данный метод применяется для бериллов, корундов, алмазов, жадеитов, опалов, бирюзы и некоторых других.
Другие методы.
Кроме перечисленных выше методов облагораживания существует множество других более или менее распространенных. К ним, например, относятся такие способы облагораживания ювелирных камней, как: сверление лазером алмазов с целью удаления включений, покрытие ювелирных камней различными видами лаков, эмалей, красителей, фольги или напыление/наращивание пленок для улучшения внешнего вида и/или получения цвета.
В заключение хотелось бы отметить, что подсознательно каждый человек, приобретающий драгоценность (будь то бриллиант или другой ювелирный камень) желает иметь у себя единственное и неповторимое творение природы. В связи с тем, что на современном рынке ювелирных изделий и камней все чаще стали появляться изделия с камнями, прошедшими процессы облагораживания, более актуальной становится проблема идентификации таких камней. Как следствие возрастает роль науки о драгоценных камнях – геммологии, одной из важнейших задач которой является поиски признаков облагороженных камней и методов их диагностики. В настоящее время стандартного геммологического оборудования часто недостаточно для однозначной диагностики исследуемого образца, поэтому большее значение приобретают более сложные инструментальные методы.
Обработка и огранка драгоценных камней. Виды и этапы огранки
Обработка и огранка драгоценных камней известна миллионы лет. Если драгоценные камни не подвергают никакой обработке, то только потому, что и в первозданном виде они настолько хороши, что люди хотят сохранить их природную красоту. Или потому, что люди верят, будто вмешательство человека может отрицательно повлиять на силу, энергию или на душу драгоценного камня.
Однако в подавляющем большинстве красота драгоценных камней может быть выявлена более ярко благодаря творческой фантазии и мастерству ювелиров профессионалов. По мере того как совершенствовались навыки обработки камней и техническое оснащение, возможности скульпторов, резчиков по камню, гранильщиков драгоценных камней и ювелиров значительно расширились, но цель осталась неизменной — работать с природным материалом так, чтобы стали видны все его лучшие качества.
Превращение найденного минерала (куска породы, кристалла или его фрагмента) в конечный продукт — сверкающий драгоценный камень — зависит от искусства гранильщика. Выбираемые им приемы обработки и огранки драгоценных камней определяются, прежде всего, оптическими и физическими свойствами минерала, а также зависят от его формы и состояния.
Не ограненные и ограненные драгоценные камни
Разноцветные или цветные, непрозрачные или полупрозрачные камни, имеющие большое количество включений или повреждений, как правило, превращают их в бусины или, с помощью обработки, придают им форму кабошона. Кабошон — это форма с выпуклым полированным верхом и плоским неполированным низом, которая имеет очертания овала или круга. Это, довольно простейшая и старейшая форма огранки камней, используемая для выявления таких оптических эффектов, как радужность, игра цвета, «кошачий глаз» и астеризм.
Большую часть прозрачных драгоценных камней подвергают огранке. Камни разрезают и полируют так, что у них образуется несколько полированных поверхностей (фасетов). Углы и количество граней между ними рассчитывают на основании специальных математических формул, так что грани работают подобно зеркалам, благодаря которым в камень попадает и отражается от него максимальное количество света.
Правильно ограненный кристалл способен наилучшим образом продемонстрировать всю игру цвета и роскошный, сверкающий блеск. Однако обычно, чтобы достичь максимального баланса между этими характеристиками, приходится идти на компромисс, в результате чего и достигается конечный облик камня. Иногда бывает необходимо сохранить максимальный вес камня, ибо именно от веса зависит его цена.
История огранки алмазов
Среди драгоценных камней алмазы всегда занимали особое место. Алмазы — самые твердые камни, и их обработкой и огранкой занимаются мастера-гранильщики, которые специализируются исключительно в этой области, а нередко даже на какой-то одной стадии процесса огранки и полировки алмазов.
Самая ранняя огранка алмазов, возможно, заключалась лишь в удалении вершины октаэдрического кристалла и называлась точечной огранкой. Другой вариант ранней огранки, которая называется огранкой со срезом, предусматривал превращение вершины октаэдра в так называемую площадку — плоский квадратный фасет.
Этот вид огранки был популярен в Средние века. По мере того как совершенствовалась техника огранки, появились новые ее варианты и начали полировать фасеты. Огранка розой — плоская база и верхняя часть, образованная треугольными фасетами, — появилась в XIV веке.
Самой популярной огранкой алмазов является бриллиантовая огранка. Первой бриллиантовой огранкой была одинарная огранка: самая большая грань, так называемая площадка, окружена 8 фасетами меньшего размера на коронке (коронкой называется верхняя часть камня) и 8 фасетами на павильоне (павильон — это нижняя часть камня).
В XVII в. на основе этой огранки возникла двойная огранка, или огранка Мазарини, включающая по 16 граней коронки и павильона, верхнюю площадку и маленькую нижнюю грань — колету. Тем временем число фасетов продолжало расти. К середине XVII в. появилась тройная огранка, или огранка Перуцци; в разных вариантах огранки, включая бразильскую и лиссабонскую, количество фасетов (с учетом колеты) достигло 58. Столько же фасетов сохраняется и в современной бриллиантовой огранке, появившейся в двадцатых годах XIX веке вместе с механической обработкой камней.
Бриллиантовая огранка
Пропорции современной бриллиантовой огранки разрабатывались многими гранильщиками, среди которых самым известным был Генри Морс, открывший в 1860 г. в Бостоне (США, штат Массачусетс) первую фабрику по обработке алмазов . С тех пор появилось немало других вариантов огранки, включая и круглую бриллиантовую огранку Марселя Толковски, в книге которого «Конструкция бриллианта» («Diamond design», 1919) проанализированы и систематизированы оптические свойства алмазов и предложены способы обработки, обеспечивающие их максимальный блеск и сверкание.
Бриллиантовая огранка используется также при обработке драгоценных камней. Различные варианты бриллиантовой огранки разрабатываются, и по сей день в соответствии со стандартами Скандинавской номенклатуры бриллиантов (SCAN DN Cut) и Международного алмазного совета (ЮС).
Фантазийная огранка
Виды фантазийной огранки — овал, «панделок» и «маркиза» («челночок») — представляют собой варианты круглой бриллиантовой огранки и дополняют треугольную, гексагональную, пентагональную и ромбовидную огранку. Развитие компьютерных и лазерных технологий приводит к тому, что на рынке появляются новые стили, включая компьютерные схемы огранки, а также драгоценные камни, обработанные лазером.
Ступенчатая огранка
Назначение ступенчатой огранки не столько в том, чтобы создать сверкающий камень, сколько в том, чтобы показать его цвет. Двоили трехцветные драгоценные камни и обрабатывали таким образом, чтобы при взгляде через площадку, прежде всего, был виден их лучший цвет. Сапфиры и другие драгоценные камни, которым присуща неравномерная окраска, ориентируют таким образом, чтобы полосатость была, параллельна ступеням огранки и ее нельзя было увидеть через площадку. Если у кристалла есть область более интенсивной окраски, лучше всего расположить камень так, чтобы она оказалась в его основании, в глубине павильона. Тогда при взгляде через площадку интенсивным цветом будет залит весь камень.
Ступенчатая огранка является таким видом огранки, при котором фасеты располагаются друг над другом, форма верхней площадки — многоугольник, а боковые грани имеют форму трапеций или равнобедренных треугольников. Число фасетов определяется размером камня. У таких хрупких камней, как изумруды , углы легко откалываются, во избежание этого в процессе огранки их обычно срезают. Такая огранка называется изумрудной, или модифицированной ступенчатой огранкой. Если срезаны все углы, камень по своим очертаниям приближается к правильному восьмиграннику, и такую огранку можно назвать октагональной.
Огранка «кушон» и смешанная огранка
Огранка кушон обычно используется тогда, когда нужно максимально сохранить вес исходного кристалла. Огранка «кушон» — это вариант бриллиантовой огранки со скругленными углами. Смешанная огранка позволяет добиться лучшего сочетания цвета камня и его сверкания, что достигается разной огранкой фасетов коронки и павильона. Наиболее распространенный вариант смешанной огранки — это сочетание бриллиантовой огранки коронки и ступенчатой огранки павильона.
Стадии огранки алмазов
Четыре главных центра обработки алмазов находятся в Антверпене, Мумбай (бывшем Бомбее), Нью-Йорке и Тель-Авиве. Хотя сегодня большую часть этой работы выполняют компьютеры, сохраняется потребность в глазе эксперта, который мог бы оценить, как продвигается дело, точность выполнения всех операций и внешний вид обработанного драгоценного камня. За каждой стадией этого процесса наблюдают особые специалисты.
Стадия 1 . С учетом недостатков исходного камня или содержащихся в нем включений, его веса и качества в целом специалист решает, как лучше всего использовать естественную форму кристалла. Перед дизайнером может стоять задача получить максимально большой камень или несколько меньших по размеру камней с большим общим весом.
В том, что касается количества и величины камней, которые могут быть получены из исходного кристалла, и конечного выхода ювелирных камней, дизайнеру всегда приходится идти на компромисс. Качество и стоимость обработанного алмаза определяются четырьмя основными параметрами: цветом, огранкой, чистотой и весом.
Стадия 2 . После принятия решения об оптимальном использовании исходного кристалла его распиливают. Сегодня на фабриках алмазы распиливают лазерами, которыми управляют компьютеры.
Стадия 3 . Первый этап огранки октаэдрического кристалла алмаза может заключаться в удалении его вершины с использованием вращающегося диска, покрытого абразивным алмазным порошком. Алмаз может быть также расколот пополам. Чтобы расколоть алмаз, его закрепляют в специальном медном зажиме и наносят на него неглубокую канавку, в которую помещают стальное лезвие. Затем по лезвию ударяют железным стержнем, и алмаз раскалывается.
Стадия 4 . Алмазу придают округлую форму обработкой на чугунном шлифовальном круге, покрытом абразивной алмазной пастой, который называется «баклуша». В результате этой обработки (так называемой правки алмазов) камни становятся похожи на покрытое инеем оконное стекло. В конце этой стадии становится заметным рундист — самая широкая часть камня, отделяющая его верхние фасеты (коронку) от нижних фасетов (павильона).
Стадия 5 . Затем с помощью «баклуши» наносятся фасеты: сначала площадка, а затем фасеты основания. Фасеты наносятся и полируются в определенном порядке: сначала главные фасеты павильона, колета, фасеты, примыкающие к верхней площадке, фасеты, лежащие над рундистом, и, наконец, фасеты под рундистом.
Стадия 6 . Завершающая стадия обработки заключается в том, что гранильщик добавляет 24 фасета коронки и 16 фасетов павильона. Общее количество фасетов становится равным 58, включая колету. Затем начинается процесс полировки с помощью тонкодисперсного абразивного алмазного порошка; процесс этот имеет несколько стадий. После этого камень готов, и его можно вставить в кольцо или в любое другое ювелирное украшение.
Обработка камней и минералов в древности
В древности обработка драгоценных камней была несложной. Мастера ограничивались обкалыванием, резьбой, шлифовкой и полировкой камня. В эпоху раннего Средневековья обработка камней усложнилась. Сначала их шлифовали на мелкозернистом песчанике, потом полировали на свинцовой плите с помощью кирпичной муки. В итоге получались выпуклые камни с блестящей поверхностью. Обработанные камни находили применение в разнообразных изделиях.
Ими украшали кубки, оружие, одежду, церковную утварь. В основном использовали аметисты, горный хрусталь, изумруды, сапфиры, бирюзу, сердолик.
Техника обработки цветных камней
Техника обработки цветного камня значительно усовершенствовалась в Западной Европе в XIV — XV вв. В XIV в. в Германии появились так называемые «шлифовальные мельницы» с водяным или ручным приводом.
На развитие ювелирного дела существенное влияние оказала эпоха Возрождения. Известный итальянский художник-ювелир Бенвенуто Челлини создал уникальные образцы изделий из драгоценных металлов и драгоценных камней. Мастера Милана и Флоренции изготовляли столешницы из лазурита, жадеита, малахита, яшмы, агата, аметиста.
В XVI в. в некоторых странах появились первые кабинеты минералогии. В 1600 г. в Париже была открыта технология, позволяющая огранить алмаз в форме бриллианта.
В Западной Европе в XVII—XVIII вв. цветные драгоценные камни стали использоваться и для изготовления различных настольных украшений, таких как шкатулки, статуэтки, часы, письменные приборы.
В России применение цветного камня несколько отличалось от Западной Европы, Среднего Востока и Средней Азии. А. Е. Ферсман писал: «Хорошего каменного материала в нашей стране было мало в противоположность Западу, где культура камня возникла вокруг прекрасных и многочисленных месторождений его.
И хотя на Западе на смену палеолиту пришел век полированного камня, у нас в России всё ещё очень долго применялись грубо обтесанные кремни — грубые изделия старого палеолитического типа, причем из-за отсутствия месторождений хорошего кремня широко использовались некоторые другие горные породы (кварциты, песчаники, граниты и т.д.)».
В основном у нас находили применение халцедон, кварц, кварцит, яшмы и кремень. В Средние века на Руси использовали янтарь, светлый аметист, речной жемчуг, а также гагат, обсидиан, мраморный оникс, которые попадали на нашу территорию из Закавказья, бирюзу, лазурит и лал из Средней Азии.
В изделиях с драгоценными камнями, которые были изготовлены до XVII в., использовались в основном камни из других стран. В то время ещё не были открыты месторождения русских самоцветов для ювелирных изделий.
Добыча камня
Добыча камня на территории России началась в середине XVII в. На Урале в 1635 г. обнаружили малахит, по рекам Восточной Сибири были открыты месторождения агата, сердолика, яшмы и халцедона. При Петре I были обнаружены месторождения горного хрусталя, бериллов, аметистов, раухтопаза.
При Екатерине II стало стремительно развиваться камнерезное
построили Екатеринбургскую гранильную фабрику, а позднее на Алтае — Колыванскую шлифовальню.
В XVIII и XIX вв. из лучших строительных декоративных камней возводили дворцы, мосты и соборы. В конце XVIII в. в России стал развиваться народный камнеобрабатывающий промысел. На Урале гранили бериллы, топазы, горный хрусталь, полировали яшмы, малахит и прочие минералы.
Яшма пользовалась не меньшим успехом. Из неё изготавливали столешницы, вазы, колонны торшеры.
Из полудрагоценных камней в начале XIX в. стали изготавливать браслеты, перстни, табакерки. Применяли сердолик, агат оникс, топаз, коралл и аквамарин.
В 1848 г. в России была основа’ на ювелирная фирма, которой руководил К. Фаберже. Для изделий, производимых фирмой, использовались лазурит, белый кварц, розовый кварц, яшма, нефрит, родонит, горный хрусталь. В начале XX в. мастерские стали выпускать настольные украшения из камня, скульптуры людей и животных, каменные цветы, пасхальные яйца.
Все эти изделия пользовались большим спросом и стоили очень дорого.
В конце XIX в. был открыт синтез драгоценных камней группы корунда. На рынок благодаря французскому химику М. А. Вернейлю стали поступать синтетические рубины, а потом сапфиры и шпинель.
Следует сказать, что драгоценные камни находят свое применение не только в ювелирном деле, но и в промышленности. Например, большая часть всего объема бурения выполняется благодаря алмазным коронкам. Применяется этот драгоценный камень и в металлообрабатывающей промышленности, приборостроении, металлургии и т. д.
Цирконы используют в ядерных реакторах, авиационной и металлургической промышленности; корунды применяются в оптических квантовых генераторах, химической промышленности, электронных приборах; турмалин нашел свое применение в оптике и радиоэлектронике, а кварц — в оптике, стекольной и абразивной промышленностях, радиоэлектронике и т. п. Использовались и используются камни в строительном деле. Например, интерьер Московского метрополитена украшают кварцит, яшма, родонит.
Читайте также: