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

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 1600-1900˚С в определенных условиях такие камни приобретают синюю окраску.

В начале 1999 года на рынке появились алмазы, прошедшие новый вид обработки (НРНТ-метод). Данный метод заключается в выдерживании алмазов (бриллиантов) при высоких давлениях (до 7 ГПа) и высоких температурах (до 2100°С) (НРНТ - High Pressure High Temperature) с использованием аппаратуры, применяемой при синтезе монокристаллов алмаза (высокобарный синтез в металл-углеродных системах). Новым методом обычно облагораживаются только алмазы с желто-коричневым или коричневатым оттенком. Результат НРНТ-обработки зависит от физического типа алмаза

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 1600-1800ºС 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.

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.

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.

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
• напыление/наращивание пленок для улучшения внешнего вида и/или получения цвета

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.

Как было отмечено выше, существуют важные аспекты, связанные с диагностикой облагороженных камней, правилами их продажи и некоторые другие, обсуждение которых планируется в дальнейших публикациях.

Текст взят с сайта gem-center
Авторы: Викторов Максим, Розенберг КсенияГеммологический Центр МГУ