Umetni safirji: kaj je to in kako se pridobiva?

Sintetični safirji se pogosto uporabljajo na trgu nakita. Naravni kamen velja za dragocen in ima visoko ceno. Alternativna možnost izgleda tudi plemenito v izdelkih, po estetskih značilnostih pa ni veliko slabša od prve možnosti.

Naravni dragulj nastaja v določenem okolju milijone let. Cena zanj je v nebo visoka, a povpraševanje je še vedno dobro.

Voda, visoka temperatura in močan pritisk tvorijo rudne žile. Služijo kot mesta za kopičenje različnih kristalov.. V nahajališčih safirja so tudi tekoči plini, ki dolga leta krožijo v zaprtem prostoru.

V laboratorijih za ustvarjanje nanomineralov so znanstveniki poustvarili naravne razmere. Toda, da je gojeni kristal spodobne velikosti, traja nekaj mesecev. Nano safirji rastejo hitreje in so zato cenejši od naravnih primerkov. Stroški umetnih kamnov so nižji, vendar ne dovolj, da bi jih primerjali z navadnim steklom. Čistost in globina barve umetnih kristalov sta boljši kot pri pristnih mineralih. Hidrotermalni safir ne potrebuje dodatnega prečiščevanja, kot kamen s pristnimi lastnostmi. Mimogrede, te metode so drage in zahtevajo dodatne naložbe.

Umetni safir pomeni sorto korunda. Je tudi osnova za rubine in smaragde. Modra barva safirja izvira iz titana in železa. Pri sintezi sodeluje tudi segreti beril. Glede na proizvodne pogoje lahko rečemo, da se sintetični kamen ne goji, ampak kuha. Osnova ene od mešanic je aluminijev oksid, ki je videti kot navadna bela snov. V safir se bo spremenil šele pri temperaturi 2200 stopinj Celzija. Hitrost kristalizacije umetnih safirjev je 4 mm na uro. Za velike kristale je potrebno veliko časa. V prihodnosti se po potrebi razrežejo na kose in predelajo, kar daje podobnost naravnim usedlinam.

Glavna metoda izdelave umetnih kristalov zahteva posebno peč Verneuil. V uporabi je že desetletja. Po tej metodi se aluminijev oksid tali v plamenu vodikovo-kisikovega gorilnika. Tekoče kapljice se izdelujejo v pečici Verneuil. Ko se postopoma ohlajajo, tvorijo kristal. Poleg safirja je ta tehnologija primerna tudi za izdelavo rubina, pa tudi drugih dragih kamnov. Razlika je v dodatku primesi različnih kovinskih oksidov, ki dajo primerno barvo.

Široko razširjanje tehnologije se je začelo okoli leta 1932, še posebej pa se je okrepilo med drugo svetovno vojno. Pri proizvodnji se uporablja mešanica surovin z določenimi fizikalno-kemijskimi lastnostmi. Homogene komponente, naložene v enoto, se imenujejo "naboj".

Velikost mikrodelcev v mešanici je od 1 do 20 mikronov. Del praškastih snovi se vlije v lijak z luknjami. Preko njih pridejo snovi v peč, kjer zgori vodik. Naboj se stopi in zarodni kristal zraste. Posoda za seme se vrti za enakomerno rast in ogrevanje. Ko raste, je seme na dnu, vrh pa se spremeni v obraze.

Oblika, v kateri se nahaja mešanica, je podobna stožcu, ki se širi. Glede na porabo osnovnega materiala se v njem dobijo dolgi kristali. Poleg pretoka so pomembni parametri, kot so dobava plina in hitrost vrtenja ter kakovost ogrevanja. Metoda ima posebne prednosti:

• sposobnost vizualnega nadzora rasti kristalov;
• temperatura zgorevanja se regulira samodejno;
• v končnem materialu ni talil in dragih lončkov.

Slabosti metode:

• zaradi visoke temperature se v kristalu pojavijo notranje napetosti;
• zaradi kršitve sistemskih pravil med pripravo mešanice lahko hlapne snovi izhlapijo in poznejša obnovitev postopka je nemogoča.

Nastala oblika in velikost kristalov običajno ne ustrezata dobro parametrom izdelanih delov. Zato je obdelava materialov skoraj vedno potrebna. Za obdelavo se ne uporabljajo običajni stružni, rezkalni ali vrtalni stroji.Izdelki so krhki, zato so pri delu možni le abrazivi. Uporabljajo se lahko diamantne plošče ali brusilniki, suspenzije ali posebne paste.

Običajno se abrazivni delci vtisnejo v površino materiala, ki ga je treba obdelati. V njej nastajajo mikrorazpoke, ki se pri tem pomikajo globlje. Nadaljnji ukrepi vodijo do cele mreže razpok. Zaprejo se, kar povzroči ostružke posameznih odsekov. Odstranjujejo se plast za plastjo s površine, kar daje izdelku želeno obliko.

Abrazivni materiali, namenjeni za obdelavo, niso zaman razdeljeni po trdoti.

Strokovnjaki izberejo pravi abraziv po Mohsovi mineraloški lestvici. Glede na temeljne razlike med minerali diamant ustreza desetemu razredu, korund pa devetemu. Za obdelavo safirjev so primerni posebni brusilniki ali suspenzije.

Brusilniki so deli iz litega železa, stekla, jekla, bakra ali medenine z abrazivnimi mikropraški. Velikost zrn mikroprahov je lahko od M14 do M5. Po mletju gojenega kristala ga je treba polirati. Za ta postopek izberemo abrazivno brozgo, ki jo vtiramo v površino, dokler ni popolnoma enakomerno porazdeljena. Poliranje poteka v dveh stopnjah, za katere so izbrani različni abrazivi z grobo ali fino zrnatostjo.

Umetni korund je tako kot naravna nahajališča modre ali temno modre barve. Laboratorijski analog je priljubljena imitacija, ki jo je težko razlikovati.Strokovnjaki gojijo sintetični izdelek brez čipov in poškodb, draguljarji pa imajo radi to kakovost. Izdelek lahko preverite z zunanjimi indikatorji:

• umetni mineral ima bolj brezhiben in čist odtenek;
• v njem praktično ni notranjih napak;
• če obstajajo tekoče tvorbe, so pravilno sferične oblike, v naravnih nahajališčih pa jih praktično ni;
• če natančno preučite pristne in sintetične safirje, jih je mogoče razlikovati po kakovosti, naravni kamni pa nujno vsebujejo različne naravne vključke, ki jih v laboratorijskem kamnu ni.

Hkrati so kemijske in fizikalne lastnosti obeh vrst popolnoma podobne. Strokovnjaki ločijo nianse, ki se skrivajo v napačni strukturi rasti. Trdota pristnega in laboratorijskega kamna je različna.

Pravi minerali dajejo 1,762 - 1,778.

Druga metoda vključuje uporabo posebne tekočine. Monobromonaftalen damo v posodo, ki je postavljena na ozadje belega papirja. Vidne ukrivljene barvne črte kažejo na umetni izvor kamna. Uporabimo lahko tudi kratkovalovno ultravijolično svetlobo. Pod njegovim delovanjem pravi kamen ne bo spremenil barve. Goji vzorec bo zasvetil belo ali umazano zeleno. Sijaj je lahko tudi rdeč. Odvisno je od nečistoč, uporabljenih v mešanici.

V povezavi z razvojem tehnologij za gojenje umetnih safirjev jih je težko razlikovati z improviziranimi metodami.Popolne zaključke lahko naredijo le strokovnjaki, ki imajo ustrezne veščine. Pomaga lahko tudi poznavanje določenih lastnosti kamna.

Umetni safir ima notranje lastnosti, ki so enake naravnemu kamnu. Poleg nakitne industrije se veliko uporablja v urarstvu ali kot polprevodniški material. Za vse polprevodnike je značilna visoka občutljivost električnih lastnosti. Polprevodniki se aktivno uporabljajo v vezjih za različne tehnike. Skoraj vsa sodobna integrirana vezja vsebujejo polprevodniške elemente.

Kristalne snovi imajo sposobnost prevajanja električnega toka, vendar s temperaturnimi spremembami, delovanjem svetlobnih žarkov, prisotnostjo primesi drugih snovi. Področja uporabe polprevodnikov so obsežna: radiotehnika, optična elektronika. V alternativni medicini je safir znan kot protistrup za številne strupene snovi. Zdravilne lastnosti safirja so že od antičnih časov uporabljali za pridobitev čistih misli, duhovnega miru in ravnovesja, za pridobitev nesebičnosti.

Eden od kamnov, ki ga je najtežje reproducirati v laboratoriju, je modri safir. Ustvarjanje tega odtenka je nemogoče brez skrbnega strokovnega usposabljanja. Tehnične podatke je treba natančno upoštevati. Naravni kamen tega odtenka je na voljo samo v Indiji. V tej državi je on ritual in obredni amulet. Izberemo ga za zdravljenje srčnega popuščanja, pridobivanje psihične stabilnosti. Če je kamen shranjen v hiši, potem bo dobro počutje zagotovo prišlo, vodstvo pa bo prišlo lastniku doma. Najlepši naravni vzorci safirjev se hranijo v posebnih skladih držav, kot so:

• Tajska - 16 kg;
• Šrilanka - 18 kg;
• ZDA - 15 kg.

V Rusiji je v 19. stoletju proizveden modri safir, ki ga hranijo v diamantnem skladu države. Kamen je neverjetno močan in vzdržljiv. Doma safirni nakit zahteva posebno nego. Redna vlaga, izpostavljenost neposredni sončni svetlobi, prah so škodljivi za nakit. Izdelke lahko izboljšamo z rednim čiščenjem. Za namakanje so primerne navadne milne raztopine ali geli za prhanje. Uporabljene izdelke je treba nato sprati s hladno vodo.

V zlatarnah lahko najdete posebne izdelke za nego dragih kamnov. Običajno so v obliki pršil ali robčkov za enkratno uporabo. Sredstva so draga, zato je njihova uporaba tekoča v primeru hude kontaminacije nakita. Ker safir le redko izgubi prvotni zunanji sijaj, je dovolj, da uporabite običajna gospodinjska čistila, ki jih lahko najde vsaka gospodinja.

Oglejte si video, če želite izvedeti, kako gojijo umetne safirje.