Технология получения ситалла. Наносинтетика или ювелирный ситалл

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.

Название «ситалл», данное этому веществу одним из его создателей, составлено из слов «стекло» и «кристалл». Ситалл относится к стеклокристаллическим материалам, по своим свойствам и структуре он является искусственным обсидианом. Но в ходе совершенствования технологии его производства ситалловое стекло приобрело ряд качеств, которые отсутствуют у его вулканического двойника.

Особенности ситалла делают его редким по универсальности материалом. Он оказался способным удовлетворить высоким требованиям таких сфер, как ювелирное дело, ракетная и авиационная промышленности, производство астрономической оптики, микроэлектроника, лазерная техника, машиностроение. И это лишь краткий перечень отраслей, в которых применение ситаллов оказалось оправдано.

Ценные качества

Правильнее будет сказать, что не сами свойства ситалла, а некоторые уникальные их сочетания сделали его таким востребованным.

Это базовый набор. В зависимости от назначения производимого образца, камень ситалл может иметь и другие свойства. На данный момент технология его производства делает возможным наделять его экземпляры следующими качествами:

• Абсолютная прозрачность.
• Наличие собственного магнитного поля.
• Способность проводить электрический ток (но ограниченная, ситалл может быть только полупроводником).
• Возможность пропускать радиоволны.

Путь ситалла: от напольного покрытия до ювелирного украшения

Впервые материал, подобный описываемому, был создан в 1739 году Рене Реомюром, ставившим цель получить термостойкое стекло. Опыт был удачным, но дальнейшего развития эта история не получила. Лишь спустя два столетия наука снова вернулась к попыткам создать такое вещество. На этот раз ситалловое стекло быстро нашло себе место в промышленности.

Стекло, изготовленное Реомюром, было непрозрачно-белым и больше похожим на фарфор. Такая особенность объясняется относительно крупным размером микрокристаллов, составляющих этот материал. Ученым XX века удалось создать ситалл с мелкокристаллической структурой за счет увеличения скорости кристаллизации, происходящей при плавке, и умножения числа ее центров в обрабатываемой массе. Для этого в основу стали добавлять специальные компоненты – нуклеаторы и ускорители. Благодаря этой модификации технологии, у ситалла появилась характеристика прозрачности.

Однако первые образцы имели непрезентабельный вид из-за низкого качества примесей – использовались отходы металлургической промышленности. В результате получалось мутное стекло серого, болотно-зеленого оттенков. Впрочем, ситалловое стекло изначально не задумывалось как декоративный материал, максимум, что им могли украсить это полы в цехах. Оценив его прочность, устойчивость к температурному и химическому воздействию, этому материалу находили более практичное применение.

Спустя время ситалловое стекло начали окрашивать пигментами. К примеру, кремлевские звезды отлиты из ситалла рубинового оттенка. Но до той безупречной имитации драгоценных камней, какой он стал сегодня, ситаллу было еще далеко.

Сложность состояла в том, что это вещество нельзя окрасить тем же способом, как обычное стекло, не потеряв при этом в прозрачности. Для придания стеклу окраски при варке добавляют мельчайшие дозы металлов. Растворяясь в основе, эти примеси кристаллизуются при охлаждении. За счет подобной равномерной кристаллизации обычное стекло получает оттенок. Но кристаллическая фаза стекла в ситалле значительно преобладает над аморфной. Это значит, что число металлических кристаллов металла, необходимое для окрашивания такого материала, не может не сказаться на его прозрачности.

Путем долгих экспериментов, наконец, удалось разработать технологию, позволяющую сделать это. Металлы, добавленные в основу по этому методу, образуют мельчайшие кристаллы. После под воздействием температуры они исполняют роль центров кристаллизации, вокруг которых собираются кристаллы стекла, образуя сферы. Аморфное стекло скрепляет эти сферы между собой.

Вследствие этой разработки перед ситаллом открылись две новых сферы – оптика и ювелирное искусство.

Ювелирные ситаллы

Теперь, когда цвет и прозрачность ситалла могли варьироваться, стало возможным заменить им большинство драгоценных и полудрагоценных камней – , и другие.

Изделия из этого материала во многих параметрах не проигрывают натуральным аналогам, а в некоторых аспектах камень ситалл показывает преимущество перед ними.

Самые виртуозные имитации

Топаз оттенка «Лондон». Этот аристократ среди топазов невероятно редкий и столь же великолепен внешне. Ситалл с точностью воспроизводит его холодный дымно-голубой оттенок и блеск.

Аметрин – необычный аметист, в окраске которого сочетаются два цвета – нежно-лиловый и золотисто-оранжевый. Ситалл, за счет контролируемого процесса кристаллизации, который допускает технология его получения, доподлинно копирует сложный переход тонов в глубине этого камня.

Изумруд – в природе нечасто можно найти эту разновидность берилла без посторонних включений и прочих изъянов. Ситалл, будучи материалом искусственным, может обладать чистотой и безупречностью лучших из представителей изумрудов.

Турмалин параиба – камень голубого оттенка, который словно светится изнутри за счет примеси меди и частиц золота. Ситалл образцово имитирует уникальную расцветку этого камня.

Морганит – редкий вид берилла. Обладает утонченной бледно-розовой окраской с персиковым отсветом, благодаря которому в глубине воробьевита (другое название этого камня) словно разливается золотистое сияние. В ситалле удалось передать всю сложную «рассветную» палитру этого камня и морганит пополнил список лучших его побед в ювелирном деле.

В других отраслях

Наука не остановилась на возможности задавать веществу нужную окраску. К данному моменту уже имеются способы распределять в материале зоны с определенными оптическими показателями. Это свойство в совокупности с прочностью и износостойкостью сделали ситалловое стекло идеальным материалом для изготовления сложной космической оптики.

Его устойчивость к разрушающим факторам физического, химического и температурного характера не могла не заинтересовать специалистов тех сфер, где требуется высокий уровень защиты от такого рода воздействий.

В строительстве авиационной и ракетной техники из этого материала делают переднюю часть аппарата, головной обтекатель, необходимую для преодоления сопротивления воздуха и ускорения полета. В нефтеперерабатывающей отрасли эксплуатируют ситалловые трубы. Слоем ситалла покрывают металлические детали автомобилей. Используется стеклокерамика и в производстве предметов быта – она идет на покрытия электрических плит, сковородок, кастрюль. На основе ситалла создаются стройматериалы повышенной прочности, например, стекломрамор. Из него изготавливают зубные коронки и костные протезы.

Совершенствование технологии производства ситалла, тем временем, продолжается. Вероятно, в ближайшем будущем человечество услышит о новых его свойствах.

Каждая представительница слабого пола желает иметь в арсенале ювелирных изделий те украшения, в которых имеются хотя бы небольшие камушки. Естественно, приобрести драгоценные камни не каждая женщина в состоянии, поэтому в ювелирной индустрии пошло активное применение искусственно выращенных минералов, которые внешне очень сложно отличить от натурального камня. Таким синтетическим образцом, который используется в ювелирных изделиях, является камень ситалл.

История происхождения камня

На сегодняшний день известна информация о том, что самые первые образцы такого камня, как ситалл, были получены в далеком 1739 году. Это было осуществлено известным французским ученым по имени Рене Реомюром, который активно занимался разработкой такого стекла, которое будет устойчиво к чрезмерно увеличенным температурам. В процессе многочисленных испытаний у академика вышло сделать такой минерал, который по своим, как химическим, так и физическим свойствам напоминал такой материал, как фарфор. Назван был этот камень в скором времени ситаллом.

На то время его первая расцветка была молочной, а сам камень не пропускал через себя совершенно никакой солнечный свет. Это было обусловлено тем, что в структуре камня располагалось большое количество маленьких кристаллов, которые образуются в полости стеклянного тела. На тот период Реомюр посчитал, что такое изобретение совершенно бессмысленно, поэтому о ситалле забыли на достаточно большой промежуток времени.

Буквально через два столетия на территории Америки были возобновлены испытания, связанные с варкой стеклокерамической массы. Но идея производства не задержалась надолго, так как в тот период достаточно активно процветал так называемый промышленный шпионаж. На самом деле оказалось, что технология производства на сегодняшний день известного ситалла не настолько сложна, как непосредственно сам процесс, при котором данному материалу необходимо было дать созвучное и красивое название. Впервые над названием этого камня задумывались на территории США, где вначале для него было придумано название «пирокерам». На территории Польши было придумано название «квазикерам». Англичане придумали более оригинальное название «слагцерам».

Но за счет того, что ни одно из предложенных названий так и не прижилось, за помощью обратились к известному российскому физику Исааку Китайгородскому, который являлся отличным специалистом в области стекла. Он предложил назвать этот новый и неизвестный стекломатериал под наименованием ситалл. Составлено это название было со слов «стекло» и «кристалл».

Особенности и описание камня

Ныне можно сказать, что русские ученые имеют особую и достаточно уникальную технологию создания этого камня. Одним из самых последних достижений русских ученых стало получение нанокристаллов ситалла. По сути, этот камень представляет собой алюмосиликатное стекло, способное выдерживать достаточно высокие температуры. Если рассматривать природного аналога ситалла, то им является обсидиан, выступающий настоящей вулканической породой.

Если рассматривать технологию изготовления ситалла по сравнению со способами получения фианита, то у ситалла имеется целый ряд достоинств и свои уникальные свойства. К главным и уникальным свойствам этого камня относят:

• он обладает достаточно малыми показателями плотности, так как она колеблется в пределах от 3,2 до 3,4 грамма, который припадает на 1 см 3 ;
• показатели абсолютного преломления солнечного света в кристалле составляют от 1,65 до 1,7;
• обладают высокой термической и химической устойчивостью;
• по таблице Мооса плотность камня составляет примерно 6,5-7,5 единиц;
• плавление камня начинается при минимальной температуре в 1000 0 С;
• по отношению к разнообразным газам и влаге этот материал обладает высокими показателями непроницаемости;
• предел прочности камня составляет порядка 250 мПа.

Помимо этих свойств существуют и такие особые камни, которые обладают специализированными свойствами. К ним стоит отнести:

• камни, у которых имеется собственное магнитное поле;
• полупроводники;
• идеально прозрачные камни;
• радиопрозрачные диэлектрики.

Учитывая все свойства этого минерала, можно с уверенностью сказать, что его применение на сегодняшний день в ювелирном деле более чем обосновано.

Преимущества

В том случае, если вы являетесь настоящим ценителем ювелирных камней, вы никогда в жизни не назовете такой камень, как ситалл, самой обыкновенной стекляшкой. На самом деле он обладает достаточно существенным списком преимуществ. К ним относятся:

• доступная цена как для камня, который имеет огромное количество схожих характеристик со многими драгоценными и полудрагоценными камнями;
• обладает высоким уровнем прозрачности и невероятно ровным цветом;
• непревзойденная чистота и блеск ситалла по сравнению с прочими камнями;
• огромный выбор всевозможных расцветок;
• высокие показатели износостойкости, плотности и твердости позволяют сделать ситалл достаточно крепким минералом.

Учитывая все преимущества ситалла, можно с уверенностью сказать, что он объединяет в себе все преимущества натуральных камней и исключает все недостатки, которые могут присутствовать в аналогичных природных вариантах.

Сферы применения

На сегодняшний день такой камень как ситалл используется не только в сфере создания ювелирных украшений, но и в прочих отраслях деятельности человека. К ним можно отнести:

• производства по созданию панелей, стеклянных труб и радиоэлектронных элементов;
• создание авиа и автомобильного транспорта, всевозможных шаттлов и космических ракет;
• космические и инновационные лазерные технологии;
• создание оптической продукции, к которой даже можно включить оптику астрономического предназначения;
• инновационные солнечные батареи;
• осуществление герметизации электровакуумных устройств;
• различные сферы промышленности;
• горнодобывающая техника и ее изготовление;
• основы микроэлектроники;
• печатная продукция и ее размножение;
• в медицинской сфере ситалл применяется для создания протезов костей и зубов;
• создание стеклянных эмалей, которые защищают всевозможные материалы от воздействия негативных факторов.

Несмотря на то, что ситалл является популярным ювелирным камнем, не исключается его активное использование и в прочих сферах человеческой деятельности.

Использование ситалла в ювелирном направлении

Если рассматривать историю возникновения этого камня, то появился он достаточно давно, хотя в ювелирной индустрии он был замечен и начал использоваться только в 70-х годах. Это было связано с тем, что его цветовая гамма не была разнообразной. На то время можно было получить ситалл зеленого, серого или же бурого цвета. Поэтому вплоть до 1970 года этот камень использовался только в процессе производства всевозможных облицовочных материалах. По истечению определенного промежутка времени появился ситалл, который имел нежно молочный оттенок. Затем достаточно активно пошел процесс разработки и со временем появились минералы с разнообразными цветовыми решениями.

Ныне в ювелирной промышленности такой камень, как ситалл, начал использоваться в виде заменителя драгоценных камней. С его помощью начал осуществляться процесс инкрустации всевозможных ювелирных украшений. На сегодняшний день можно встретить огромный список изделий, которые инкрустируют этим камнем. К ним относятся:

• перстни и кольца;
• брошки и небольшие подвески;
• запонки и браслеты;
• ожерелья и серьги.

Ныне во многих ювелирных магазинах вы без проблем можете найти такой камень, как ситалл, который отлично заменяет достаточно широкий список всевозможных натуральных камней.

Ситалл камень 21 ВЕКА. Ювелирный мир знает множество камней: природных и искусственно выращенных. И, кажется, ничего нового в царстве минералов нас уже не ждет. Но это не так! Недавно модницам всего мира стал известен еще один необычный из них. отлично имитирующий природные аналоги.

Эту новинку разработали российские ученые. Название «ситалл»произошло от слияния двух слов «кремний» и «аллюминий». Ситалл или наноситал - это вставка нового поколения, уникальный материал, синтезированный в лаборатории, но в тоже время, состоящий из компонентов натуральных ювелирных камней. Поэтому он сходен по всем химико-физическим свойствам с натуральными минералами. Наиболее близок наноситал с естественным горным хрусталем. Ситалл камень кристально прозрачный и имеет широкий спектр возможных цветов. Это позволяет воссоздать почти все полудрагоценные и драгоценные камни: аметисты, корунды, топазы, цирконы, гранаты, хризолиты, изумруды, сапфиры и прочие.

Ситалл камень что это

Камень ситалл - это не «стекляшка». Он не теряет свой первоначальный вид со временем. Имеет широкую , высокую твёрдость (8 баллов) и износостойкость. Он имеет высокую термостойкость и устойчивость к химическим воздействиям. У ситалла доступная стоимость, по сравнению с природными минералами он стоит значительно дешевле.

Благодаря множеству оттенков украшения с ним легко подобрать к любой одежде. Ситалл камень, сочетающийся как с повседневными нарядами, так с деловыми и, даже, праздничными. Как в обрамлении золота, так и в обрамлении серебра этот он выглядит безупречно. Визуально ситалл камень очень трудно отличить от природных аналогов, поэтому он пользуется такой популярностью.

Ситалл камень и Наноситал

Наноситал- серьезный конкурент фианита на ювелирном рынке. Его неоспоримыми преимуществами в ювелирном мире стали дешевая стоимость и отличные физические свойства. Многие компании, например известная российская компания «Соколов», успешно применяет его в качестве вставок в своих украшениях.
камень ситалл, наноситалл, ситалл технический, камень наноситалл, топаз, аметист, аметрин,топаз, циркон, гранат, хризолит, изумруд, сапфир,
корунд, кварц, шпинель, синтезированные минералы, драгоценные и полудрагоценные вставки, синтезированные вставки, наноситалл,
ситалл камень что это, ситалл камень в ювелирных изделиях, что за камень ситалл

Ничто так искусно не дополняет женственный образ, как утонченный камень ситалл в ювелирных изделиях. Мир узнал о данном самоцвете еще во времена СССР, когда отечественный физик, лауреат многочисленных премий имени Иосифа Сталина - Исаак Ильич Китайгородский, в лабораторных условиях открыл объемную кристаллизацию стекла (образование в целостном стеклянном теле более мелких кристаллов, спровоцированное извне).

Ранние упоминания

Существует мнение, что получение первых образцов ситалла датируется 1739 годом. В те времена французский естествоиспытатель и академик - Рене Антуан Реомюр, активно осуществлял экспериментальную деятельность, с целью получения стекла, устойчивого к высоким температурам.

Результатом стараний академика стал минерал, по своим физическим и химическим свойствам напоминающий фарфор. При этом камень ситалл имел молочный оттенок и практически не пропускал свет, из-за множества мелких кристаллов, образовавшихся внутри цельного стеклянного тела. Реомюр посчитал свое творение бессмысленным, и ситалл затерялся во тьме веков, вплоть до 20 столетия.

Свойства

Как и любые другие минералы, ситаллы имеют свойства, которым присущи определенные физические и химические характеристики. К ним относятся:

• Низкая плотность камня - ее показатель колеблется от 3.2, до 3.4 грамм на см3.
• Значение абсолютного преломления света - от 1.65, до 1.7.
• Высокая химическая и термическая устойчивость.
• Твердость камня по Моосу: 6.5 - 7.5 единиц.
• Минимальная температура плавления составляет 1 000 °C.
• Предел прочности - 250 мПа.
• Высокая непроницаемость по отношению к различным газам и влаге.

Так же стоит отметить, что существуют ситаллы со специализированными свойствами. Среди них:

• Камни, обладающие собственным магнитным полем.
• Идеально прозрачные.
• Полупроводники.
• Радиопрозрачные диэлектрики.

Применение ситалла

Сегодня применение ситаллов широко распространено не только в ювелирном деле, но также в строительной и технической областях человеческой деятельности. Сюда входят следующие отрасли:

• Строение космических ракет, шаттлов, автомобильного и авиа транспорта.
• Производство радиоэлектроники, стеклянных труб и панелей.
• Изготовление оптики, в том числе астрономического назначения.
• Лазерные и космические технологии.
• Герметизация электровакуумных приборов.
• Солнечные батареи.
• Производство горнодобывающей техники.
• Текстильная, химическая и буровая промышленность.
• Размножение печатной продукции.
• Микроэлектроника.
• Область здравоохранения - изготовление протезов зубов и костей.
• Изготовление стеклянных эмалей, защищающих различные материалы от воздействия вредоносных факторов внешней среды.

Ювелирное дело

Несмотря на то, что ситалл был изобретен Исааком Китайгородским еще в довоенное время, в ювелирную индустрию он попал только в 70 годы прошлого столетия. Почему?, и что за камень тогда, этот первый ситалл Китайгородского?" спросите Вы. Ответ кроется в материалах, используемых для синтеза данных минералов, в роли которых выступали отходы металлургической промышленности. Такое сырьё придавало ситаллу весьма мрачные цвета, среди которых присутствовали следующие оттенки:

• Серый
• Зеленый
• Бурый

До 1970 года, камень использовался исключительно в качестве сырья для производства облицовочной плитки. Затем на смену невзрачным оттенкам пришли минералы с нежным молочным цветом. В ходе интенсивных разработок, ученые все больше стали задействовать различные пигменты. Благодаря этому, сегодня мы имеем ситаллы очень широкого цветового спектра.

Современная ювелирная промышленность, весьма активно задействует ситалл в качестве драгоценного камня, методом инкрустации изделий, изготовленных из драгоценных металлов. Что совсем неудивительно, ведь любой благородный металл засияет еще ярче в сочетании с подобным самоцветом.

Среди ювелирных украшений, инкрустированных ситаллом, часто встречаются следующие:

• Кольца и перстни
• Подвески
• Броши
• Браслеты
• Запонки
• Серьги
• Ожерелья

Камень Лондон

Одними из самых редчайших драгоценных камней природного происхождения, являются топазы окраса Лондон. Высокая стоимость данных самоцветов обусловлена их уникальностью и минимальным количеством месторождений. Тем не менее, спрос на эти минералы не прекращает увеличиваться в геометрической прогрессии.

Высокая популярность топазов данного окраса, спровоцировала ученых на создание камня Лондон ситалл. Его оптические характеристики практически идентичны свойствам природного топаза, а твердость и термическая устойчивость превращают камень ситалл в материал, идеально пригодный для ювелирной обработки.

При поверхностном сравнении, природный голубой топаз и ситалл Лондон почти невозможно различить, так как цвет, плотность, показатель преломления света и блеск граней камней, во многом схожи. А если добавить к столь весомым преимуществам доступную стоимость ситалла, и его способность идеально сочетаться со всеми известными благородными металлами, то вопрос выбора разрешиться сам собой.

Камень Параиба

Еще один представитель уникальных драгоценных минералов, созданных самой природой - турмалин Параиба. Был открыт специалистами при разработке месторождения пегматитов, в конце 20 века, на восточном плоскогорье Бразилии, в штате с одноименным названием. Вскоре учеными было установлено, что возраст данной разновидности турмалина, равен возрасту древних динозавров. Между тем цена самоцветов резко возросла, несмотря на явное несовершенство многих экземпляров.

Искусственным аналогом натурального турмалина является Ситалл Параиба, который сохранил все самые лучшие черты оригинала:

• Глубокий бирюзовый оттенок
• Уникальную игру света в гранях
• Яркий блеск
• Твердость камня
• Низкую плотность
• Характерную устойчивость к механическим повреждениям.

Так же стоит отметить, что ювелирный ситалл Параиба отлично сочетается с любым благородным металлом, а цвет этого камня остается ярким и глубоким даже при весьма слабом источнике света