Наноситалл что это за камень и обладает ли он какой-то магией. Ситалл камень. наноситал или ситалл искусственная вставка в камень

Нанакристаллы - российское изобретение, которым можно гордиться. Нам очень приятно, что синтезировать Нанокристаллы (торговая марка Nanocristall), пригодные для ювелирного производства удалось нашим друзьям из ювелирной компании Формика во главе с кандидатом геолого-минералогических наук Кареном Авакяном. Нанокристалл - синтетический материал с невероятными характеристиками, имитирующий Сапфир, изумруд, опал и многие другие драгоценные и полудрагоценные камни. Этот материал только набирает популярность, но мы уверены - у него большое и светлое будущее. Кстати, основным потребителем Нанокристаллов на данный момент является компания Pandora.

Cтатья генерального директора ГК «Формика», опубликованная журналом Ювелирное Обозрение.

Высококачественные ювелирные камни встречаются в природе крайне редко и имеют высокую стоимость. В качестве доступной по цене альтернативы на рынке представлены материалы, аналогичные по цвету, блеску, показателю преломления, прозрачности, твердости природным полудрагоценным, драгоценным и поделочным камням. Наряду с выращенными кристаллами используются также бесцветные и цветные стекла, хрусталь, прессованные, органические и стеклокерамические материалы. ГК «Формика» уже более 20 лет занимается производством, обработкой и продажей синтетических кристаллов, стекол и других материалов для ювелирной промышленности. За это время специалисты компании основательно изучили преимущества и недостатки практически всех существующих материалов.

Синтетические кристаллы

В России так принято называть все синтезированные человеком минералы, но ювелиры большинства других стран к данной группе относят только минералы, имеющие состав и свойства, аналогичные природным: алмаз, изумруд, александрит, рубин, сапфир, шпинель, аметист, цитрин, дымчатый кварц и др. Для их синтеза применяются такие широко распространенные методы, как гидротермальный, флюсовый, Вернейля, Чохральского, Багдасарова и др. Некоторые из названных технологий достаточно дорогие, но гарантируют получение кристаллов высокого качества. Рыночная цена синтезированных алмазов, гидротермальных изумрудов, александритов, выращенных методом Чохральского, даже при высокой стоимости производства все равно будет значительно ниже их природных аналогов. Еще одна группа синтетических ювелирных камней - фианиты, иттрий-алюминиевые и галий-гадолиниевые гранаты - не имеет аналогов в природе. По цвету они иногда имитируют некоторые природные камни, хотя их химический со- став и физические свойства отличаются. Камни этой группы принято называть имитациями. Например, бесцветный фианит является самой популярной и доступной по цене 18 имитацией бриллианта. Впервые выращенный в 1970-е годы в СССР, сегодня в промышленных объемах он производится в основном в США и Китае. Одно из подразделений ГК «Формика» уже более 15 лет успешно выращивает сырье и осуществляет огранку фиани тов специальных цветов: изумрудно-зеленого, сапфирового, коричневого, с эффектом «александрита» и др. За годы успешной работы с фианитами наши специалисты обнаружили не только преимущества этого минерала, но и его недостатки. Главный из них - неравномерность окраски. Эта особенность объясняется тем, что концентрация элементов- красителей в расплаве и в выращиваемом из него кристалле бывает не всегда одинакова (отношение этих концентраций в одних случаях меньше единицы, а в других – больше), поэтому по мере роста кристаллов насыщенность окраски мо- жет как увеличиваться, так и уменьшаться в зависимости от конкретного цвета и элемента-красителя. Еще одним ограничением для применения некоторых цветных фианитов является невозможность их использования для закрепки в воске и при технологии литья с камня- ми. Фианиты зеленого, синего, голубого, черного оттенков легко меняют цвет после термоудара в агрессивной окислительной среде.
Высокая плотность, твердость и великолепный блеск фианитов (при весьма невысокой стоимости) делают их незаменимыми для имитации бриллиантов: бесцветных, коричневых, розовых, желтых, голубых. Но эти же достоинства превращаются в недостатки при попытке имитации самоцветов, таких как изумруд, сапфир, аметист, танзанит, хризолит.

Цветные стекла и хрусталь

Стекла и хрусталь (стразы, шатоны, бисер и др.) используются преимущественно в бижутерии и крайне редко в ювелирном деле. Их стоимость ниже, они равномерно окрашены, имеют низкий показатель преломления, плотности, твердости, слабый блеск и непригодны для литья с камнями.

Ситалы, или Нанокристаллические материалы

Эти продукты состоят из аморфной матрицы и выращенных из нее и равномерно распределенных по всему объему наноразмерных (7-10 мм) кристаллов. Их состав и структура могут быть самыми разнообразными. Сочетая в себе все лучшие особенности и свойства стекол и кристаллов, ситалы с успехом применяются в производстве оптики, электро- ники и бытовой техники. Природным аналогом ситалов может служить обсидиан – эффузивная вулканическая порода, состоящая из алюмосиликатного стекла и мельчайших зародышевых кристаллов (кристаллитов) и микролитов. Этот исключительный материал заинтересовал специалистов «Формики» еще в 1993 году. Первые образцы из- умрудно-зеленого ситала были выращены в лаборатории одного из московских НИИ, однако потребовалось много лет, прежде чем нанокристаллические материалы были запущены в производство. Сегодня «Формика» является единственной в мире компанией, которая разработала и производит в промышленных масштабах этот совершенно новый для ювелирной промышленности синтетический материал . Компания владеет патентом на применение цветных ситалов в ювелирной промышленности и производит продукцию под следующими запатентованными названиями: «Нанокристалл» , «Nanocrystal» , «Nanogem» и «Formica nanogem» . Продуктовая линейка представлена шпинелью, сапфирином, рутилом, гранатом, кварцем и другими минералами (в зависимости от цвета), а вмещающая их аморфная матрица состоит из высокотемпературного алюмосиликатного стекла.

Нанокристаллы обладают совершенно уникальными физическими и оптическими свойствами:

  • твердость 7-7.5;
  • показатель преломления 1.61-1.64;
  • плотность 3-3.3 г/см3;
  • температура плавления 1650-1750 С;
  • цвет и блеск – максимально приближенные к основным природным самоцветам;
  • прозрачность – прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные;
  • окраска – равномерная и однородная;
  • пригодность для литья с камнями – идеальная.

В настоящее время «Формика» производит прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные виды нанокристаллов, которые почти идеально имитируют цвет, блеск, твердость и плотность таких самоцветов, как изумруд, сапфир, шпинель, топаз, хризолит, цитрин, гранат, розовый и дымчатый кварц, черная шпинель, бирюза и др.минералы. На представленных фотографиях ограненных цветных нанокристаллов заметна идентичность их окраски с природными самоцветами. Особенно удивляет сходство изумрудно-зеленого нанокристалла с природными аналогами: они неотличимы по цвету, блеску, показателю преломления и очень близки по плотности и твердости. Учитывая его весьма доступную стоимость, этот наноизумруд можно уверенно назвать достойной альтернативой гидротермальному изумруду, а также зеленому фианиту, иттрий-алюминиевому и галий-гадолиниевому гранатам. Сапфирово-синий нанокристалл заметно отличается от природных сапфиров по плотности, показателю преломления и твердости, но идентичен по цвету и блеску.Нашнаносапфир успешно конкурирует по цене с синтетическим корундом и пользуется большим спросом в диапазоне размеров от 0,8 до 15 мм. Хризолитовый, цитриновый, розовый, серый, все виды топазовых и другие прозрачные нанокристаллы очень близки своим природным аналогам как по цвету, так и по физическим свойствам. Они гораздо лучше имитируют соответствующие природные полудрагоценные камни, чем фианиты, гидротермальные или флюсовые кристаллы и пригодны для технологии литья с камнями. Изумрудно-зеленый, сапфирово-синий и некоторые другие цвета нанокристаллов мы производим в очень темном, темном, среднем и светлом вариантах. Темные разновидности используются для камней мелких размеров, а более светлые – для крупных огранок. Это позволяет получить одинаковую насыщенность в камнях разного разме- ра, что крайне важно для производителей ювелирных изделий. Наряду с наиболее популярными прозрачными нанокристаллами «Формика» производит черный, бирюзовый, молочно-белый, бежевый, медовый и другие полупрозрачные (опаловые) и непрозрачные виды.

Физические свойства Нанокристаллов (НК) в сравнении с соответствующими природными аналогами (ПР)

В настоящее время мы ограничили продажу нанокристаллов в сырье и предлагаем продукцию европейской машинной огранки фирмы «Прециоза», китайской машинной и ручной огранки высокого качества. Преимущество цветных нанокристаллов перед синтетическими кристаллами, стеклами и другими альтерна- тивными материалами столь очевидно, что, несмотря на глобальный экономический кризис в ювелирной отрасли, вся производимая нами продукция в больших объемах реализуется в Таиланде, Китае, Индии, Европе, США, России и странах СНГ. Внедрение Nanogem оказалось настолько востребованным, что в этом году в дни работы сентябрьской выставки Hong Kong Jewellery&Gem Fair мы вышли в финал конкурса, организованного журналом Jewelry News Asia, и получили награду за лучшую инновацию в категории «Производство и технология». Эта победа - еще одно подтверждение признания нанокристаллов ювелирами всего мира в качестве достойной имитации природных самоцветов!

Карен Авакян,
кандидат геолого-минералогических наук
(ГК «Формика»).

Каждая женщина хочет иметь изделия из драгоценных камней, однако не все могут позволить себе такую роскошь. Поэтому учёные вывели искусственные камни из натуральных материалов. Они дешевле, но не менее красивы. К числу таких камней можно отнести ситаллы. Такие камни добываются в процессе объёмной кристаллизации стёкол.

История возникновения камня

Если речь идёт об искусственных камнях, то большинство людей знает об фиантах, но мало кто знает о ситаллах. Этот драгоценный камень является стеклокристаллическим материалом.

Первые пробы нанесения аморфного стекла кристаллами проводились ещё 1739 году. Этим занимался академик Рене Реомюр. Главной его целью было жаростойкое стекло, но в результате он получил материал, который был очень похож на фарфор.

Технология создания ситалла была разработана в 1957 году. Её автором стал американский учёный Дональд Стуккей. В Советском Союзе над такими кристаллами работал такой учёный, как Исаак Китайгородский. Само слово ситалл было составлено из слов «кристалл» и «стекло».

Характеристика основных свойств

Ситалл напоминает сапфир или изумруд. Он также изготавливается из стекла, но эти искусственные камни имеют некие различия между собой. Чтобы создать такой кристалл, использовалась формула SiO2, которая очень похожа на формулу горного хрусталя.

Свойства камня ситалл напрямую зависят от того, как он сложен. За счёт того, что он состоит из большого количества маленьких кристаллов, по плотности его можно сравнить со сталью. Твёрдость такого материала меньше, чем у бриллианта, но больше, чем у других искусственных камней.

Существуют также типы камней, что обладают специальными свойствами. Это такие свойства, как:

  • полупроводниковость;
  • прозрачность;
  • радиопрозрачность;
  • магнитность.

Исскуственный кристалл нормально реагирует на тепло, поэтому в домашних условиях его расплавить невозможно. Такая стойкость объясняется тем, что в состав входит комплекс из минерального сырья и алюминия.

Ситалл хорошо противостоит разным химическим реакциям. Он красиво переливается и является практически прозрачным.

Разновидности ситалла

Всего существует несколько видов такого материала. К числу самых распространённых можно отнести следующие:

Чаще всего в ювелирном деле используется аметрин . Его особенность заключается не только в уникальных характеристиках, но и в зональном окрасе. Среди преимуществ такого материала нужно выделить невысокую цену. Украшения с таким камнем являются хорошим аналогом изделиям с драгоценными камнями. Аметрин является прозрачным и в нём нет разных включений. Цветовой спектр довольно широкий, поэтому его можно использовать в самых разных целях. Кристаллы изготавливаются самых разных размеров и имеют много типов огранок.

Сферы применения искусственных кристаллов

Ситалл широко используют в самых разных сферах, начиная от авиастроения и заканчивая стоматологией. Самые прочные виды такого материала используются в:

В качестве прозрачного стекла материал, который обладает термостойкостью и радиопрозрачностью, используется при производстве лазерной техники и астрооптики.

Из-за своей износо и химической стойкости отдельные виды искусственного кристалла могут использоваться в текстильной и химической промышленности, а также в машиностроении и горнодобывающем деле. Фотоситаллы чаще применяются в микроэлектронике, полиграфии, а также оптике.

Следует обратить внимание на то, что ситалл широко применяется в стоматологии. Он используется в процессе лечения патологий твёрдых тканей зубов. Было проведено множество исследований, которые доказали, что этот материал является незаменимым в протезировании.

Ситаллы отличаются своей механической износостойкостью и химической прочностью . По характеристике такой материал является биологически совместим с человеком, поэтому он больше подходит для протезирования зубов, чем фарфор, который применялся раньше.

За счёт изотропной и мелкокристаллической структуры на материале не формируются трещины, а это важно для проведения качественного протезирования. Различие структур керамики и искусственных кристаллов можно объяснить разными методами получения материалов.

Следует отметить, что ситалл - универсальный стеклокристаллический материал, который имеет широкий спектр применения начиная от стоматологии и ювелирного дела и заканчивая ракетостроением.

План лекции

СИТАЛЛЫ, КЕРАМИКА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

ЛЕКЦИЯ 2.6

1. Ситаллы и их применение..

2. Общие сведения о керамических материалах.

3. Особенности технологического цикла при получении керамик.

4. Классификация и свойства керамических материалов.

Литература

Ситаллы - стеклокристаллические материалы, получаемые путем почти полной стимулированной кристаллизации стекол специального состава. Они занимают промежуточное положение между обычными стеклами и керамикой. Само название ситалл происходит от слов силикат и кристалл; в названии подчеркивается тот факт, что одни из первых стеклокристаллических материалов были получены на основе закристаллизованных силикатных стекол. За рубежом ситаллы называют пирокерамами от греческих слов «пирос» - огонь и «керамикос» - глиняный. Первая часть названия связана с тем, что стеклокристаллические материалы за рубежом были получены вначале на основе cтекол, содержавших окислы лития, светившиеся при высоких температурах огненным светом, а вторая – с тем, что стеклокристаллические материалы иногда не совсем правильно называли стеклокерамикой. Недостатком стекол считает­ся процесс местной кристаллизации - расстекловывание, приводящее к появлению неоднородности и ухудшению свойств стеклянных изде­лий. Если в состав стекол, склонных к кристаллизации, ввести одну или несколько добавок веществ, дающих зародыши кристаллизации, то удается стимулировать процесс кристаллизации стекла по всему объему изделия и получить материал с однородной микрокристалли­ческой структурой.

Технология получения ситалла состоит из нескольких опера­ций. Сначала изготовляют изделие из стекломассы и подвергают его двухступенчатой термической обработке при температурах 500-700 и 900-1100°С. На первой ступени происходит образо­вание зародышей кристаллизации, а на второй - развитие кри­сталлических фаз. Содержание кристаллических фаз к оконча­нию процесса достигает 95%, а размеры кристаллов лежат в пре­делах от 0,01 до 1 мкм.

Кристаллизация стекла может быть обусловлена фотохимическими и каталитическими процессами. В первом случае центрами кристалли­зации служат мельчайшие частицы металлов (серебра, золота, меди, алюминия и др.), выделяющиеся из соответствующих окислов, входя­щих в состав стекла, под влиянием облучения с последующей термооб­работкой для проявления изображения. Для инициирования фото­химической реакции обычно используют ультрафиолетовое излучение. При термообработке происходит образование и рост кристаллитов вокруг металлических частиц. Одновременно при проявлении материал приобретает определенную окраску. Стеклокристаллические материа­лы, получаемые таким способом, называют фотоситаллами. Если облучать не всю поверхность изделия, а лишь определенные участки, то можно вызвать локальную кристаллизацию в заданном объеме.



Закристаллизованные участки значи­тельно легче растворяются в плави­ковой кислоте, нежели примыкающие к ним стеклообразные области. Это позволяет травлением получать в изделиях отверстия, выемки и т. п.

Технология изготовления ситаллoв упрощается, если в качестве катализаторов кристаллизации ис­пользовать соединения, ограниченно растворимые в стекломассе или легко кристаллизующиеся из расплава. К числу таких соединений относятся ТiO 2 , FeS, В 2 О 3 , Сг 2 О 2 , V 2 O 5 , фториды и фосфаты щелочных и щелочно-земельных металлов. При каталитической кристаллизации необходимость в предварительном облучении отпадает. Получаемые при этом стеклокристаллические материалы называют термоситаллами.

Ситаллы - плотные материалы от белого до коричневого цве­та, отличающиеся повышенной механической прочностью и хими­ческой стойкостью, а также сочетающие высокие диэлектрические и температурные свойства, что позволяет применять их для мно­гих приборов электронной техники, работающих в широком диапа­зоне частот.

В отличии от обычных стекол, свойства которого определяются в основном его химическим составом, для ситаллов решающее значение имеет структура и фазовый состав. Причина ценных свойств ситаллов заключается в их исключительной мелкозернистости, почти идеальной поликристаллической структуре. Свойство ситаллов изотропны. В них совершенно отсутствует вязкая пористость. Усадка материала при его переработке незначительна. Большая абразивная стойкость делает их малочувствительными к поверхностным дефектам.
Плотность ситаллов лежит в пределах 2400-2950 кг/м3, прочность при изгибе – 70-350 МПа, временное сопротивление – 112-161 МПа, сопротивление сжатию – 7000-2000 МПа. Модуль упругости 84 – 141Гпа. Прочность ситаллов зависит от температуры. Твердость их близка к твердости закаленной стали (V - 7000-10500 МПа). Они весьма износостойки (fтр = 0,07-0,19). Коэффициент линейного расширения лежит в пределах (7– 300) 10-7 с-1 . По теплопроводности ситаллы в результате повышенной плотности превосходят стекла. Термостойкость высокая D t = 50 -9000С. Применение ситаллов определяется их свойствами.

В обозначении марки ситалла после буквы СТ указывается значение a и серия разработки. Например, ситалл СТ-50-1 имеет температурный коэффициент линейного расширения a, равный 50·10 -7 1/°К. Плотность 2,3-2,8 г/см 3 .

Ниже приводятся типичные характеристики наиболее широко распространенных ситаллов.

Водопоглощение 0,01%

Температурный коэффициент линейного расширения (12-120)×10 -7 К -1

Удельная теплопроводность 0,8-2,5 Вт/(м×К)

Удельное объемное сопротивление 10 8 -10 12 Ом×м.

tgd (f=10 6 Гц) (10-800)×10 -4 .

Многие ситаллы химически стойки к плавиковой (HF) кислоте и щелочам. Стоимость ситаллов не высока.

По техническому назначению ситаллы делят на установочные и конденсаторные.

Установочные ситаллы используются в качестве подложек гибридных интегральных микросхем и пассивных дискретных элементов (например, в тонкопленочных резисторах).

Достоинство ситалловых конденсаторов является повышенная электрическая прочность по сравнению с керамическими конденсаторами.

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.



Рекомендуем почитать