Алхимики

Современная история создания искусственных  самоцветов началась в 1837 г., когда французский  химик Марк Годен, сплавив две  соли — квасцы (сульфат калия  и алюминия) и хромат калия, получил  кристаллы рубина весом примерно в 1 карат (0,2 г) f 16]. Эксперименты Годеиа явились продолжением ряда аналогичных исследований, проводимых минералогами, которые пытались воспроизвести или смоделировать  естественную  кристаллизацию в породах.  Самые ранние  из

таких экспериментов были выполнены в  Англии Холлом [17] и Уоттом [18], изучавшими кристаллизацию лав в окрестностях Эдинбурга, а также иа Этие и Везувии.

Успешный  синтез Годена был воспроизведен рядом других французских и немецких химиков, экспериментировавших с различными солями в качестве компонентов для получения рубина. Работы того времени заложили основы метода получения кристаллов, который теперь известен как выращивание с флюсом или, по терминологии специалистов, кристаллизация из раствора в расплаве. Этот метод основан на растворении материалов с высокой точкой плавления в растворителе, или «флюсе», имеющем значительно более низкую точку плавления. Кристаллы тугоплавкого компонента получают путем охлаждения раствора-расплава или испарением растворителя аналогично тому, как кристаллы сульфата меди образуются из водного раствора. Получение кристаллов рубина стало возможным только благодаря тому, что было уже известно, что рубии состоит из окиси алюминия и примеси окиси хрома, придающей ему красный цвет.

Одновременно  с попытками добиться прогресса  в деле получения крупных кристаллов рубина Дж. Эбельмен искал способ получения кристаллов изумруда [19], Он растворял низкосортный изумруд в расплавленной окиси бора В^Оз, поэтому в его опытах имела место скорее рекристаллизация, а не синтез, другими словами, кристаллы образовывались из собственных химических компонентов. Эбельмену не удалось получить изумруд ювелирного качества, и первому успешному синтезу этого минерала предстояло ждать еще 40 лет — до 1888 г., когда Отфель и Перре [20] ввели новые растворители — молибдат лития U2MO2O7 и ванадат лития L1VO3. Образующиеся кристаллы изумруда были очень мелкими, но впоследствии модификация этого метода была успешно применена в промышленном производстве ювелирного изумруда, о чем более подробно рассказано в гл. 3.

Первые  эксперименты обычно проводились с  использованием печен крупных фабрик. Электроэнергия для печей являлась новшеством в то время, когда повсеместно применялся газ или твердое топливо. Эксперименты Эбельмсна, например, выполнялись на знаменитой французской фабрике фарфора в Севре, а фабрика по производству стекла в Сен-Гобене стала местом проведения другой серии знаменитых экспериментов Эдмона Фреми и его учеников. Фреми занимался исключительно рубином, «минералом, который, вероятно, больше, чем другие, испытывал смекалку и ум химиков». В 1877 г. Фреми и Фейль [21] описали эксперимент, в ходе которого 20—30 кг раствора окиси алюминия в расплаве окиси свинца нагревали в течение 20 сут в большом фарфоровом сосуде. Кристаллизация явилась результатом одновременно протекающих процессов испарения растворителя и химической реакции со стенками сосуда и печными газами, например с водяным паром. Несмотря на большой объем расплавов, размер кристаллов был очень мал, что объясняется неудовлетворительным регулированием температуры печи. Кристаллы Фреми были выставлены в Естественно-историческом музее в Париже. К. Нассау и Дж. Нассау [221 сообщали об одном эксперименте, когда в 12-литровом тигле было получено 24 000 кристаллов общим весом 1200 г. Подобного рода попытки продолжались вплоть до XX в., но экспериментаторам не удалось разрешить проблему ограничения количества зарождающихся кристаллов. Рубины были слишком мелкими, а стоимость производства слишком высокой, чтобы они могли составить коммерческую конкуренцию натуральным камням. Тем не менее некоторые искусственные кристаллы использовались в ювелирных изделиях. Подробное описание экспериментов Фреми дастся в книге «Синтез рубинов», опубликованной в 1891 г.

Временная утрата интереса к методу с использованием флюсов (плавней) произошла в результате развития более перспективного метода плавления в пламени горелки. Примерно в 1886 г. на рынке появился и  приобрел большой спрос новый  тип кристаллов рубина, обладающих лучшей формой и качеством по сравнению  с кристаллами Фреми. Они получили название женевского рубина, хотя точное место и метод их производства были неизвестны; широко сообщалось только, что эти камни сумел сделать некий «предприимчивый священник». До недавнего времени полагали, что эти рубины были «реконструированы» путем сплавления мелких кусочков рубина, но, согласно

К. Нассау [23], они скорее всего были получены плавлением порошка в простой кислородной горелке.

Успех женевского рубина произвел особенно большое впечатление иа одного из учеников Фреми Огюста Вернейля. Он начал серию экспериментов по кристаллизации рубина методом плавления в пламени1 без использования флюса. К 1891 г. Вернейль разработал новую, очень удачную печь, работавшую на смесях угольного газа и кислорода или водорода и кислорода, в которой могла быть достигнута температура до 2050° С, достаточная для плавления рубина, и получил кристаллы, значительно превосходящие женевские. Хотя подробности конструкции горелки Вернейля были опубликованы лишь в 1904 г., его работа послужила твердой основой для успешного производства самоцветов в широком масштабе.