Реферат: Геммология – раздел минералогии

Выпуклый кабошон при уплощении противоположной стороны переходит во второй тип простой кабошон (наподобие застывшей капли свиного сала). У него нижняя поверхность всегда плоская. Эта наиболее древняя форма обычно используется для кварцевого «кошачьего глаза», а иногда и для красных гранатов.

При смене кривизны нижней поверхности возникает кабошон третьего типа - выпукло-вогнутый. На нижней поверхности при этом образуется выемка. Такой способ предпочтительнее при обработке темных камней, например, густо окрашенных карбункулов.

При фасетной огранке весь камень покрывают плоскими гранями. Прежде эта форма определяла светский характер и подчеркивала магическую силу камня. Существует четыре разновидности фасетной огранки:

а) алмазной таблицей: в виде тонкой пластины с большой плоской гранью сверху;

б) розой: множество треугольных и ромбических граней образуют выпуклость в форме летящей капли на плоском основании (так, например, роза Антверпена содержала 12 граней, роза с красной вставкой - от 12 до 24 граней);

в) алмазная, или бриллиантовая, огранка осуществляется в виде двух составленных основаниями усеченных пирамид, из которых одна смотрела вершиной вверх, другая - вершиной вниз и вся эта конструкция вставляется в оправу;

г) огранка «лесенкой» близка по форме к усеченной пирамиде, но вершина и боковая грань выполняются в форме трапеции.

Долгое время считалось, что алмаз нельзя обработать из-за его чрезвычайно большой твердости. Поэтому вплоть до XX века алмазные октаэдры просто вставляли в оправы. Впервые шлифовать грани алмазов металлическими дисками с алмазными порошками начал в XIX веке Луи де Беркан из города Брюгге в Бельгии, хотя вполне возможно, что этот способ зародился еще в Индии. Первые гранильщики настолько увлекались своим могуществом над алмазами, что стали придавать камням фантастические формы. Однако при этом они не осознавали, каковы уникальные возможности самого камня.

Вплоть до второй половины XVI века камням в Европе придавали только правильные формы алмазного наконечника и алмазной таблицы. Обе эти формы основаны на использовании правильного октаэдра. Примитивные инструменты и отсутствие алмазной пилы, которая появилась только 100 лет назад, делали труд гранильщика тяжелым и долгим. Ведь стачивали 1/16 часть всей массы камня.

В середине XVI века на основе алмазной таблицы был получен после огранки фасетный камень с многоугольной площадкой. Четыре боковых ребра в верхней и нижней частях камня ошлифовываются таким образом, что на их местах возникают плоские фасеты. Эта так называемая простая, или ординарная, огранка вместе с двумя концевыми плоскостями насчитывает 16 фасет.

При дальнейшем наложении фасет на боковые ребра возникает «двойная» огранка с 34 фасетами и округлыми очертаниями в плане. Эта огранка розой, изобретение которой приписывают французскому кардиналу Мазарини, носит его имя. Жюль Мазарини сам увлекался обработкой алмазов и собрал великолепную коллекцию драгоценных камней, которую завещал французской короне. В настоящее время розой гранятся только мелкие алмазы.

В конце XVII века венецианский гранильщик Винченцо Перуцци разработал новый вид огранки алмазов, насчитывающий 58 фасет. Хотя контур камня при этом становится круглым, но огранка уже приближается к бриллиантовой. В Индии бриллиант имел 10 граней, в Старой Англии- 37, в Португалии - до 74. А огранка XX века уже содержит от 80 до 88 граней.

Полная бриллиантовая огранка, которая была разработана в 1910 году, включает не менее 32 фасет в верхней части и не менее 24 фасет в нижней.

Существуют и специальные виды огранки с большим числом фасет: королевская - 86 фасет, величественная - 102, профильная, или принцесс, 144- 146 фасет.

При одном и том же типе шлифовки камням могут быть приданы весьма разнообразные формы: сердце, герб, бочонок.

III . Облагораживание и улучшение качества ювелирных и поделочных камней.

Редкость – качество, присущее природному камнесамоцветному сырью. Человечество издавна стремилось получить самоцветы искусственным путём, а также улучшить качество природных самоцветных камней. Однако только в наше время стало возможно искусственно выращивать аналоги алмаза, рубина, сапфира, изумруда и других драгоценных минералов. Некоторые вещества, выращенные в технических целях, также с успехом стали использовать в ювелирном деле, например иттрий – алюминиевые и галлий – гадолиниевые гранаты.

Синтез минералов – интересная область минералогии. Каким образом улучшают качество самоцветного сырья? Под облагораживанием ювелирно – поделочного материала понимают искусственное улучшение его свойств с целью повышения ювелирных и художественно – декоративных качеств самоцветов. Чаще всего облагораживание связано с изменением окраски минерала. Люди занимались этим ещё в глубокой древности. При облагораживании использовали мёд, различные охры и сурик, медный купорос, примитивные кислоты. С развитием химии пропитка минералов различными химическими реагентами стала обычным делом. В наше время после открытия радиоактивности и рентгеновских лучей было обнаружено, что многие самоцветы обладают способностью изменять цвет при ионизирующем облучении. Сейчас в геммологии накоплен большой опыт облагораживания минерального камнесамоцветного сырья. В практических целях для изменения окраски минералов используют три типа воздействия:

Пропитывание химически активными веществами;

Термическое воздействие;

Ионизирующее облучение.

Рассмотрим каждый тип воздействия. Весьма удачный пример всем известный самоцвет бирюза. Этот сложный фосфат меди (Cu(Al,Fe)6[PO4]4(OH)8 * 4H2O), теряя воду, бледнеет. Ювелиры

Рис. 4. Цветные разновидности кварца: слева - морион (черный), на переднем плане - цитрин (желтый), на заднем плане - раухтопаз (серый), справа - аметист (фиолетовый) и изделия из него.

называют этот процесс старением бирюзы. Чтобы избежать старения, в давние времена бирюзу пропитывали воском, парафином, жиром, а в наше время - коллоидальным кремнеземом, жидким стеклом, различными органическими смолами.Агат, скрытокристаллическая, полосчатая разновидность кварца (SiO2), чаще всего в природе встречается в виде натечных агрегатов серого цвета. Для окраски агатов используют неорганические соли хрома (зеленый цвет), железа (желтый цвет), кобальта (синий цвет), никеля, меди и других металлов. Часто химическую пропитку агатов сочетают с температурным обжигом: в старину невзрачные серые агаты выдерживали в сахарном сиропе, а затем обжигали в печах, получая при этом замечательные ониксы, с контрастным цветным рисунком. Окрашенные старыми мастерами агаты практически невозможно отличить от лучших природных образцов.
Качество природных цветных камней можно улучшить термообработкой. Горщики Урала, извлекая из недр кристаллы мориона (черная разновидность кварца) (рис.1), запекали их в тесто и в результате обжига получали прекрасные желтые кристаллы цитрина - несомненно, более ценную разновидность.
Поступающие на мировой рынок из стран Индокитая природные сапфиры зачастую характеризуются слишком густым черно-синим цветом, что существенно снижает их стоимость. Прогрев в течение нескольких суток при температуре более 1000о C, как правило, позволяет сделать природные сапфиры существенно более светлыми.
Ионизирующее облучение нередко приводит к изменению окраски самоцвета в обратную сторону по сравнению с термообработкой. К сожалению, облученные радиоактивными химическими элементами самоцветы часто сами становятся радиоактивными. В геммологической практике обычно используются установки - облучения с радиоактивным изотопом 60Co. Например, топаз (Al2[SiO4](F, OH)) - бесцветный, прозрачный минерал, который после облучения становится коричневым, голубым или зеленым в зависимости от дозы облучения. Также алмазы, которые при облучении солями радия окрашиваются в зеленый цвет, при облучении нейтронами - в коричневый, а при облучении в потоке электронов - в голубой цвет.\

6 Научные методы и средства исследований

Существует не мало научных методов исследования самоцветных камней. Наука не стоит на месте и предоставляет человечеству свои новые средства исследований камня. Среди современных методов исследования в геммологии в настоящее время применяются:

Рентгеноспектральный микроанализ (микрозонд), позволяющий проводить точный химический анализ в локальной области (точке) без разрушения вещества. Метод применяется при диагностики драгоценных камней, имитаций, определения составов сплавов металлов и особенностей химического состава веществ;

Рамановская спектроскопия (спектры комбинационного рассеяния) используется для определения вещества, а также определения состава включений, не выходящих на поверхность камня, без его повреждения;

Электронный Парамагнитный Резонанс (ЭПР – спектроскопия) позволяет определять природные камни с точностью до месторождения, а синтетические – с точностью до метода синтеза. Особенно успешно метод применяется для изумрудов. Данный метод также используется для изучения природы окраски минералов;

Оптическая спектроскопия (инфракрасная, видимая и ультрафиолетовая области) применяется для изучения состава драгоценных камней и их окраски;

Люминесцентная спектрофотомерия (с различными способами возбуждения люминесценции) служит для изучения природы окраски и позволяет отличать природную окраску драгоценных камней от искусственно наведенной;

Рентгеноструктурный анализ (монокристальный) позволяет определять структуру кристаллического вещества и распределение в структуре различных примесей;

Электронная микроскопия высокого разрешения служит для изучения структуры вещества на микроуровне. В настоящее время достигнуто разрешение около 1 ангстрема (10-8 см).