Шпинель - натуральная и синтетическая, обзорный анализ

Что такое шпинель, виды

Шпинель – минерал, состоящий из смеси оксида магния и оксида алюминия. Этот камень считается полудрагоценным. Он имеет высокую твердость – 8 по шкале Мооса. После огранки приобретает красивый равномерный блеск. Шпинель имеет огромное количество природных сочных оттенков благодаря различным минеральным примесям. Без примесей этот камень был бы прозрачным, но в природе такой вариант практически не встречается – почти всегда в процессе формирования камня в его структуру попадает как минимум мельчайшее количество других минералов. Палитра цветов шпинели варьируется от густого красного, яркого зеленого и пурпурно-фиолетового до насыщенного черного. Шпинель некоторых цветов может быть как прозрачной, так и непрозрачной. 

Разновидностей шпинели огромное количество, они отличаются примесями минералов в составе либо замещением магния или алюминия другими минералами, как правило, железом, цинком, кобальтом, хромом, кальцитом, минералами кремния и др.

Особенно стоит выделить так называемую благородную шпинель – этим термином именуют прозрачные кристаллы разных цветов. Сюда относят рубиновую шпинель (сочного красного цвета), розовую шпинель рубин-балэ, синюю, голубую, зеленую, пурпурную (альмандиновую) шпинель, а также ее прозрачные разновидности желтых, фиолетовых, оранжевых оттенков.

Кристаллами благородной шпинели в средние века украшали императорские короны наравне с рубинами, сапфирами, изумрудами и бриллиантами. Отличить благородную шпинель от драгоценных камней сможет только специалист (например, благодаря отсутствию у шпинели дихроизма в отличие от рубина, а также другим характерным для шпинели особенностям), и до сих пор даже в наши дни шпинель – самый дорогой камень из всех красных самоцветов после рубинов (более 1000 $ за карат). 

Также из разновидностей шпинели выделяют хромовую шпинель (пикотит). Эта вариация минерала образуется в природе при вытеснении хромом части алюминия в составе шпинели. Пикотит имеет черный цвет и, как правило, непрозрачен. 

Цинковая шпинель (ганит) – еще одна разновидность шпинели, тоже возникшая в результате замещения минералов. При формировании ганита цинк и железо вытесняют магний, и образуется камень черного цвета и тоже непрозрачный, как пикотит. 

Плеонаст (или цейлонит) - шпинель с включениями железа. Камень преимущественно темных цветов, от темно-зеленого, темно-коричневого до темно-синего и черного. Самая распространенная вариация плеонаста, которая чаще всего встречается в природе – это черная непрозрачная шпинель.

Шпинель высоко востребована в создании украшений и является самым популярным камнем черного цвета в ювелирном деле.

На фото бусины натуральной черной шпинели:

Наношпинель (Метод Вернейля)

Наношпинель – так называют синтетическую шпинель, полученную в лабораторных условиях. Наношпинель широко используется в ювелирной отрасли. Эту разновидность шпинели производят по методу Вернейля, который позволяет вырастить кристаллы путем расплавления смеси оксидов при очень высокой температуре (900-2500°С). Капли расплавленной смеси кристаллизуются в процессе охлаждения. Получившиеся кристаллы по свойствам ничем не отличаются от природных аналогов, при этом имеют гораздо более низкую стоимость и более насыщенный и яркий цвет, что очень ценится в индустрии украшений. 

Методом Вернейля, разработанным французским химиком в начале XX века, вот уже более ста лет производят не только шпинель, но и искусственные драгоценные камни (кристаллы корундов, особенно сапфиры и рубины). Именно шпинель была первым камнем, синтезированным этим способом. Кристаллам можно придать идеальную чистоту в отличие от природных камней, которые почти всегда содержат то или иное количество минеральных примесей, неизбежно попадающих в структуру кристалла при его длительном росте в натуральных природных условиях. Наношпинель не будет иметь вкраплений и изъянов, которые свойственны природной шпинели. Блеск наношпинели будет "стеклянным" в отличие от блеска природной шпинели, который все же чуть более матовый, хотя визуально отличить наношпинель от шпинели трудно. Поверхность кристаллов наношпинели будет чистая, без царапин. Кроме того, в лаборатории можно создать кристаллы абсолютно любого цвета и оттенка. Производительность заводов, производящих кристаллы по методу Вернейля и расположенных во многих странах мира, в том числе и в России, исчисляется тоннами, а цена сырья – несколько американских центов за карат.

Синтетическая шпинель, виды

Метод Вернейля – самый распространенный способ синтезирования шпинели. Есть и другие способы, один из них - флюсовый метод, он же метод Ферми. Кристаллизация флюсами - технология более дорогостоящая, скорость роста кристаллов в 10 раз ниже, чем по методу Вернейля, и потому синтез шпинели флюсовым методом распространен гораздо меньше, хотя получаемые кристаллы имеют безупречную прозрачность и цвет. Более широкое применение нашел метод Чохральского – польского химика, который разработал технологию выращивания монокристалла. В качестве затравочного кристалла используется шпинель, выращенная методом Вернейля. Затравочный кристалл касается поверхности нагретого расплава, его вращают с определенной скоростью и затем поднимают вверх из расплава. Выращенные таким способом кристаллы имеют гораздо более однородную структуру, чем кристаллы по методу Вернейля. Шпинель по Чохральскому высоко ценится ювелирами.

Синтетическую шпинель разных цветов производят для имитации драгоценных и полудрагоценных камней – изумрудов, рубинов, сапфиров, александритов, топазов, турмалинов, аквамаринов и пр. 

Кроме того, очень востребована выращенная шпинель в качестве аналога дорогих благородных природных видов шпинели, например, рубиновой, стоимость которой сравнима с ценой на драгоценные камни. 

На фото бусины выращенной шпинели:

Сферы применения, правила ухода и хранения

Основная сфера, в которой наиболее востребована шпинель – это украшения. Шпинель высоко ценится среди ювелиров и мастеров, специализирующихся на изготовлении аксессуаров и бижутерии. Кроме того, синтетическую шпинель используют при создании огнеупорных материалов, термостойких покрытий и красок, при производстве деталей в приборостроении и радиотехнике.

Несмотря на высокую твердость, минерал хрупкий и уязвимый. Украшения из шпинели нужно беречь от механического воздействия – ударов, падений, царапин. Не стоит хранить их на деревянных или пластиковых поверхностях – лучше всего на мягком покрытии. Если берете украшения с собой в поездку, для транспортировки и хранения идеально подойдет тканевый мешочек. Либо оберните изделие из шпинели в мягкую тканевую салфетку и поместите в коробочку или шкатулку, проложив платочками оставшиеся по бокам пустоты. Шпинель, как и многие другие камни, а также как всю люкс-фурнитуру, недопустимо чистить абразивными или химическими средствами – только аккуратно и бережно протирать мягкой сухой безворсовой тряпочкой. При длительном нахождении под прямыми солнечными лучами шпинель может поблекнуть, поэтому стоит беречь камень от яркого солнца.