Беседы о геммологии - [59]
Хосрой безутешен. Он приказывает разгрести золу, чтобы собрать хотя бы сплавившееся золото. И что же он видит? На месте пепелища — сплошная плита из красного яхонта! Самоцвет таких размеров должен быть в тысячу раз дороже всех сокровищ мира.
Фантастика? Разумеется! Но есть в ней что-то такое, что заставило ученых задуматься. Они знали химический состав рубина. Они знали температуру его плавления (2300 кельвинов). Они могли получить такую температуру в пламени водородно-кислородной горелки. И вот в 1869 году М. Годэн представил Французской академии наук коллекцию искусственных самоцветов, полученных на основе корунда. Здесь были бесцветные, синие, зеленые и желтые камни. Размеры кристаллов не превышали двух сантиметров и имели сферическую форму. Годэн назвал их булями. Они были трещиноватыми и содержали много пузырьков.
В 1878 году Фуко и Мишель-Леви смоделировали вулканический процесс. Они взяли девять частей нефелина, добавили в него одну часть авгита, тщательно перемешали и расплавили в тигле. После медленного охлаждения печи они извлекли содержимое тигля — довольно темный на вид сплав. Ученые изучили сплав под микроскопом и убедились, что авгит исчез. Вместо него в массе зерен нефелина появился новый минерал. Это был меланит, черная разновидность граната андрадита.
Через пять лет А. Горго воспроизвел в лаборатории гидротермальный процесс. Он расплавил белую глину с избытком хлористого марганца в парах воды. После охлаждения в сплаве засверкали прозрачные желтые кристаллы граната спессартина.
Казалось, еще одно усилие — и все француженки будут осыпаны рукотворными самоцветами. Однако где-то что-то «заело». Гранаты упорно не хотели расти. Ими можно было любоваться только под микроскопом. Согласитесь, не на всякий светский прием можно захватить этот оптический прибор.
А кварц? К 1900 году арсенал ученых пополнился «бомбами». Толстостенные сосуды с завинчивающимися крышками использовали для проведения химических реакций в растворах при высоких температурах и давлениях. Время от времени они взрывались, раня ученых осколками. С ростом инженерного мастерства «бомбы» становились совершеннее и надежнее. Их назвали автоклавами, то есть самозапирающимися (автос — сам, клавис — ключ) сосудами.
И вот туринец Г. Специа вырастил кристалл кварца длиною два сантиметра. Ученый впервые использовал затравку, то есть наращивал кварц на специально подвешенные в автоклаве крупинки природного материала. После опытов Специа прошло более сорока лет, но никто не добился лучших результатов…
Лучше обстояло дело с рубинами. Здесь за дело взялся французский ученый Огюст Вернейль. Внешне он похож на композитора: борода и усы, как у Чайковского, высокий лоб, задумчивая улыбка. Гибкие и нервные кисти профессионального дирижера. Но Вернейль дирижировал не оркестром, а огненными струями кислородно-водородного пламени. Впервые в мире он получил действительно крупные и прозрачные кристаллы рубина, которые можно было огранить и вставить в перстень. Это произошло в 1891 году.
Вернейль значительно усовершенствовал горелку Годэна и пошел дальше своего соотечественника в теории кристаллообразования. Були диаметром 5–6 миллиметров и весом 12–15 каратов вырастали за два часа. В 1900 году в Париже открылась Всемирная выставка. Наряду с прочими чудесами на ней демонстрировались вернейлевские рубины. Все были потрясены. Искусственные яхонты по цвету, твердости, блеску, плотности ничем не отличались от природных собратьев. Спрос на них был весьма велик.
А Вернейль рвался дальше. Он мечтал вырастить сапфир, хотя в те времена даже с причиной его синей окраски не все было ясно. Ученый экспериментировал с различными оксидами и остановился на железе и титане. В 1911 году были опубликованы патенты на выращивание синего сапфира. Через два года общий объем производства сапфира достиг 1200 килограммов, а рубина — 2000 килограммов.
Метод Вернейля оказался пригодным и для выращивания шпинели. Первый синтез этого соединения осуществил А. Пари, студент Вернейля. Палитра шпинели несравненно шире корундовой. Здесь голубые, аквамариновые, синие, зеленые, розовые и другие цвета.
В 1913 году Огюст Вернейль умер. Прервалась полоса выращивания рубинов, сапфиров и шпинелей. Началась первая мировая война, потом пожар революций, кризисы. Людям было не до самоцветов и их искусственного получения…
В 30-х годах Р. Наккен вырастил пятиграммовые кристаллы кварца за девяносто часов. Его метод основывался на том, что растворимость кварцевого стекла превосходит растворимость кварца. Поэтому при одной и той же температуре стекло, насыпанное в автоклав, растворяется, а кварц выпадает из раствора и нарастает на затравку. Однако наступал момент, когда стекло покрывалось тонким слоем кварца и переставало питать раствор. Одновременно прекращался рост кристаллов кварца. Следовало разработать технологию синтеза, при которой в одном участке автоклава кварц растворялся бы, а в другом — выпадал из раствора. Задача содержала внутреннее противоречие и казалась неразрешимой.
Решение нашел А. Уокер в 1950 году. Он предложил нагревать автоклав раздельно: низ — до 673 кельвинов, а верхнюю часть — до 653 кельвинов. На дно автоклава насыпали кварцевую шихту, а вверху подвешивали затравочные кристаллы. Дальнейшее понятно. Конвекционные токи поднимают горячий, обогащенный кремнеземом раствор в верхнюю, более холодную зону автоклава. Выпавший из раствора кварц нарастает на затравку, а остывший раствор опускается вниз за новой порцией кремнезема. И так до тех пор, пока выросший кристалл не заполнит автоклав. Свои опыты Уокер проводил в растворах соды и щелочи. Максимальное его достижение — 312 граммов кварца за месяц.
