Беседы о геммологии - [62]

Тигель с загруженной шихтой установили в шахтную печь и подняли температуру до 1700 кельвинов. Выдержали расплав некоторое время, чтобы все компоненты хорошенько перемешались. Затем начали медленно охлаждать печь. В какой-то момент расплав оказался пересыщенным по отношению к ИАГ, который всплывал на поверхность (из-за меньшей плотности) и кристаллизовался. Типичный пегматитовый процесс!

Но как из расплава извлечь кристаллы граната? Представьте себе экспериментатора (симпатичная хрупкая женщина в легком цветастом платье, чем-то похожая на бабочку) и лаборантов (два здоровенных парня, нечто среднее между боксерами-тяжеловесами и цирковыми силачами). Под четырехугольным вытяжным зонтом, исходя зноем, стоит печь размером в половину человеческого роста.

— Приготовились! — тонким, но решительным голосом командует экспериментатор, едва перекрикивая шум вентиляции.

Боксеры-тяжеловесы уходят в угол комнаты и натягивают поверх мускулов грубые брезентовые штаны и куртки. Головы они защищают кожаными шапками-ушанками, глаза — темными очками, руки — асбестовыми рукавицами. Сейчас они более всего напоминают тяжелых носорогов перед атакой.

— Начали!

Первый лаборант придвигает к печке массивную изложницу (нечто вроде мелкого каменного корыта). Второй лаборант длинными щипцами снимает с печи крышку. Свыше тысячи кельвинов выплескиваются в комнату ярким светом и палящим жаром. Наступает решительная минута. Непонятно, как лаборанты извлекут из этого вулкана платиновый тигель с расплавом…

И в это мгновение экспериментатор, словно бабочка, подпархивает к огненному зеву и длинными щипцами выхватывает тигель. Кажется, что яростное пламя опалило тонкие крылышки и бабочка погибла. Зашипел, запенился расплав, подергиваясь тончайшей черной корочкой. А экспериментатор уже выбирает из него пинцетом округлые кристаллы и складывает в тигель. Затем тигель снова водворяется в печь, где кристаллы медленно охлаждаются. Их размеры достигают 3–5 сантиметров. Они чистые, прозрачные, сверкающие. Огранили такой камень и ахнули: он играл, словно бриллиант!

Казалось, новый метод хорош. Всего за месяц вырастают ювелирные кристаллы таких размеров, о которых Фуко и Мишель-Леви только мечтали. Но ученые стали привередами. Они выявили изъяны метода, которые не позволяли применить его при массовом выращивании кристаллов ИАГ.

Остался последний, изначальный метод кристаллизации — магматический. Тем более что необходимая аппаратура уже была.

Вначале попробовали применить метод Вернейля. К сожалению, для гранатов он не подошел. Монокристаллы росли некрасивыми, мутными из-за множества включений. При охлаждении они растрескивались. Тогда обратились к способу, который придумал чешский ученый Й. Чохральский в 1918 году. Он вводил в расплавленное вещество охлажденный затравочный кристалл и медленно вытягивал его. Расплав соприкасался с затравкой, охлаждался и застывал в виде кристалла, похожего на сосульку. Методом Чохральского были выращены довольно крупные кристаллы ИАГ. Но вот беда — для удержания расплава подходил только иридиевый тигель. А этот металл дороже и дефицитнее платины. Поиски продолжались.

Ученые чувствовали, что стоят на правильном пути. Рано или поздно крупные кристаллы граната вырастут именно из расплава, из искусственной магмы. Нужна только свежая идея…

Проницательный читатель понимает, что такая идея во благовремении появится — иначе не было бы смысла писать об ИАГ вообще. Тем не менее мы сделаем здесь интригующую паузу и вспомним тысячелетней давности спор между поэтом и ученым. Персидский поэт Мансур Муваррид ал-Фариси писал:

Пламя во дворце пылает — здесь алхимия царит,

Пепел превращает в яхонт, огненный гранат творит.

(Перевод С. Ахметова)

Бируни прокомментировал эти строки так: «Правда, все в мире способно перейти из одного состояния в другое. Но в данном случае это один из приемов, которым пользуются поэты для чрезмерного восхваления с помощью лжи». Другими словами, Бируни сомневался в возможности получения рубина из пепла.

Но солгал ли Мансур? Нет! Что такое оксиды алюминия и хрома, входящие в состав рубина? Это продукты сгорания соответствующих металлов в атмосфере кислорода. То есть не что иное, как пепел. Гранат тоже состоит из оксидов различных металлов. Следовательно, и из пепла возникают самоцветы.

…Между тем ожидаемая нами идея давным-давно была высказана. Искомый способ кристаллизации из расплава уже существовал. Его изобрели в конце 40-х годов советские ученые В. И. Лихтман и В. М. Масленников. Они получили монокристалл олова путем перемещения узкой расплавленной зоны вдоль образца. Способ был хорош тем, что в процессе роста кристалл становился чище, так как все вредные примеси оттеснялись к его концу.

После того как в 1952 году американец Дж. Пфанн более углубленно разработал теорию процесса зонной очистки, новый метод нашел широчайшее применение при выращивании кристаллов.

Промышленное производство кварца началось в 1958 году. В Северном Эндаворо (штат Массачусетс) был пущен опытный завод, который обеспечивал потребности радиоэлектронной промышленности. Кристаллы росли в автоклавах емкостью 45 литров с температурным перепадом 37 кельвинов. Скорость разрастания затравок составляла 2,5 миллиметра в сутки. В дальнейшем скорость немного снизили, а емкость автоклавов увеличили до 200 литров.