Берилловое стекло, соответствует как бы переходной стадии между синтетическими и поддельными драгоценными камнями. У синтетических камней физические и химические свойства такие же, как и у соответствующих натуральных камней; такие продукты, как берилловое стекло, имеют химический состав, сходный с составом драгоценных камней, которые они имитируют, но совершенно другие физические свойства; поддельные же камни похожи на настоящие только окраской, а остальные их физические свойства и химический состав не имеют ничего общего со свойствами и составом имитируемых драгоценных камней. Хотя процессы получения синтетических и поддельных камней управляются человеком и поэтому их можно считать искусственными, между ними нет ничего общего.
Имитации камня делают главным образом из стекла, и подделки под драгоценные камни, использовавшиеся в ювелирном деле, изготавливали еще в стекольных мастерских Древнего Египта, а может быть, и раньше. В "Естественной историки" Плиния мы читаем, что имитация хрустальных сосудов изделиями из стекла была доведена до высокой степени совершенства, но на ценность подлинной вещи это никоим образом не влияло. Эта устойчивость цен так много веков назад предвосхитила опыт наших дней: ценность натурального продукта остается неизменной, каким бы ни было искусственное вещество - синтетическим или поддельным.
Стекло представляет собой твердое вещество, которое получают плавлением при высокой температуре одного кислотного окисла, но чаще вместе с основным окислом, после чего расплав охлаждают достаточно быстро, чтобы не допустить образования видимых кристаллов. В качестве кислотного окисла обычно используют кремнезем в виде песка, но его можно отчасти заменить окислами бора, мышьяка, сурьмы и фосфора, а в качестве основного окисла берут соду или поташ вместе с известью, жженой магнезией, окислами свинца, бария, цинка, таллия или глиноземом. Так называемое опаловое стекло получают путем добавок плавикового шпата (фтористого кальция), криолита (фторида натрия и алюминия), костной золы (фосфата кальция) или реже окиси олова или циркония.
Как химический состав, так и физические свойства стекла изменяются в очень широких пределах, поскольку стекло представляет собой расплав, а не кристаллическое вещество; поэтому даже если считать, что в него входят одни и те же определенные компоненты, их пропорции можно менять как угодно, а число возможных компонентов очень велико. Простое стекло, изготовленное из чистых ингредиентов, должно быть бесцветным, но поскольку используемый песок всегда содержит примесь железа, цвет стекла обычно бывает бутылочно-зеленым. Чтобы избавиться от этого цвета, в расплав добавляют агенты, физически обесцвечивающие стекло, чаще всего соли марганца или мышьяка. Было установлено, что стекло для теплиц, которое в течение многих лет подвергается сильному воздействию солнечных лучей, лучше делать розовато-лиловым, изменяя содержание железа, что. соответствует обесцвечиванию, если первоначальный цвет стекла не был нейтрализован.
v Окрасить стекло можно при помощи множества окислов металлов, и соответствующий выбор стекла и красящей примеси позволяет получить почти любой мыслимый оттенок. Перечисленные ниже окислы дают следующие цвета: окислы железа - зеленый, коричневый, красный; окислы меди - голубой, красный; окись кобальта - голубой; окись никеля или двуокись магния - пурпурный в калиевом стекле и коричневый в натровом; окись хрома - желтовато-зеленый; окись урана вызывает флюоресценцию и дает зеленый или желтый цвет; двуокись титана - желтый и коричневый. Определенный оттенок зависит не только от количества красящего вещества, но и от характера стекла или условий плавления. Великолепный рубиново-красный цвет получают, добавляя к стеклу тонко измельченное золото; другие красящие вещества, не являющиеся окисями, дают такие цвета: сульфид кадмия .- желтый, селен - красный, соли серебра - желтый, углерод - желтовато-коричневый и сера - желтый.
Обычно для имитации драгоценных камней используют два вида стекла:
1.Кронгласе, оконное, или бутылочное, стекло: кремнезем, окислы калия или натрия и известь с окисью железа и окисью титана в качестве красящих примесей. Для слабоокрашенного или бесцветного материала показатель преломления 1,52-1,54, а удельный вес 2,53-2,57; если для окраски добавить большое количество окиси железа, то эти значения будут намного выше: показатель преломления 1,57-1,59, удельный вес 2,66-2,75.
2."Флинтгласс, или свинцовое стекло: кремнезем (раньше для него использовали толченый кремень - флинт, отсюда и название стекла), окислы калия или натрия, окись свинца. У материала, который обычно применяют для поддельных камней, показатель преломления колеблется в пределах от 1,58 до 1,68, а удельный вес равен 3,15-4,15. Можно изготовить свинцовое стекло с низким показателем преломления 1,52, удельный вес его будет 2,70; в оптике применяется гораздо более плотное стекло, но стекло этого вида очень мягкое и, следовательно, не годится для украшений. Для имитации бриллианта иногда используют свинцовое стекло такого состава: 38,2% кремнезема, 53,3% окиси свинца, 7,8% карбоната калия и небольшое количество других веществ. Этот состав дает верхний предел приведенных значений показателя преломления и удельного веса. Такой материал прежде называли стразом; это название, как говорят, произошло от фамилии Йозе-фа Штрасера, который первым применил подобное стекло, но сейчас термин устарел.
На основе этих двух групп можно изготовить другие типы стекла, частично или полностью заменяя входящие в них компоненты. Так, если часть кремнезема в кронглассе заменить окисью бора, получится боросиликатное стекло, а если часть кремнезема заменить окисью фосфора или фтора,- фосфорное или фтористое стекло. Кроме того, известь в кронглассе можно заменить окисью бария или цинка и получить в результате бариевое или цинковое стекло; а если в свинцовом стекле окись свинца заменить окисью бария или титана, получится бариевый или титановый флинтгласе. Боросиликатное стекло имеет показатель преломления около 1,50 и удельный вес около 2,36. Для титанового стекла эти значения равны 1,47-1,49 и 2,40-2,52, а для опалового стекла - 1,44-1,46 и 2,07-2,15 соответственно. "Фиолетовое бариевое стекло, которое в последнее время стали изготавливать для имитации аметиста, имеет показатель преломления 1,542 и удельный вес 2,80.
Дешевую стеклянную бижутерию делают либо из кронгласса, либо из флинтгласса с показателями преломления 1,53-1,63. Добавка свинца увеличивает преломление и дисперсию, и эти камни, пока они новые, очень красивы, если их правильно огранить; плохо лишь то, что они очень мягкие и царапаются даже оконным стеклом. При трении во время носки они быстро теряют свою по лировку; кроме того, они чувствительны к воздействию сернистых окислов, содержащихся в дымной атмосфере городов, и поэтому со временем приобретают неприглядный коричневый оттенок. Так как обычное стекло (страз) не обладает достаточно высоким преломлением для того, чтобы можно было получить удовлетворительные результаты при бриллиантовой огранке, основание таких камней часто покрывают слоем ртутной амальгамы или, как это делали в старых ювелирных изделиях, в оправу вкладывают фольгу, чтобы свет отражался в камне, а не уходил через его основание.
Модные украшения из поддельных камней сделать легко и дешево. Камни отливают в форму, и, следовательно, они не требуют огранки, а любая необходимая полировка из-за их относительной мягкости производится быстро. Отличить имитации из стекла от драгоценных камней совсем не трудно. Гораздо более низкая твердость позволяет легко распознать страз. Дисперсия света в стекле выше дисперсии в драгоценных камнях, и при испытании стеклянных подделок на рефрактометре едва ли можно увидеть окрашенную тень. Поскольку такие камни являются изотропными, они не обладают дихроизмом, который наблюдается у многих драгоценных камней, а их показатели преломления и удельный вес редко даже приблизительно совпадают с соответствующими характеристиками имитируемых натуральных камней.
Следует отметить, что показатели преломления кронгласса (кальциевого и кальциево-железистого) и флинтгласса частично совпадают, хотя показатели преломления первого в целом ниже, но более высокий удельный вес флинтгласса позволяет безошибочно определить тип стекла.
С точки зрения ювелиров сорт стекла, имитирующего камни, имеет существенное значение.
Для того чтобы камни в оправе по твердости не отличались от настоящих, изготавливают различные типы сложных камней. Дублет состоит из двух разных веществ: верхняя часть (коронка) - из кварца или другого дешевого природного минерала, а основание (павильон) - из окрашенного стекла. Следует помнить, что весь свет, попадающий на вершину камня, должен пересечь павильон вблизи колеты, тогда камень с поверхности будет иметь точно такой же цвет, как и его основание; только глядя через коронку сбоку, можно обнаружить, что она не окрашена. Когда подделку, скажем сапфира, хотят сделать более похожей на природный камень, коронку вырезают из настоящего сапфира, но недостаточно хорошо окрашенного, обеспечивая нужный оттенок окраской страза, из которого изготавливают павильон дублета. В настоящее время дублеты чаще всего состоят из тонкой пластинки альмандина, образующей табличку, и приваренного к ней павильона из стекла цвета рубина, сапфира или изумруда. Показатель преломления альмандина равен обычно 1,79; под микроскопом в нем часто заметны характерные пересекающиеся включения в виде игл, а в месте соединения со стеклом виден слой пузырьков.
Для тех случаев, когда на твердость проверяется и основание камня, изобрели триплет. При этом павильон тоже делают из настоящего камня, а нужного цвета добиваются, окрашивая тонкую пластинку, скрытую в оправе. Камни, например сапфир и изумруды, посредственной окраски иногда разрезают по экваториальной плоскости (плоскости рундиста) и внутреннюю поверхность полируют; красящее вещество закрепляют при помощи цемента, которым склеивают две части камня. В недавно представленном сложном камне такого типа, получившем название "смарилл", коронка и павильон вырезаны из слабо окрашенного или низкосортного берилла или изумруда, а необходимая глубина цвета придается изумрудно-зеленым цементом из твердой пасты. В так называемом emeraude soudee (спаянном изумруде) коронку и основание из горного хрусталя соединяют прозрачным зеленым цементом, чтобы имитировать подлинный изумруд; места соединений в таких камнях теперь заделывают, по-видимому, путем спекания. В другой разновидности, soudee sur spinelle (пайке на шпинели), горный хрусталь заменяют синтетической шпинелью. Все подобные имитации легко распознать, поместив камень в масло, что позволяет без труда рассмотреть его внутреннюю часть и увидеть поверхности, разделяющие разные элементы сложного камня. Склеенные камни могут распасться на куски, если погрузить их в соответствующий растворитель, например в кипящую воду, спирт или хлороформ; однако спекшиеся камни такими растворителями не выявляются. В последние годы достижения в производстве синтетических камней высокого качества значительно уменьшили потребность в сложных камнях. Стеклоподобные пасты, особенно метакрил и аминопласт, дают чистое прозрачное вещество, бесцветное или разных приятных оттенков. Поскольку их легче отливать в форму, чем стекло, ребра камней получаются гораздо более острыми. Спутать их с драгоценными камнями или даже со стеклом, если они без оправы, невозможно, так как их удельный вес настолько мал (чуть выше 1,20), что достаточно просто взять их в руки, чтобы определить их природу. Если они в оправе, нужно определить их показатель преломления, который у них ниже, чем у любого драгоценного камня, на который они похожи по цвету. Кроме того, они очень мягкие - твердость их по шкале Мооса равна только ~2,5, и, обладая гораздо меньшей теплопроводностью, чем драгоценные камни, они кажутся теплыми, если до них дотронуться.
Конечно, подделывать непрозрачные самоцветы, такие, как халцедон, бирюза, лазурит и нефрит, не так соблазнительно, поскольку стоимость подлинных камней сравнительно невелика и возможность получить денежную прибыль соответственно ограничена. Тем не менее эти самоцветы имитируют, и можно встретить подделки. Моховые агаты имитируют путем химического выращивания дендритов между стеклянными пластинками. Опаловые дублеты обычно состоят из тонкого куска благородного опала, который наклеивают на основание из обыкновенного опала или стекла. Опаловый триплет может иметь покров из горного хрусталя. За бирюзу выдают пятнистый голубой говлит, боро-кальциевый силикат, и дублет из халцедона и стекла. Несколько лет назад из Китая завезли тщательно изготовленные триплеты с окрашенным жадеитовым ядром, создающие впечатление хороших зеленых кабошонов. После специальной тепловой обработки синтетическая шпинель приобретает блеск, подобный блеску лунного камня.
Имитации камня делают главным образом из стекла, и подделки под драгоценные камни, использовавшиеся в ювелирном деле, изготавливали еще в стекольных мастерских Древнего Египта, а может быть, и раньше. В "Естественной историки" Плиния мы читаем, что имитация хрустальных сосудов изделиями из стекла была доведена до высокой степени совершенства, но на ценность подлинной вещи это никоим образом не влияло. Эта устойчивость цен так много веков назад предвосхитила опыт наших дней: ценность натурального продукта остается неизменной, каким бы ни было искусственное вещество - синтетическим или поддельным.
Стекло представляет собой твердое вещество, которое получают плавлением при высокой температуре одного кислотного окисла, но чаще вместе с основным окислом, после чего расплав охлаждают достаточно быстро, чтобы не допустить образования видимых кристаллов. В качестве кислотного окисла обычно используют кремнезем в виде песка, но его можно отчасти заменить окислами бора, мышьяка, сурьмы и фосфора, а в качестве основного окисла берут соду или поташ вместе с известью, жженой магнезией, окислами свинца, бария, цинка, таллия или глиноземом. Так называемое опаловое стекло получают путем добавок плавикового шпата (фтористого кальция), криолита (фторида натрия и алюминия), костной золы (фосфата кальция) или реже окиси олова или циркония.
Как химический состав, так и физические свойства стекла изменяются в очень широких пределах, поскольку стекло представляет собой расплав, а не кристаллическое вещество; поэтому даже если считать, что в него входят одни и те же определенные компоненты, их пропорции можно менять как угодно, а число возможных компонентов очень велико. Простое стекло, изготовленное из чистых ингредиентов, должно быть бесцветным, но поскольку используемый песок всегда содержит примесь железа, цвет стекла обычно бывает бутылочно-зеленым. Чтобы избавиться от этого цвета, в расплав добавляют агенты, физически обесцвечивающие стекло, чаще всего соли марганца или мышьяка. Было установлено, что стекло для теплиц, которое в течение многих лет подвергается сильному воздействию солнечных лучей, лучше делать розовато-лиловым, изменяя содержание железа, что. соответствует обесцвечиванию, если первоначальный цвет стекла не был нейтрализован.
v Окрасить стекло можно при помощи множества окислов металлов, и соответствующий выбор стекла и красящей примеси позволяет получить почти любой мыслимый оттенок. Перечисленные ниже окислы дают следующие цвета: окислы железа - зеленый, коричневый, красный; окислы меди - голубой, красный; окись кобальта - голубой; окись никеля или двуокись магния - пурпурный в калиевом стекле и коричневый в натровом; окись хрома - желтовато-зеленый; окись урана вызывает флюоресценцию и дает зеленый или желтый цвет; двуокись титана - желтый и коричневый. Определенный оттенок зависит не только от количества красящего вещества, но и от характера стекла или условий плавления. Великолепный рубиново-красный цвет получают, добавляя к стеклу тонко измельченное золото; другие красящие вещества, не являющиеся окисями, дают такие цвета: сульфид кадмия .- желтый, селен - красный, соли серебра - желтый, углерод - желтовато-коричневый и сера - желтый.
Обычно для имитации драгоценных камней используют два вида стекла:
1.Кронгласе, оконное, или бутылочное, стекло: кремнезем, окислы калия или натрия и известь с окисью железа и окисью титана в качестве красящих примесей. Для слабоокрашенного или бесцветного материала показатель преломления 1,52-1,54, а удельный вес 2,53-2,57; если для окраски добавить большое количество окиси железа, то эти значения будут намного выше: показатель преломления 1,57-1,59, удельный вес 2,66-2,75.
2."Флинтгласс, или свинцовое стекло: кремнезем (раньше для него использовали толченый кремень - флинт, отсюда и название стекла), окислы калия или натрия, окись свинца. У материала, который обычно применяют для поддельных камней, показатель преломления колеблется в пределах от 1,58 до 1,68, а удельный вес равен 3,15-4,15. Можно изготовить свинцовое стекло с низким показателем преломления 1,52, удельный вес его будет 2,70; в оптике применяется гораздо более плотное стекло, но стекло этого вида очень мягкое и, следовательно, не годится для украшений. Для имитации бриллианта иногда используют свинцовое стекло такого состава: 38,2% кремнезема, 53,3% окиси свинца, 7,8% карбоната калия и небольшое количество других веществ. Этот состав дает верхний предел приведенных значений показателя преломления и удельного веса. Такой материал прежде называли стразом; это название, как говорят, произошло от фамилии Йозе-фа Штрасера, который первым применил подобное стекло, но сейчас термин устарел.
На основе этих двух групп можно изготовить другие типы стекла, частично или полностью заменяя входящие в них компоненты. Так, если часть кремнезема в кронглассе заменить окисью бора, получится боросиликатное стекло, а если часть кремнезема заменить окисью фосфора или фтора,- фосфорное или фтористое стекло. Кроме того, известь в кронглассе можно заменить окисью бария или цинка и получить в результате бариевое или цинковое стекло; а если в свинцовом стекле окись свинца заменить окисью бария или титана, получится бариевый или титановый флинтгласе. Боросиликатное стекло имеет показатель преломления около 1,50 и удельный вес около 2,36. Для титанового стекла эти значения равны 1,47-1,49 и 2,40-2,52, а для опалового стекла - 1,44-1,46 и 2,07-2,15 соответственно. "Фиолетовое бариевое стекло, которое в последнее время стали изготавливать для имитации аметиста, имеет показатель преломления 1,542 и удельный вес 2,80.
Дешевую стеклянную бижутерию делают либо из кронгласса, либо из флинтгласса с показателями преломления 1,53-1,63. Добавка свинца увеличивает преломление и дисперсию, и эти камни, пока они новые, очень красивы, если их правильно огранить; плохо лишь то, что они очень мягкие и царапаются даже оконным стеклом. При трении во время носки они быстро теряют свою по лировку; кроме того, они чувствительны к воздействию сернистых окислов, содержащихся в дымной атмосфере городов, и поэтому со временем приобретают неприглядный коричневый оттенок. Так как обычное стекло (страз) не обладает достаточно высоким преломлением для того, чтобы можно было получить удовлетворительные результаты при бриллиантовой огранке, основание таких камней часто покрывают слоем ртутной амальгамы или, как это делали в старых ювелирных изделиях, в оправу вкладывают фольгу, чтобы свет отражался в камне, а не уходил через его основание.
Модные украшения из поддельных камней сделать легко и дешево. Камни отливают в форму, и, следовательно, они не требуют огранки, а любая необходимая полировка из-за их относительной мягкости производится быстро. Отличить имитации из стекла от драгоценных камней совсем не трудно. Гораздо более низкая твердость позволяет легко распознать страз. Дисперсия света в стекле выше дисперсии в драгоценных камнях, и при испытании стеклянных подделок на рефрактометре едва ли можно увидеть окрашенную тень. Поскольку такие камни являются изотропными, они не обладают дихроизмом, который наблюдается у многих драгоценных камней, а их показатели преломления и удельный вес редко даже приблизительно совпадают с соответствующими характеристиками имитируемых натуральных камней.
Следует отметить, что показатели преломления кронгласса (кальциевого и кальциево-железистого) и флинтгласса частично совпадают, хотя показатели преломления первого в целом ниже, но более высокий удельный вес флинтгласса позволяет безошибочно определить тип стекла.
С точки зрения ювелиров сорт стекла, имитирующего камни, имеет существенное значение.
Для того чтобы камни в оправе по твердости не отличались от настоящих, изготавливают различные типы сложных камней. Дублет состоит из двух разных веществ: верхняя часть (коронка) - из кварца или другого дешевого природного минерала, а основание (павильон) - из окрашенного стекла. Следует помнить, что весь свет, попадающий на вершину камня, должен пересечь павильон вблизи колеты, тогда камень с поверхности будет иметь точно такой же цвет, как и его основание; только глядя через коронку сбоку, можно обнаружить, что она не окрашена. Когда подделку, скажем сапфира, хотят сделать более похожей на природный камень, коронку вырезают из настоящего сапфира, но недостаточно хорошо окрашенного, обеспечивая нужный оттенок окраской страза, из которого изготавливают павильон дублета. В настоящее время дублеты чаще всего состоят из тонкой пластинки альмандина, образующей табличку, и приваренного к ней павильона из стекла цвета рубина, сапфира или изумруда. Показатель преломления альмандина равен обычно 1,79; под микроскопом в нем часто заметны характерные пересекающиеся включения в виде игл, а в месте соединения со стеклом виден слой пузырьков.
Для тех случаев, когда на твердость проверяется и основание камня, изобрели триплет. При этом павильон тоже делают из настоящего камня, а нужного цвета добиваются, окрашивая тонкую пластинку, скрытую в оправе. Камни, например сапфир и изумруды, посредственной окраски иногда разрезают по экваториальной плоскости (плоскости рундиста) и внутреннюю поверхность полируют; красящее вещество закрепляют при помощи цемента, которым склеивают две части камня. В недавно представленном сложном камне такого типа, получившем название "смарилл", коронка и павильон вырезаны из слабо окрашенного или низкосортного берилла или изумруда, а необходимая глубина цвета придается изумрудно-зеленым цементом из твердой пасты. В так называемом emeraude soudee (спаянном изумруде) коронку и основание из горного хрусталя соединяют прозрачным зеленым цементом, чтобы имитировать подлинный изумруд; места соединений в таких камнях теперь заделывают, по-видимому, путем спекания. В другой разновидности, soudee sur spinelle (пайке на шпинели), горный хрусталь заменяют синтетической шпинелью. Все подобные имитации легко распознать, поместив камень в масло, что позволяет без труда рассмотреть его внутреннюю часть и увидеть поверхности, разделяющие разные элементы сложного камня. Склеенные камни могут распасться на куски, если погрузить их в соответствующий растворитель, например в кипящую воду, спирт или хлороформ; однако спекшиеся камни такими растворителями не выявляются. В последние годы достижения в производстве синтетических камней высокого качества значительно уменьшили потребность в сложных камнях. Стеклоподобные пасты, особенно метакрил и аминопласт, дают чистое прозрачное вещество, бесцветное или разных приятных оттенков. Поскольку их легче отливать в форму, чем стекло, ребра камней получаются гораздо более острыми. Спутать их с драгоценными камнями или даже со стеклом, если они без оправы, невозможно, так как их удельный вес настолько мал (чуть выше 1,20), что достаточно просто взять их в руки, чтобы определить их природу. Если они в оправе, нужно определить их показатель преломления, который у них ниже, чем у любого драгоценного камня, на который они похожи по цвету. Кроме того, они очень мягкие - твердость их по шкале Мооса равна только ~2,5, и, обладая гораздо меньшей теплопроводностью, чем драгоценные камни, они кажутся теплыми, если до них дотронуться.
Конечно, подделывать непрозрачные самоцветы, такие, как халцедон, бирюза, лазурит и нефрит, не так соблазнительно, поскольку стоимость подлинных камней сравнительно невелика и возможность получить денежную прибыль соответственно ограничена. Тем не менее эти самоцветы имитируют, и можно встретить подделки. Моховые агаты имитируют путем химического выращивания дендритов между стеклянными пластинками. Опаловые дублеты обычно состоят из тонкого куска благородного опала, который наклеивают на основание из обыкновенного опала или стекла. Опаловый триплет может иметь покров из горного хрусталя. За бирюзу выдают пятнистый голубой говлит, боро-кальциевый силикат, и дублет из халцедона и стекла. Несколько лет назад из Китая завезли тщательно изготовленные триплеты с окрашенным жадеитовым ядром, создающие впечатление хороших зеленых кабошонов. После специальной тепловой обработки синтетическая шпинель приобретает блеск, подобный блеску лунного камня.
