СКЛОКЕРАМІКА ЯК ІМІТАЦІЇ КОШТОВНИХ КАМЕНІВ. I. ГЕМОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА, СКЛАД, ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
УДК 549 : 679.8
https://doi.org/10/15407/mineraljournal.39.03.032
О.А. Вишневський, В.М. Хоменко, О.О. Косоруков, В.В. Ріпенко, Т.Г. Калініченко
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34
E-mail: vyshnevskyy@i.ua
СКЛОКЕРАМІКА ЯК ІМІТАЦІЇ КОШТОВНИХ КАМЕНІВ. I. ГЕМОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА, СКЛАД, ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
Анотація: За останні роки однією із областей використання високотехнологічної склокераміки стала ювелірна промисловість. У статті викладено результати комплексного мінералогічного дослідження шести різнозабарвлених зразків штучних матеріалів виробництва FORMICA GROUP і RUSGEMS (Росія), що використовують як імітації коштовних каменів. Встановлено, що основою їхнього речовинного складу є SiO2-Al2O3 базис, який відіграє роль аморфної матриці, в котрій наявні наночастинки синтетичних та/або штучних (таких, що не мають природних аналогів) кристалічних фаз. Така будова дає змогу віднести їх до склокристалічних матеріалів. За своїми базовими гемологічними характеристиками (N = 1,61—1,72, ρ = 2,91—3,98, дисперсія світла ~0,015) досліджені зразки подібні до багатьох природних коштовних мінералів (смарагду, турмаліну, аметисту, хризоліту та ін.), однак мають зовсім інший хімічний склад. Він представлений трьома типами багатокомпонентних систем: SiO2 + Al2O3 + ZrO2 + MgO ± REE2O3, SiO2 + Al2O3 + Y2O3 ± ZrO2 ± REE2O3 та SiO2 + Al2O3 + La2O3 ± ZrO2 ± REE2O3, де REE — Ce3+ та рідкісноземельні іони-хромофори Nd3+, Pr3+ та Er3+. Методом оптичної спектроскопії встановлено, що різноманітність кольорової гами склокераміки досягається введенням у її склад різних комбінацій іонів REE, а також Cu2+. На відміну від традиційних самоцвітів, характерною рисою оптичних спектрів ювелірної склокераміки є вузькі структуровані смуги поглинання ff-переходів в іонах лантаноїдів. Для імітації червоних та фіолетових каменів використовують добавки Nd3+ та Er3+ у різних пропорціях, а для відтворення забарвлення жовто-зелених, зелених і синіх самоцвітів — Pr3+ і Cu2+. За рахунок варіації співвідношень іонів-хромофорів вивчені склокристалічні матеріали ідеально відтворюють колір природних мінералів, при цьому кардинально відрізняючись від останніх за природою свого забарвлення. Спектроскопічні параметри, разом з оптично ізотропним характером, за N = 1,61—1,72, є головними характерними ознаками цього класу імітацій коштовних каменів.
Ключові слова: склокераміка, імітації коштовних каменів, гемологічна характеристика, хімічний та фазовий склад, фізичні властивості.
Мова: російська
Мінералогічний журнал 2017, 39 (3): 32-42
Література:
1. Андерсон Б. Определение драгоценных камней. — М. : Мир камня, 1996. — 456 с.
2. Возняк Д.К. Мікровключення та реконструкція умов ендогенного мінералоутворення. — К. : Наук. думка, 2007. — 280 с.
3. Марфунин А.С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах. — М. : Недра, 1975. — 327 с.
4. Наноситал — спасательный круг в эпоху кризиса // Русский ювелир. — 2016. — № 2. — С. 46—49. [Электрон. ресурс]. — Режим доступа : http://www.artclayrussia.ru/nanosital (Accessed 9 June 2017).
5. Платонов А.Н. Природа окраски минералов. — Киев : Наук. думка, 1976. — 264 с.
6. Свиридов Д.Е., Свиридова Р.К., Смирнoв Ю.Ф. Оптические спектры ионов переходных металлов в кристаллах. — М. : Наука, 1976. — 267 с.
7. Avakyan K. Formica-made nanogems: The major alternative to the coloured synthetic crystals and glasses in jewellery // Jewellery news Asia. — 2012, December. — P. 37—39.
8. International Centre for Diffraction Data (ICDD). [Электрон. ресурс]. — Режим доступа: http://www.icdd.com/index.htm (Accessed 2 March 2017).
9. Shen A. "Nanogems" — a new glass-ceramic material // Gems & Gemology. — 2010. — 46, № 2. — P. 156—157.
10. Taran M.N., Langer K., Abs-Wurmbach I., Frost D., Platonov A.N. Local relaxation around [6]Cr3+ in synthetic pyrope-knorringite garnets, [8a]Mg3[6](Al1—xCr3+x)2[4]Si3O12, from electronic absorption spectra // Phys. Chem. Minerals. — 2004. — 31. — P. 650—657.
11. Wang Su-Mei, Du Shi-Feng, Lu Jian, Zhang Dong-Xiang, Feng Bao-Hua Spectroscopic investigation of a new crystal: Nd3+,Yb3+ : YVO4 // Chinese Physics. — 2007. — 16, № 6. — Р. 1786—1789.
12. Yang J., Chen B.J., Pun E.Y.B., Zhai B., Lin H. Pr3+ — doped heavy metal germanium tellurite glasses for irradiative light source in minimally invasive photodynamic therapy surgery // Optics Express. — 2013. — 21, № 1. — Р. 1040.