Polski Jubiler

 NUMER ARCHIWALNY


Na ok豉dce: Jacek Byczewski, bransolety, stal, z這to

fot. J. Malinowski

W NUMERZE

Historia produkcji i charakterystyka gemmologiczna syntetycznych korund闚 otrzymywanych w Polsce*
     Od najdawniejszych czas闚 cz這wiek stara si na郵adowa natur i samemu tworzy pi瘯ne, drogocenne kamienie, kt鏎ych posiadanie by這 wyrazem zamo積o軼i i pozycji spo貫cznej. Zar闚no w przesz這軼i, jak i obecnie do najcenniejszych kamieni szlachetnych zaliczane s barwne odmiany korundu (A12CX): czerwony - rubin, niebieski - szafir, czy r騜owopomara鎍zowy - padparad瘸. W 1857 r. francuski chemik M. Gaudin wytworzy rubin o masie l kr. By豉 to pierwsza udana pr鏏a otrzymania syntetycznego monokryszta逝, cho nie nadawa si on jeszcze ani do cel闚 technicznych ani jubilerskich. Podobnie udane eksperymenty prowadzili w tamtych latach r闚nie Francuzi E. Fremy i C. Feila oraz pionierzy bada nad syntez kryszta堯w K. i J. Nassau, kt鏎zy otrzymali du膨 liczb male鎥ich rubin闚. W 1886 r. na rynkach europejskich pojawi造 si stosunkowo du瞠 i tanie tzw. rubiny genewskie, produkowane przez jedn z firm szwajcarskich. Nie by造 to jednak kamienie syntetyczne, lecz rekonstruowane, otrzymane z bardzo ma造ch naturalnych korund闚. Syntetyczne rubiny przewy窺zaj帷e jako軼i i wielko軼i rubiny genewskie otrzyma w 1891 r. Francuz A. Yerneuil. Jego metoda, mimo up造wu lat, stanowi w dalszym ci庵u jedn z podstawowych metod otrzymywania wielu syntetycznych kamieni szlachetnych. Oczywi軼ie w miar rozwoju nauki doskonalono stare technologie i opracowywano nowe. Du瞠 zas逝gi w tym zakresie nale篡 przypisa polskiemu uczonemu J. Czochralskiemu, kt鏎y w 1916 r. opracowa metod wyci庵ania monokryszta堯w z cieczy, nazwan na jego cze嗆 metod Czochralskiego.
     Osi庵ni璚ia w syntezie korund闚, jakie mia造 miejsce pod koniec XIX w., da造 pocz徠ek burzliwemu rozwojowi bada nad otrzymywaniem innych rodzaj闚 kryszta堯w. Dzisiaj monokryszta造 produkuje si wieloma sposobami, wykorzystuj帷 wszystkie fazy do przeprowadzenia krystalizacji. Stosunkowo 豉twa i tania produkcja syntetycznych korund闚, a tak瞠 ich atrakcyjne w豉軼iwo軼i sprawiaj, 瞠 nadal znajduj one du瞠 zastosowanie w przemy郵e i jubilerstwie. Ocenia si, 瞠 ok. 80% 鈍iatowej produkcji syntetycznych korund闚 wykorzystuje si w technice, za pozosta貫 w jubilerstwie. O olbrzymim zapotrzebowaniu na korundy 鈍iadczy mo瞠 fakt, 瞠 USA ju w 1950 r. zu篡wa造 rocznie, tylko do cel闚 technicznych, ponad 100 mln pr皻闚 korundowych. Mo積a by zatem zaryzykowa twierdzenie, 瞠 stopie uprzemys這wienia gospodarki w danym pa雟twie uwidocznia si w ilo軼i zu篡wanych kamieni syntetycznych.

Historia produkcji korund闚 syntetycznych w Polsce
     Pierwsze syntetyczne monokryszta造 korundu otrzymano w Hucie Aluminium w Skawinie w 1957 r. Kilka lat p騧niej (w 1963 r.) uruchomiono produkcj leukoszafir闚 i rubin闚. W 1968 r. powo豉no Zak豉d Do鈍iadczalny, kt鏎ego podstawow dzia豉lno軼i by豉 produkcja materia堯w wysokiej czysto軼i dla potrzeb przemys逝 elektronicznego oraz, na mniejsz skal, produkcja syntetycznych kamieni szlachetnych. W 1986 r. Zak豉d Do鈍iadczalny zosta sprzedany Centrum Naukowo-Produkcyjnemu Materia堯w Elektronicznych Unitra-Cemat w Warszawie. Na jego bazie powsta zamiejscowy Zak豉d Produkcji Materia堯w Elektronicznych nr 4 w Skawinie. W 1991 r. zak豉d zosta przej皻y przez J. Persyka (po wykupie maszyn i urz康ze oraz wydzier瘸wieniu nieruchomo軼i), co zaowocowa這 powstaniem firmy Korund-Skawina Jacek Persyk. W po這wie lat 90. firma upad豉. Cz窷 maj徠ku ruchomego zosta豉 sprzedana, a budynki i urz康zenia trwa貫 wr鏂i造 do poprzedniego w豉軼iciela Cemat-70 SA.
     W 1996 r. Cemat-70 SA i inni wsp鏊nicy utworzyli Przedsi瑿iorstwo Produkcji Materia堯w Syntetycznych Cemkor. Firma ta ma obecnie trzy wydzia造: ceramiki, metali oraz monokryszta堯w.
     Wydzia Ceramiki zajmuje si ceramik korundow; jest przystosowany do wytwarzania wyrob闚 z wysokoglinowej ceramiki, produkuje t這ki ceramiczne, uszczelnienia do pomp wodnych i in.
     Wydzia Metali, w kt鏎ym znajduj si piece indukcyjne o du瞠j wydajno軼i oraz piece oporowe, zajmuje si otrzymywaniem tantalu i innych metali wysokiej czysto軼i, m.in. srebra w postaci drut闚, blach, folii i in.
     Wydzia Monokryszta堯w, wykorzystuj帷 wcze郾iej opracowane technologie b璠帷e adaptacj metod Verneuila, Bridgmana i Kyropulosa, od stycznia 1997 r. z powodzeniem produkowa korundy barwne i bezbarwne oraz barwne spinele do cel闚 jubilerskich. Od pocz徠ku 1998 r. - wobec braku zam闚ie - wytwarzane s tylko korundy znajduj帷e zastosowanie w przemy郵e, m.in. przy produkcji skalpeli mikrochirurgicznych z ostrzem korundowym, no篡 do wag analitycznych, ci庵ade, dysz, 這篡sk oraz szkie貫k zegarowych.
Charakterystyka gemmologiczna korund闚 polskich
     Charakterystyka gemmologiczna skawi雟kich korund闚 pozwala stwierdzi, 瞠 s to kamienie dobrej jako軼i. Wi瘯szo嗆 ich w豉軼iwo軼i jest taka sama lub bardzo podobna jak korund闚 naturalnych (tab.); wykazuj te one w豉軼iwo軼i typowe dla syntez otrzymywanych metod Verneuila produkowanych przez inne firmy. Ciekawe wyniki przynios造 badania dotycz帷e genezy barwy. Wed逝g danych literaturowych zweryfikowanych przez dr. M. Czaj ustalono na podstawie analizy widm absorpcji, ekscytacji i fluorescencji, 瞠 g堯wnym jonem barwi帷ym korund jest chrom, jednak odcie barwy kryszta逝 zale篡 g堯wnie od orientacji krystalograficznej, wzd逝 kt鏎ej kryszta wzrasta. I tak, gdy kierunek ten jest prostopad造 do osi krystalograficznej Z, korund ma barw czerwon (rubin); barwy niebieska i fioletowa powstaj w闚czas, kiedy kierunek osi wzrostu kryszta逝 tworzy z osi krystalograficzn Z k徠 r闚ny 60, natomiast barw r騜owopomara鎍zow maj kryszta造 wzrastaj帷e r闚nolegle do osi krystalograficznej Z. Oczywi軼ie zmiana odcienia barwy korund闚 mo瞠 by powodowana obecno軼i domieszek tlenk闚 innych metali, np. dodanie wanadu przesuwa pasmo transmisji w zakres barwy zielonej, natomiast dodanie 瞠laza wzmacnia absorpcj w zakresie kraw璠zi pasm niebieskich. R闚nocze郾ie wzrost st篹enia tlenku barwi帷ego powoduje tak瞠 wzmocnienie barwy. W 鈍ietle tych bada nieprawdziwe okaza這 si twierdzenie, 瞠 barwa szafir闚 padparad瘸 wywo豉na jest obecno軼i par magnezu i chromu lub te jonami niklu.
     Poza badaniem r騜nych czynnik闚 kreuj帷ych barw kryszta堯w syntetycznych, innym z這穎nym zagadnieniem jest jej precyzyjny opis. W warunkach produkcyjnych barw kamieni okre郵a si za pomoc lupy aplanatyczno-achromatycznej o 10x powi瘯szeniu. Badania takie maj oczywi軼ie charakter uproszczony, nawet je瞠li prowadz je osoby o du篡m do鈍iadczeniu, a do opisu barwy pos逝guj si r騜nymi zestawami por闚nawczymi lub atlasami barw. Zestawy por闚nawcze (wzorcowe), a tak瞠 atlasy barwy, poza diamentami, nie znalaz造 jeszcze powszechnego zastosowania w praktyce gemmologicznej. G堯wn przeszkod jest mnogo嗆 odcieni barw wyst瘼uj帷ych nawet w obr瑿ie jednego rodzaju kamieni.
     Og鏊nie szacuje si, 瞠 oko ludzkie jest w stanie odr騜ni ok. 5 x 106 - 5 x 107 odcieni barw; jest wi璚 zrozumia貫, 瞠 tylko ilo軼iowy pomiar barwy mo瞠 by 廝鏚貫m obiektywnej informacji o badanych obiektach. Tak obiektywn metodyk post瘼owania daje kolorymetria tr鎩chromatyczna (ustalenia Mi璠zynarodowej Komisji O鈍ietleniowej CIE z 1931 r.). Do bada s逝膨 kolorymetry i fotometry. Kolorymetry pozwalaj na pomiar nat篹enia 鈍iat豉 przechodz帷ego przez badany kamie lub odbitego od niego i por闚nanie go z wzorcem. Kamienie do tego rodzaju bada przygotowuje si w postaci p豉sko-r闚noleg造ch p造tek o grubo軼i przynajmniej l mm. P造tki musz mie co najmniej jedn dobrze wypolerowan 軼iank.
     Kolorymetry i fotometry s urz康zeniami drogimi, a pomiar jest do嗆 czasoch這nny, dlatego te nie znalaz造 one szerszego zastosowania w jubilerstwie, mimo 瞠 jest to najbardziej obiektywny spos鏏 ilo軼iowego okre郵enia barwy.
     Otrzymane przez autora korundy ze Skawiny by造 badane na spektrokolorymetrze tr鎩chromatycznym typu MiniScan XE firmy HunterLab z USA. Za pomoc tego urz康zenia bada si widmo refleksyjne; zastosowane 廝鏚這 鈍iat豉 odpowiada iluminantowi D65.
     Do bada wykorzystano 11 szlif闚 (dalej okre郵onych jako S) o grubo軼i l mm. Jako wzorzec wykorzystano korund naturalny z p馧wyspu Kola. Na wykresach l i 2 przedstawiono procentow zale積o嗆 intensywno軼i odbicia 鈍iat豉 od d逝go軼i fali.
     Otrzymane wyniki pomiar闚 barwy mo積a przedstawi w r騜nych uk豉dach Pomiary barwy w uk豉dzie CIELAB, kt鏎y jest zmodyfikowanym uk豉dem CIE, przedstawiono na wykresie 3. Taka forma przedstawiania danych w przejrzysty spos鏏 informuje o otrzymanych wynikach i daje mo磧iwo嗆 szybkiego opisania i por闚nania ich ze sob. Jak wida, jedynie szlify Sl i S2 maj wyra幡 barw czerwon z odcieniem niebieskim. Obie pr鏏ki maj tak瞠 mniejsz jasno嗆 od przyj皻ego wzorca S11 (rubin naturalny). Pozosta貫 szlify s ja郾iejsze od wybranego standardu oraz nie maj wyra幡ej barwy. Przy podobnych interpretacjach nale篡 jednak uwzgl璠nia barw wzorca.
     Wyniki przedstawione na wykresach l i 2 mog w przysz這軼i pos逝篡 do opracowania bardziej obiektywnego modelu oceny barwy ni za pomoc lupy aplanatyczno-achromatycznej. Pomiary wykonane za pomoc spektrokolorymetru mo磧iwo嗆 analizowania cech barwy (jasno軼i, nasycenia) oraz pozwalaj okre郵i odchylenia od wybranego wzorca. Wa積e jest tak瞠 to, 瞠 spos鏏 wykonania pomiaru nie jest skomplikowany. W 鈍ietle uzyskanych wynik闚 mo積a przyj望, 瞠 stosowana technika pomiaru mo瞠 sta si ilo軼iow i nieniszcz帷 metod badania barwy kryszta堯w, pod warunkiem ujednolicenia standard闚 przy sporz康zaniu wzorc闚.

*Artyku zosta napisany na podstawie pracy magisterskiej autora wykonanej pod kierunkiem prof. dr. hab. Micha豉 Sachanbi雟kiego.

Literatura:
A. Bartecki: Barwa zwi您k闚 metali. Wyd. Politechniki Wroc豉wskiej, Wroc豉w 1993.
M. Czaja, D. Kus: Co wiemy o polskich syntetycznych kamieniach ozdobnych? I Konferencja "Barwa w przyrodzie, nauce i technice". Wroc豉w 1998.
D. Elwell: Man-made gemstones. Ellis Harwood Ltd., New York 1979.
K. Ma郵ankiewicz: Kamienie szlachetne. Wyd. Geologiczne, Warszawa 1987.
M. P豉szy雟ka: Kamienie szlachetne - nie niszcz帷e metody badania. PWN, Warszawa 1988.
K. Schmetzer: Naturliche und synthetische Rubine. Stuttgart 1986.
M. Wo幡iak, Cz. Janusz: Syntetyczne monokryszta造 korundu. "Rudy i Metale Nie瞠lazne" 1962 nr 10.
M. Wo幡iaki in.: 10 lat pracy huty aluminium w Skawinie. "Rudy i Metale Nie瞠lazne" 1964 nr 9.
J. 痂ija: Otrzymywanie monokryszta堯w. PWN, Warszawa 1988.

Fatal error: require() [function.require]: Failed opening required '../../config/right.inc' (include_path='.:/usr/multiphp/php5.2/usr/share/php:/home/lib/php5.2:/home/lib/php5.2/pear') in /home/users/pj/public_html/archiwum/jubiler_3-14/index.php on line 46