În prezent, diferite metode sunt folosite pentru a sintetiza pietre prețioase și pentru a crește cristale de bijuterii.
Metoda Verneuil. În 1896, omul de știință francez Auguste Verneuil a proiectat un cuptor special cu un arzător de hidrogen-oxigen pentru sinteza rubinelor, iar în epoca producției industriale de pietre bijuteriști sintetice a început. Sinteza pietrelor prețioase se efectuează din topitură obținută prin topirea încărcăturii (în cazul sintezei de rubin, încărcarea este un amestec de oxizi de aluminiu și crom). Cuptorul este proiectat astfel încât încărcătura să fie aruncată în jos în porțiuni mici în fluxul de oxigen, să pătrundă în camera de ardere unde este alimentat hidrogenul și unde arzătorul este localizat. În acest caz încărcarea se topește, iar picatura care rezultă cade pe substratul ceramic, pe care se formează mai întâi un con, apoi trece pe cilindru - un singur cristal. Cristalul rezultat este numit boule, a cărui dimensiune este de obicei de 5-10 cm în lungime, cu un diametru de aproximativ 2 cm. Este nevoie de aproximativ 4 ore pentru a produce o bulă de dimensiuni medii. Cristalele rezultate au un stres intern puternic și deseori se împart în mai multe părți. Metoda lui Verneuil a reușit acum să crească mai mult de o sută de tipuri diferite de cristale. Cu toate acestea, are cea mai mare importanță industrială, de regulă, atunci când se dezvoltă soiuri de rubin, safir și alte coroane colorate, inclusiv pietre stelate, precum și spineluri.
Metodă de topire a îmbrăcămintei. Metoda constă în topirea și cristalizarea substanței în "cămașă" proprie și este utilizată pentru a crește cristale refractare (zirconiu cubic, corundum, YAG și altele). Pentru a topi substanța, se folosește încălzirea cu frecvență înaltă. După încălzire, topitura este maturată timp de câteva ore (pentru a asigura distilarea impurităților și pentru a stabili omogenitatea mediului), apoi se răcește lent, rezultând cristalizarea cristalelor coloanale.
Pentru cultivarea cristalelor de bijuterii, metoda sintezei hidrotermale este deosebit de promițătoare. Cristalele cresc în recipiente etanșe de presiune înaltă (autoclave), permițând procesul de sinteză la temperaturi de 250-600 ° C și presiuni de zeci și sute de megapascali. Ca solvent în această metodă, se utilizează apă, puterea de dizolvare a cărei putere de dizolvare crește brusc la temperaturi și presiuni ridicate furnizate în autoclavă. Cristalele cresc la însămânțare ca urmare a scăderii temperaturii. Metoda de sinteză hidrotermală este folosită pe scară largă pentru cultivarea cuarțului de diferite culori și smaralde. Hidrotermalele cu cristale de cuart ajung la o greutate de câțiva kilograme, iar dimensiunea smaraldei este de până la 10 cm. Recent, a fost utilizată o metodă de sinteză a rubiilor.
Principala metodă industrială pentru sintetizarea diamantelor este o sinteză de soluții-topit-metal-carbon la presiuni ridicate (temperatură 1400-1600 ° C, presiune 5000-6000 MPa). Ca povară inițială, se utilizează de obicei grafit (deși sunt posibile alte substanțe care conțin carbon) și metale sau aliaje de fier, nichel, cobalt, platină și paladiu. Pentru a crea parametrii termobarieni necesari, utilizați prese hidraulice puternice echipate cu camere cu presiune ridicată. În prezent, s-au înregistrat progrese importante în domeniul sintezei diamantelor. Dimensiunea cristalelor crescute de bijuterii de calitate ajunge la 9-10 carate, au culori diferite și caracteristici de înaltă calitate.
În plus față de metodele descrise pentru sintetizarea producției de cristale unice de pietre prețioase, există metode de creștere a agregatelor policristaline - turcoaz, malachit și, de asemenea, metode de creștere a opalului nobil. În cele mai multe cazuri, tehnica de sinteză a pietrelor prețioase ale acestor și a altor materiale bijuterie este un secret comercial al producătorului lor.
Astfel, în prezent în piață găsiți adesea bijuterii, în care pietrele sintetice sunt folosite ca inserții. Deoarece tehnologia de obținere a materialelor sintetice este în continuă îmbunătățire, ne putem aștepta ca în viitor numărul lor să crească, iar calitatea și asemănarea cu pietrele naturale se vor îmbunătăți.
