Главная В.И.Старостин Б.А.Соколов В.А.Садовничий Л.Н.Когарко Ф.А.Летников Н.С.Уайт Б.А.Дороговин
Содержание Н.К.Курбанов Ю.М.Пущаровский В.И.Старостин А.Д.Щеглов В.И.Старостин Д.И.Горжевский В.М.Григорьев
В.В.Авдонин Н.Н.Шатагин В.И.Старостин В.П.Федорчук В.Г.Грачева В.Т.Трофимов А.М.Городницкий И.Губерман
В.С.Высоцкий А.Н.Ильин Л.Ф.Борисенко Л.М.Лебедев Т.Ю.Тверитинова Б.Е.Боруцкий И.Сидоров Ю.Б.Лавренев
Д.И.Павлов М.А.Садиков М.Б.Гохберг Ю.И.Петров В.В.Яснош Ю.М.Баженов В.Г.Лешков И.Ф.Романович
В.В.Марченко В.М.Григорьев Доклады... Дипломанты... Студенты...      

Дороговин Борис Аркадьевич - генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института синтеза минерального сырья (ВНИИСИМС), кандидат геолого-минералогических наук, действительный член Международной академии наук о природе и обществе, лауреат премии Совета Министров СССР, награжден орденом Знак почета, медалью Русской православной церкви, многими международными наградами за сохранение научного и производственного потенциала в условиях рыночной экономики. Закончил в 1966 году кафедру полезных ископаемых геологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова и в 1973 г. аспирантуру этой же кафедры под руководством проф. Н.П.Ермакова. Работает во ВНИИСИМС с 1964 года.
Основные научные интересы связаны с синтезом кристаллов, изучением дефектов в них и созданием наукоемкого производства на базе новых пьезокристаллов. Автор и соавтор более 150 научных статей, монографий и изобретений.

Полянский Евгений Васильевич -заместитель генерального директора ВНИИСИМС по научной работе, кандидат геолого-минералогических наук, действительный член Международной академии наук о природе и обществе. Выпускник кафедры полезных ископаемых Геологического факультета МГУ (1967 г.) и аспирантуры этой кафедры (1973 г.). Руководитель - проф. Н.П.Ермаков. С 1973 года работает во ВНИИСИМС. Награжден почетным знаком Министерства природных ресурсов России "Отличник разведки недр", международным дипломом "Birmingham torch award" за сохранение научного потенциала института в условиях рыночной экономики, лауреат ВДНХ СССР и ВВЦ.
Основной круг личных научных интересов - выращивание кристаллов из расплавных систем, моделирование природных магматических процессов. Автор и соавтор более 150 статей, монографий, изобретений.

Б.А.Дороговин, Е.В.Полянский


ВОЗМОЖНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО СИНТЕЗА КРИСТАЛЛОВ ДЛЯ ВОСПРОИЗВОДСТВА
МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ РОССИИ

Одним из видов стратегически важного минерального сырья являются монокристаллические минеральные образования.
Во второй половине ХХ века кристаллы различных соединений окончательно утвердились в качестве одного из основных конструкционных материалов изделий высоких технологий. Практически нет ни одной из сфер деятельности человека от космоса до быта, где бы ни применялись изделия, содержащие кристаллические элементы
Минералы в виде монокристаллов в природе явление достаточно редкое. Среди них наиболее известны кристаллы горного хрусталя (кварц), слюд (мусковит, флогопит, биотит), сюда же можно отнести алмазы, кристаллы драгоценных камней (бериллы, корунды, шпинель, топаз, турмалин, сподумен, гранаты и пр.) и перечень их на этом, пожалуй, можно закончить. Кристаллы с совершенной структурой вообще уникальны. Немаловажно и то, что природа исчерпаема, а запасы кристаллического сырья, по сравнению с другими полезными ископаемыми, ничтожны.
Для массового производства компонентов электронной техники весьма важным является повторяемость свойств исходных кристаллических материалов, а все природные кристаллы сугубо индивидуальны. Можно утверждать, что двух абсолютно одинаковых природных кристаллов просто не существует. Но, с другой стороны, созданные за миллионы лет природой кристаллические вещества настолько разнообразны по своим свойствам за счет комбинаций примесей и дефектов структуры, что повторить их в эксперименте просто невозможно. Созданная природой физическая реальность в виде кристаллов таит в себе неимоверное материаловедческое богатство.
Потребности современной техники в кристаллах огромны как по объемам, так и по номенклатуре кристаллов и удовлетворить их добычей природного сырья невозможно.
Естественно, что эти потребности привели к интенсивному развитию науки о росте кристаллов и к разработке промышленных технологий их выращивания. Синтез кристаллов различных соединений зародился в середине прошлого века в связи с изучением природного минералообразования. Ныне - это самостоятельная промышленная отрасль, хорошо развитая во многих странах мира (США, Великобритания, Япония, Россия, Китай, Франция, Голландия, ФРГ, Ю.Корея, Тайвань, Чехия, Болгария, Румыния, Польша, Швейцария, Швеция, Финляндия и др.). Объем производства кристаллов, выращиваемых в мире, измеряется тысячами тонн.
Номенклатура кристаллических веществ, выпускаемых мировой промышленностью, огромна. По отношению к природным кристаллам все выращиваемые кристаллы можно разделить на две группы:

  • полные аналоги природных кристаллов (кварц, алмаз, рубин, изумруд, турмалин, слюды и т.д.);
  • структурные аналоги природных, но имеющие иной химический состав (например, редкоземельно-алюминиевые и галлий-гадолиниевые гранаты).


Любопытен тот факт, что полные аналоги природных кристаллов (кварц, алмаз, корунд, флюорит, кальцит и др.) наиболее широко, успешно и долгое время применяются и будут применяться в технике, в то время как чисто искусственные соединения, несмотря на некоторые более высокие потребительские свойства, имеют все же достаточно локальную нишу.
В настоящей работе мы не будем касаться всего спектра синтезируемых кристаллов (их - сотни!), а остановимся лишь на полных аналогах природного кристаллосырья, которые уже сейчас выпускаются в России в промышленных масштабах и успешно заменяют или заменят в ближайшее время природное кристаллическое сырье. В первую очередь это относится к монокристаллам пьезооптического кварца, технических алмазов и драгоценных камней для ювелирной промышленности.

Кварц
Кристаллы горного хрусталя - это исходное сырье для изготовления пьезоэлектрических и оптических устройств, а также для получения сверхчистого кварцевого стекла.
Массовая потребность в кристаллах пьезокварца возникла в 40-е годы в связи с бурным развитием радиотехники и на первых этапах вполне удовлетворялась природным сырьем. Кварц - это кристалл-пьезоэлектрик, обладает совершенно уникальными потребительскими свойствами и еще многие годы будет основным материалом изделий пьезоэлектроники - резонаторов, генераторов, фильтров.
В пределах России наиболее крупные месторождения горного хрусталя сосредоточены на Урале и Алданском щите.
Все природные кристаллы содержат определенные количества элементов-примесей, всего доказано присутствие в кварце более 50 элементов в разнообразных сочетаниях (Al, Fe, Ti, Ca, Mg, Ge, Mn, Cu, Li, K, Na, Cr и др.). Наиболее чистые кристаллы содержат не более 20-30 ppm примесей.
Химическая чистота кварца - особенно дефицитное свойство его как полезного ископаемого. Она присуща лишь тем образованиям, которые кристаллизовались при высоких скоростях из пересыщенных кремнеземом относительно низкотемпературных слабоминерализованных гидротермальных растворов (Т@ 120-300 ╟С, Р ? 0.1 -0.6 кбар). Эти кристаллы, как правило, сдвойникованы и имеют мозаичную структуру. Они представляют интерес каксырье для плавки особо чистого стекла, но не пригодны для использования в пьезотехнике.
Уникальное по качественным характеристикампьезосырье есть только в Бразилии и на Уральских месторождениях (Астафьевское и Пелингичейское). Рост кристаллов здесь характеризуется продолжительной (по температурному интервалу) стадией хрусталеобразования (400-180╟С), повышенной минерализацией растворов, меньшим пересышением раствора кремнеземом, малыми скоростями роста. Это, в свою очередь, приводит к тому, что кристаллы имеют совершенную структуру, но содержат большое количество примесей (50-90 ppm).
Таким образом, природные кристаллы кварца либо совершенны по структуре, но загрязнены примесями, либо химически достаточно чисты, но несовершенны по структуре.
Качество природного кварца в изделиях пьезотехники не являлось проблемой до тех пор, пока верхний предел частотного диапазона, в котором использовался этот материал, не превышал нескольких мегагерц, а к изделиям не предъявлялись специальные требования по стабильности частотных характеристик, в том числе и при работе в экстремальных условиях.
Ситуация радикально изменилась как только основным требованием, предъявляемым к кварцевым изделиям, стала устойчивость их температурно-частотных характеристик к воздействиям внешних факторов.
Высокие потребительские свойства кристаллов кварца определяются, по сути, двумя факторами: совершенством кристаллической решетки (отсутствие дислокаций, мозаичности, двойников) и минимальным содержанием элементов примесей.

Безусловно, что среди природных кристаллов встречаются и идеальные образования, но они чрезвычайно редки и, как правило, невелики по размерам. Обычно это моноблоки в кристаллах, не превышающие десятка сантиметров по всем трем измерениям и удовлетворить ими потребности пьезотехники невозможно.
Появилась необходимость разработки технологий выращивания кристаллов кварца с заданными потребительскими свойствами.
Первые промышленные кристаллы кварца в России были выращены во ВНИИСИМС в 1956 году. Сейчас кристаллы искусственного кварца могут быть выращены любой ориентации, необходимого размера, практически любой чистоты, с нормируемой плотностью дефектов кристаллической решетки и с высокой устойчивостью к внешним воздействиям (рис.1).


Рис. 1 Промышленные кристаллы искусственного кварца (1/10 натуральной величины)

С развитием промышленных технологий выращивания кварца применение в пьезотехнике природного материала стало резко сокращаться. В результате доля потребления промышленностью природного кварца в общем объеме в настоящее не превышает 2%.
Метод выращивания кристаллов кварца заимствован у природы. Это рост в гидротермальных карбонатных или щелочных растворах при температурах около 400 ╟С и давлениях до 2 кбар.
Направления развития технологий получения монокристаллов кварца диктуется нуждами радиоэлектроники.
В последнее десятилетие определились две основных задачи развития пьезотехники:

  • разработка прецизионной аппаратуры сегодняшнего дня, работающей непрерывно в течение длительного времени, в том числе и в экстремальных условиях;
  • создание приборов нового поколения, работающих в гигагерцовом диапазоне частот. Базовым элементом таких приборов являются пленки кварца толщиной 1-1,5 мкм, получаемые из пластин кварца с использованием сложнейших технологий химического и плазменно-химического травления.

Сырьевой базой для решения этих задач до сих пор оставались уникальные кристаллы природного кварца.
Для того, чтобы использовать в такой аппаратуре синтетический кварц, необходимо было найти технические решения, обеспечивающие не только предельную чистоту, но и отсутствие механических напряжений, двойников и дислокаций в кристаллах. На сегодняшний день плотность дислокаций в рядовом пьезокварце достигает сотен и тысяч штук на квадратный сантиметр, для кварца специальных марок эта цифра снижается до десятка на 1 кв.см.
Одна из задач в области выращивания кварца - это поиск технологий получения бездислокационных кристаллов, и эта задача сейчас успешно решается.
По завершению разработки технологии выращивания кристаллов бездислокационного кварца, применение природных кристаллов высших сортов будет необходимо только для пополнения и восстановления генетического затравочного фонда, а также для изготовления действительно уникальных единичных изделий пьезотехники.
Экономическая сторона вопроса тоже решается в пользу искусственного кварца: его себестоимость в несколько раз ниже, чем природного, производственные мощности только ВНИИСИМС позволяют в течение одного года произвести такой объем кристаллов, что он перекроет запасы всех ныне известных месторождений России. Таким образом, отпадает необходимость проведения дорогостоящих и экологически не безопасных поисковых, разведочных и добычных работ на пьезооптический кварц. Технологии гидротермального синтеза кристаллов кварца экологически стерильны.

Алмазы
Кристаллы алмаза, благодаря своим уникальным физическим свойствам, используются человеком с незапамятных времен. Бриллиант от века и до ныне был и остается эталоном материальной ценности.
Уникальное свойство алмаза - его наивысшая твердость среди всех известных веществ - делает его незаменимым при обработке любых материалов (металлов, камня, керамики, композитов). Современный технический уровень индустриально развитых стран, по крайней мере, на четверть определяется объемом и структурой потребления алмазов в абразивном, режущем и буровом инструменте. По сути дела, технический алмаз является стратегическим материалом для машиностроения и стройиндустрии, геологоразведки и электроники, медицины и, следовательно, определяет развитие топливно-энергетического и аграрно-промышленного комплексов. Конец ХХ века характеризуется все большим потреблением природных и синтетических алмазов в различных отраслях науки и техники для обработки различных материалов.
Масштабы добычи природных алмазов приведены на рис. 2 и по данным на 1991 год они составляли около 104 млн. карат.


Рис.2 Добыча природных алмазов в мире в 1991 г.

Доля природных алмазов, применяемых в технике, в настоящее время не превышает 15%. В этой связи производство синтетических алмазов и инструмента из них является одной из важнейших отраслей, определяющей промышленный потенциал государства.


На рис. 3 приведена динамика добычи природных технических (абразивных) алмазов и производства синтетических алмазов в мире в течение 60-90х годов (без России), а на рис. 4 - производство синтетических алмазов в мире по данным на 1991 год.
В СССР ежегодно производилось более 200 миллионов карат синтетических алмазов. После распада СССР Россия оказалась в крайне сложном положении, т.к. основные мощности по производству алмазов остались на Украине, в Армении и Узбекистане, а потребление алмазов и инструмента - в России. В табл. 1 приведены данные по выпуску алмазных порошков и инструмента из них республиками СССР в 1991 г. (в процентах).
Если бы не затянувшийся кризис машиностроения, то в настоящее время дефицит синтетических алмазов по России составил бы более 100 млн. карат, из них кристаллов повышенного качества около 30-40 млн. карат, а так же микро - и шлифпорошков для металлообработки 12-15 млн. карат. В отличие от остального мира, благодаря значительному запасу добытых природных технических алмазов, спрос российского рынка пока удовлетворяется инструментом на их основе.


Рис.3 Добыча природных и производство синтетических технических алмазов в мире.

Производство синтетических алмазов
и алмазного инструмента в СССР в 1991 г. (в %)
Табл.1


Республики СССР

Производство
cинтетических
aлмазов

Алмазный инструмент

Производство

Потребление

РСФСР

2

22,6

64

УССР

68

51,7

16

АрмССР

22

18

5

УзССР

8

6,7

2

Другие республики

-

1

13



Рис. 4 Производство синтетических алмазов в мире в 1991 г.


Таким образом, подводя итог, следует отметить, что синтетические абразивные алмазы постепенно вытесняют технические природные в обрабатывающем инструменте. На наш взгляд добыча природных технических алмазов фракций размером -1мм целесообразна только как попутная. Вести геологоразведочные работы и добычу этих алмазов как самостоятельного вида сырья можно прекращать, тем более, что давно известно, если в блоке пород находят мелкие технические алмазы, то крупного алмазного сырья там можно не ждать.
Еще одно интереснейшее применение алмазов - это алмаз в электронике.
Кроме чрезвычайно высокой твердости алмаз обладает и другими уникальными физическими свойствами. Это ковалентный широкозонный полупроводник с теплопроводностью впятеро превышающей теплопроводность серебра и меди. Его характеризует высокая подвижность носителей тока, химическая, термическая и радиационная стойкость, способность легироваться электрически активными примесями. Все это характеризует алмаз как перспективнейший материал для современной электроники.
Тенденция привлечения в электронику новых полупроводников характеризуется переходом к более прочным (т.е. устойчивым к внешним воздействиям) кристаллам, состоящим из более легких атомов: Ge-->Si-->C (полупроводники типа А4), GaAs,InP-->AlN,AlP-->BN (полупроводники типа А3В5).
Такая тенденция не случайна и объясняется тем, что по мере уменьшения атомного номера растет сила межатомных связей и уменьшается межатомное расстояние. Это ведет к росту ширины запрещенной зоны, теплопроводности, механической прочности, температуры Дебая, т.е. к улучшению физических параметров полупроводника, обуславливающих рабочие характеристики приборов. Поскольку алмаз является последним в ряду полупроводников типа А4, то он рассматривается как материал, на котором будет достигнут рекордный уровень параметров приборов твердотельной электроники.
Природные кристаллы алмаза сугубо индивидуальны по однородности, по набору легирующих примесей и дефектов и их широкое применение в серийной электронике нам представляется проблематичным. Тем не менее, на основе природного алмаза могут быть созданы и уже создаются уникальные приборы.
Синтетические алмазы могут быть нормированы по любым параметрам и получены как в виде монокристаллов, так и в виде эпитаксиальных пленок на алмазных и иных подложках.
Именно поэтому развитие твердотельной электроники в мире все больше связывается с использованием в качестве рабочего тела синтетического алмаза в виде монокристаллов, эптаксиальных пленок и слоистых структур на их основе.
Метод синтеза монокристаллов алмаза един во всем мире - выращивание кристалла алмаза из раствора графита в металлах-растворителях при сверхвысоких (60-100 кбар) давлениях и температурах выше 1200╟С. Аппаратура высокого давления разная. Почти весь мир применяет установки типа "Белт", в которых давление в рабочем объеме создается многопуансонным аппаратом, усилия которого направлены к центру объема по трем взаимоперпендикулярным направлениям (граням куба). В России традиционный аппарат высокого давления - установка одноосного сжатия, где давление создается сжатием по одной оси, а его удержание обеспечивается жесткостью боковых поддерживающих конструкций.
В Сибирском отделении РАН (Объединенный институт геологии, геохимии и минералогии, Новосибирск) разработан аппарат высокого давления оригинальной конструкции - БАРС (беспрессовый аппарат разрезная сфера), который обеспечивает сжатие рабочего объема по сфере! Это позволяет генерировать и рекордно высокое давление в реальном объеме (до 200 кбар), а, главное, удерживать его длительное время (несколько суток).
Промышленно развитые страны осуществляют обширные национальные программы по координации и финансированию разработок новых приборов на основе природных и искусственных кристаллов алмаза. Созданы специальные организационные структуры, координирующие эти исследования, например, Всеяпонский Форум "New Diamond", объединяющий более 100 фирм, Консорциум при Пенсильванском Университете (США) и т.д. К разработкам подключены такие гиганты как De Beers (ЮАР), General Electric (США), Sumitomo Electric Industries (Япония). Эти фирмы уже в середине 80 годов осуществили коммерческое производство алмазов массой до 1,5 карат ювелирного качества преимущественно для технических целей. Фирма Sumitomo Electric Industries производит заготовки алмазных теплостоков массой 0,1-0,4 карата для мощных полупроводниковых приборов средней стоимостью около 110 $ за штуку.
Потребность только японского рынка составляет сотни тысяч теплостоков в год. General Electric к 1993 году реализовала выпуск синтетических алмазов (в том числе и изотопно легких) на сумму 50-70 млн.$.
Еще более интенсивными темпами развиваются технологии, связанные с получением алмазных пленок. По данным журнала FORBIS в мире насчитывается более 200 фирм и исследовательских лабораторий, работающих в области технологии алмазных пленок, с годовым бюджетом более 100 млн.$. Для примера можно назвать такие известные центры как Los Alamos и Sandia. Исследованиями в этой области занимаются практически все крупные электронные компании, работающие как на гражданский, так и на военный сектор промышленности.
В настоящее время наибольшего размаха работы по газофазному синтезу алмаза достигли в Японии и США.
Количественно это характеризуется следующим: в 1989 г. затраты на исследования и разработки новых алмазных технологий составили в США 20 млн. долларов, а в Японии значительно превысили 100 млн. долларов. Начиная с 1983 г., в Японии было получено более 500 патентов на способы получения и применение алмазных пленок.
В последние годы эти работы значительно активизируется и в Европе (ФРГ, Австрия, Англия, Швеция). Ведущие научные центры этих стран уже сообщили о получении активных элементов электронной техники (диодов Шоттки и полевых транзисторов) на основе гомоэпитаксиальных алмазных пленок и кристаллов природного алмаза.
По данным зарубежных экспертов мировой рынок алмазной технологии в электронике на 90 годы оценивается суммой от 5 до 16 млрд.$.
Учитывая массированный характер инвестиций в алмазные технологии, их высокую эффективность, четкую координацию исследований на государственном уровне, в ближайшие годы следует ожидать на мировом рынке электроники существенных изменений за счет перехода на принципиально новую элементную базу.
В России, к сожалению, нет национальной программы по этой проблеме и все исследования проводятся, практически, внутриведомственно или в инициативном порядке. Тем не менее определенные и существенные достижения в области научных исследований по этой проблематике имеют место быть.
Аппарат высокого давления "БАРС", упомянутый выше, обеспечивает условия для выращивания монокристаллов алмаза массой около двух карат ювелирного и более высокого качества. Во ВНИИ синтеза минерального сырья (Александров) созданы методы легирования алмаза в процессе роста электрически активными примесями р- и n-типа, исследования его свойств, а также разработаны макетные образцы ряда полупроводниковых приборов (терморезисторов и датчиков внешних воздействий на их основе, диодов на p-n переходе, термоэлектрических преобразователей, тепловых линий задержки и т.д.). В результате исследования процессов газофазного роста алмазных слоев усилиями ИФХ РАН, ЦНИТИ, ВНИИСИМС и других организаций разработаны опытные установки и методы получения диэлектрических и полупроводниковых алмазных пленок.
Совмещение методов выращивания крупных монокристаллов алмаза для подложек и получения на них гомоэпитаксиальных алмазных пленок, способов внешних воздействий на них открывает реальные перспективы создания физико-химических и технологических основ использования алмазных слоистых структур в электронной технике и приборостроении (рис.5).


Рис.5 Топология тестовой ячейки на полупроводниковом алмазе (линейный размер кристалла 5 мм)

Ювелирное ограночное кристаллосырье
Замена природного ювелирного сырья кристаллами, выращенными человеком, - вопрос деликатнейший. Драгоценность камня определяют два фактора - его красота и редкость. Промышленное производство неминуемо предполагает тиражирование продукта, таким образом, один из основных признаков драгоценного камня, его редкость, сводится к нулю.
Тем не менее, потребности мирового рынка в камнесамоцветном сырье уже давно не покрываются природными камнями, а рынок искусственных самоцветов характеризуется объемами в сотни тонн.
В соответствии с общепринятой классификацией природное камнесамоцветное сырье разбивается на 3 группы:

  • ювелирное (драгоценное);
  • ювелирно-поделочное;
  • поделочное.

Мы рассмотрим ситуацию только с 1 группой - драгоценными камнями. К первой группе относятся следующие минералы (табл.2)

Общая классификация ювелирных камней
Таблица 2

Группа

Подгруппа

Наименование камней

1

2

3

Ювелирные

(драгоценные)

1

2

 

 

3

 

4

Алмаз, рубин, синий сапфир, изумруд.

Александрит, сапфир зеленый, оранжевый и фиолетовый, благородный черный опал, жад империал.

Демантоид, шпинель, благородный огненный и белый опал, аквамарин, топаз, турмалин красный.

Турмалин синий, зеленый, розовый, полихромный, сподумен, берилл, циркон, хризолит, аметист, пироп, альмандин, цитрин


Запасы ограночного сырья в России крайне ограничены. Годовая добыча самоцветов 1 группы определяется несколькими килограммами: демантоид 5 кг, шпинель 5 кг, жадеит ювелирный, опал благородный и турмалин по 25 кг каждого, аметист 100 кг, альмандин 500 кг и т.д. Это данные на 1991 год, сейчас добыча этого сырья еще более сократилась.
Искусственные драгоценные камни, помимо приведенной выше классификации, могут быть еще полными аналогами природных, или их структурными аналогами, имитирующими по цветовым характеристикам те или иные самоцветы.
Мы остановимся лишь на полных аналогах природных ювелирных драгоценных камней.

Первым камнем этого класса был рубин, полученный Вернейлем еще в прошлом веке. Следует отметить, что по оптическому спектру этот самоцвет все-таки не полностью соответствует природному и может быть легко диагностирован как искусственный, но успехи физики в области изучения центров окраски и тонкости технологии выращивания позволяют сейчас максимально приблизить искусственный рубин к природному.
Одним из первых искусственных самоцветов, не отличимых никакими методами диагностики, был аметист, впервые выращенный во ВНИИСИМС в 60-х годах (рис.6).


Рис.6 Кристаллы аметиста и изделия из него

Тонкая расшифровка физических причин окраски камня, остроумные технологические решения позволили вырастить кристаллы превышающие по качеству природный материал. Это же относится и к кристаллам цитрина. Представления об объемах производства этих двух кристаллов дают следующие цифры: в 1990 году было выращено и реализовано 3,2 тонны аметиста и 5,2 тонны цитрина. Рубина в это время выращивалось более 150 тонн, в том числе ювелирного назначения 20 тонн, а технического 130 тонн.
В последнее десятилетие в промышленных масштабах выпускаются изумруд и александрит (ОИГГМ РАН, Новосибирск), благородный белый и черный опал (ВНИИСИМС). Создан мировой цивилизованный рынок искусственного сырья.


ВЫВОДЫ

  1. Выращивание кристаллов технического и ювелирного назначения стало самостоятельной промышленной отраслью. Замена природного кристаллического сырья искусственным целесообразна со всех точек зрения: технической, экономической, экологической.
  2. Это не означает полного отказа от применения человеком природных кристаллов. Более того, кристаллы, созданные природой, миллионы лет ведущей свободный технологический поиск, являют собой эталон для подражания. Их пристальное изучение позволяет находить нетривиальные технологические решения и целенаправленно менять потребительские свойства материала.
  3. Может создаться впечатление, что в области получения кристаллических веществ человек в очередной раз по-мичурински "одолел" природу. Нет, внимательное и благожелательное изучение природных процессов позволило создать комплексное, экологически чистое, неисчерпаемое и возобновляемое месторождение кристаллосырья, столь необходимое Человечеству. И не случайно, что наиболее интересные разработки в этой области сделаны институтами геологического профиля.




 

Rambler's Top100 Service
зеркало на сайте "Все о геологии"