Перед разработчиками всегда стояла задача — мечта по созданию материалов, более прочных, надежных, качественных и бюджетных. Среди подобных открытий было создание ситалла.
Ситалл – что за камень
Оксид кремния SiO2 и оксид алюминия Al2O3 — главные составляющие нанокристалла. Из них же состоит основная доля натуральных драгоценных материалов.
Современная версия ситала – наноситалл.
Встречающиеся термины «ситал», «ситтал» идентичны с наименованием «ситалл».
История происхождения
- Над созданием уникального материала задумывались ученые еще в 18 веке. Химические опыты над стеклом, используя высокие температуры, проводил профессор Петербургской и Парижской академии наук Рене Реомюр в 1739 году. Он пытался создать высокопрочное, термостойкое стекло. Результатом испытаний оказался не прозрачный материал белесого цвета, схожий с фарфором. Ученый остался недоволен своим изобретением и его окружение не поддержало изыскания.
- Следующая информация о ситалле, вошедшая в историю, появилась спустя два века. Одновременно в России и в Америке возобновились на этот раз удачные опыты по созданию материала нового поколения.
- Американскому изобретателю Стэнли Дональду Стуки в 1957 году, занимавшемуся кристаллизацией стекла, удалось получить уникальный искусственный минерал, которому присвоили название — пирокерам. Позже в Польше этот же материал назовут “квазикером”, а английские ученые — “слацгером”.
В это же время металлургическое производство в СССР развивалось семимильными шагами. Советские физикохимики МХТИ во главе с известным знатоком стекла Китайгородским И.И. осуществили идею применения доменных металлургических шлаков для создания нужного синтетического камня. Этот метод был намного дешевле американского конкурента.
Характеристики ситалла
Ситалл был произведен из стекла или горного хрусталя, у данных элементов аналогичная формула — SiO2. В природе самые близкие по свойствам — обсидиан (вулканическое стекло), топаз.
| Свойства | Параметры |
| Твердость | 6,5 — 8 баллов по Моосовой десятибалльной шкале (оценивает твердость методом царапания). По сравнению с корундом меньше всего на единицу. |
| Плотность | 2400 – 2950 кг/м3 (меньше обычного стекла). Большая плотность дает хорошую теплопроводность. |
| Термостойкость | До 1000 C° (показатель повышается с добавлением примесей). |
| Электрическая прочность | 25-27 МВ/м |
| Водопоглощение | 0,01 % |
|
Прочность при изгибе |
70-350 МПа |
| Пористость | 0% |
| Температура плавления | Не ниже 1030 С°. Добавки из лития и алюминия увеличивают термостойкость |
| Временное сопротивление | 112-161 МПа |
Процесс получения
Ситаллы получают из расплавленного стекла, добавляя в него зародыши для кристаллизации. Производство делится на один или более этапов.
Создание наноситаллов идет по упорядоченной, управляемой схеме, в отличие от метода получения стекла — стихийной кристаллизации.
Способы создания:
- Метод керамической технологии.
- Ввод фотовосприимчевых добавок в стекольный состав.
- Использование шлаков.
Последовательность циклов производства
- Готовят состав с вводом катализаторов, нуклеаторов (ядро образующее осветляющее вещество — шихту). От них зависит количество центральных кристаллов. Каждый кубический миллиметр состоит из миллиардов таких веществ.
- Смесь подвергается плавке в две фазы. На первом этапе создаются ядра, или центры кристалла. Далее, при повышении температуры, вокруг ядра появляются оболочки, агрегаты — кристаллы растут.
- Добавки фоточувствительных частиц — лития, бария, титана, бора, магния придают окраску.
- Процесс завершается выработкой массы, отливке изделий в формах.
- Охлаждение материала.
На выходе получается стеклокерамика с мелкокристаллической структурой.
Свойства ситаллов, сравнение со стеклом, натуральными камнями
Химические и физические характеристики идентичны природным минералам. Объединяя наилучшие качества созданных природой камней и своего родителя стекла, ситалл превосходит их по характеристикам.
- Чистота. Ситалловое стекло искусственно. Есть возможность во время производства избавить его от вкраплений и примесей. В природе камни с подобной чистотой встречаются редко и цена высока.
- Прозрачность. Ситалл множество десятилетий остается кристально прозрачным. Длина волны в сто раз меньше миллиметра и в два раза меньше воспринимаемой человеческим зрением. Обычное же стекло быстро мутнеет, не преломляет лучи.
- Разнообразная цветовая гамма. В лабораториях нет ограничений в палитре цветов, краситель добавляется при производстве. Однородность цвета достигается у кристаллов даже крупных размеров.
- Химическая устойчивость. Плавление и химические процессы сделали материал неуязвимым.
- Неприхотливость в уходе, не требуется осторожность при использовании. Стекло уже в течение нескольких месяцев теряет эстетичный вид.
- Прочность, износостойкость и твердость. Украшения долговечны в носке, не повреждаются. Твердость обычного стекла низка, поэтому на его поверхности скоро появляются сколы и царапины, снижаются оптические свойства. Твердость ситалла меньше только закаленной стали и алмаза.
- Высокая плотность не проводит электричество и тепло.
- Тонкозерность делает его электроизоляционным материалом.
- Термостойкость достигается благодаря входящему в состав литию, алюминию в комбинации с минеральным составом (эвкриптит, муллит, шпинель).
- Несложная огранка, камень легок в обработке. Вставка везде помещается, особо популярен метод литья. Можно получить любой размер и форму.
- Теплопроводность.
- Доступная цена. Дорогостоящие изделия с натуральными камнями позволит не каждый. Наноситаллы стоят в десятки, сотни раз меньше аналогов.
Сферы применения
В зависимости от добавок кристаллы имеют разные функции:
- технические,
- строительные,
- ювелирные.
Нанокристаллы уникальны тем, что могут иметь разные формы и размеры, идеальную степень прозрачности.
Благодаря своей уникальной прочности и термоустойчивости, ситалл находит широкое применение в промышленности, медицине, в быту и в ювелирном деле.
- Машиностроение. Добавляя в ситалл нужные химические элементы, получают требуемые свойства. Например, изоляционный материал для электричества возникает путем добавления в сырье перлита или доломита. Для улучшения фотохимических свойств используют в составе медь или серебро.
- Ситалловое покрытие. Металлические детали, обработанные покрытием из ситалла не поддаются коррозии и обладают красивым блеском.
- Оптика. Прозрачный материал незаменим в производстве линз, зеркал, светофильтров, телескопов.
- Нефтегазовое производство. Благодаря большим показателям стойкости к температурам и механическим воздействиям, ресурс используют в суровом климате Крайнего Севера и Сибирских просторов, для транспортировки продукта на тысячу километров. Антикоррозийное ситалловое покрытие служит в нефтеперерабатывающей отрасли для добычи, транспортировке и переработке сырья.
- Электроника. Наноситаллы служат для диэлектрического изолирования в микросхемах. От ситалловых подложек зависит износостойкость радиоэлектронных деталей.
- Авиастроение. Обтекатели ракет и сверхзвуковых управляемых снарядов делают из специальной стеклокерамики на базе ситаллов.
- Строительство. Служит материалом для декора. Стекломрамор для напольных покрытий практичен, антивандален, срок эксплуатации – несколько лет.
- Медицина. Стоматология применяет кристаллы с добавками из алюминия и лития для пломбирования и протезировании зубов.
- Бытовая сфера. Материал служит для изготовления электроплит, утюгов и кастрюль. Посуда из наноматериала и другие ёмкости подходят для использования в микроволновых печах.
Смотровая площадка Останкинской башни имеет прозрачные проемы, изготовленные из сверхпрочного материала. Они способны выдержать вес до 10 000 кг.
Звезды Спасской башни Кремля, сделанные из ситалла в рубиновом цвете уже много десятилетий прочны, долговечны и красивы.
Ювелирное производство
В ювелирном деле высокую ценность представляют редкие камни, добываемые с трудом. Синтезированный учеными наноситалл, опровергает эти догмы.
Ювелиры стали использовать наноминералы разных расцветок, огранок и размеров в 70 годах прошлого века.
С появлением новых технологий научились делать их красивыми, добавляя красящие пигменты. Специалисты изготавливают из нанокристаллов всевозможные украшения, от маленьких кулонов до тяжелых колье.
Преимущества в ювелирном деле
Камни из ситалла используется наравне с натуральными самородками, потому что повторяют природные ископаемые по всем физико-химическим показателям. Отличить их от настоящих может только профессионал со специальным оборудованием или с помощью химического анализа.
Они выигрывают по многим параметрам:
- Прозрачность ситалла позволяет создавать аналоги множества драгоценных и полудрагоценных камней.
- Разнообразная цветовая гамма камней подбирается к любому стилю одежды, к разному возрасту и внешнему образу.
- Нанокристаллы прочны, устойчивы к химическим и механическим повреждениям (сколам, царапинам), не поддаются деформации.
- Цена заменителей ниже, ведь их производство не сложное и не затратное по времени.
- Способность вырастить кристалл больших размеров.
- Камни легко подлежат любой огранке, прекрасно сочетаются с металлами из серебра, золота, платины, с фианитами разных цветов. Даже на фото ситаллов виден их великолепный блеск.
Популярные виды самоцвета
По задумкам ситалл должен был подражать изумрудам и сапфирам, а в итоге многие известные ювелирные камни можно заменить на ситаллы синтетические.
- Аметрин двухкомпонентный, состоящий из аметиста и цитрина — дорогой и редкий минерал. Наполненная краской кристаллическая решетка аметрина-ситалла повторяет эффект уникального лилово-золотого свечения изнутри.
- Танзанит – полудрагоценный камень с зеленой или коричневой ноткой. Танзанит-ситалл — несомненный его клон.
- Морганит (воробьевит). Розовый берилл (смесь берилла и марганца) в природе встречается редко, очень красив и дорог. Нередко имеет мутные участки, теряет цвет даже от солнечных лучей. Из-за присутствия радиационного фона не используется в крупных изделиях. Cитaлл-морганит — прозрачный, не изменяется от температуры, лишен радиации, дешевле в несколько раз.
- Топаз. Ювелиры используют изначальную схожесть ситаллов с этим камнем. Среди топазов уникален минерал с цветом Лондон. К сожалению, запасы этого красивого и ценного камня истощатся. Аналог ситалл — Лондон идентичен с дымчатым серо-голубым топазом, но лишен спонтанно возникающих пятен, не меняет цвет на солнце.
- Турмалин-параиба редкий и дорогостоящий минерал, известный с 1988 года, поставляет Нигерия, Бразилия и Мозамбик. Долгое время не могли передать необычное свечение включений золота и меди. Ситaлл-параиба ярчайшим оттенком неоновой бирюзовой синевы заменяет даже самые редкие турмалины возрастом в несколько миллиардов лет. Наноминерал аналогичен внешне, но более устойчив и прочен, идеален в сравнении со своим партнером.
- Султанит относят к камням-хамелеонам за способность менять цвет по мере изменения света. Очень редок в природе и ценен. Его близнец ситалл по свойствам даже превзошел – переливается многогранней, стоек к температурам.
- Изумруды поставляет Россия, Африка, Бразилия, США, Австралия, Индия. Не просто найти минерал безукоризненного насыщенного зеленого цвета, без вкраплений. Ситалл-изумруд выходит без дефектов, любой формы и цвета.
- Сапфир. Благородный синий камень ценился еще в старину. На Руси им украшали царские короны и парадные одежды. Ситалл-сапфир передал глубокий цвет и переливы самородка. Стоимость в несколько раз ниже аналога, а отличить практически невозможно.
- Гранат — камень известных бордово-красных оттенков, реже – зеленых, желтых, с эффектом кошачьего глаза. Существуют матовые и прозрачные. Гранаты-ситаллы сто процентов прозрачны, могут быть крупных размеров и редкого цвета.
Несмотря на добычу во многих странах Южной и Северной Америки, в Азербайджане, Карелии, Финляндии, гранат востребован. Наиболее ценных прозрачных камней немного. Самородки сложны для имитации, но все же встречаются некачественные подделки из пластика и стекла.
Стоимость ситалла
У искусственного кристалла доступная цена. В основном она зависит от материала оправы. Известный ювелирный бренд Sokolov ситаллы предлагает в бюджетном сочетании с серебром и более дорогостоящие модели с золотом и платиной.
Как носить камень ситалл
Цвет, форма, комбинация с разными металлами и камнями делают его универсальным для разных образов. Его подбирают, учитывая цвет гардероба, он может быть такого же оттенка или контрастировать.
- В офисе, в дополнение к деловому стилю, уместны непрозрачные минералы, аналоги агата, опала или бирюзы, без излишества граней, в лаконичной оправе.
- На прогулку, занятия спортом или на встречу с друзьями, для поднятия настроения подбираются образы с яркими смелыми оригинальными формами и цветом, используя камни даже на шнурках.
- На званые рауты и вечера выбираются украшения с прозрачными камнями, с гранями, в которых изысканно переливается свет, с неповторимым внутренним свечением.
Магические свойства и значение камня
Уже много столетий назад наши предки использовали способность натуральных камней лечить и защищать людей магнитными энергетическими вибрациями. Каждый самородок имел свое значение и служил соответственно своему предназначению.
Ситалл же не формируется тысячелетиями, не вбирает в себя энергетику вселенной. Он создается человеком в лабораториях в течение 15-25 дней и не имеет магического значения, оккультных мистических качеств, эзотерических сил. По этой причине амулеты из ситалла, обереги и талисманы не используются для этих целей.
Но все же считается, что на некоторое значение и магические свойства может оказывать цвет ситалла:
- Розово-красные оттенки помогают освободить затаенные инстинкты и черты характера.
- Холодная палитра голубого, бирюзового цвета повышает психическое здоровье, успокаивает, помогает справиться с депрессией.
- Насыщенная синяя гамма концентрирует внимание человека.
Кому подходит ситалл
Специалисты по энергетическому влиянию минералов на людей сообщают, что искусственные камни не оказывают никаких лечебных и других воздействий на человека, на работу его организма.
По этой причине ситаллы не применяют в литотерапии и знахарской медицине. Нанокамень подходит любому желающему его носить.
Совместимость со знаками зодиака
Но даже в этом есть плюс. Он подходит и совместим с носителем любого знака зодиака. Никакого положительного или отрицательного влияния на своего хозяина он не оказывает.
Совместимость с другими камнями
По причине все той же искусственности ситалл отлично сочетается с любыми камнями — как натуральными драгоценными и полудрагоценными, так и со сделанными человеком, например — фианитами и кристаллами Сваровски.
Главное, подобрать камни так, чтобы они сочетались между собой по цвету, тональности.
- Красный. Яркий насыщенный цвет не рекомендуется использовать с другими. Стильно смотрятся ювелирные наборы в едином тоне или с добавлением прозрачных камней.
- Прозрачный или белый. Это универсальные цвета, подходящие ко всем остальным.
- Голубой, синий. Они дружат с любым кроме желтого, черного и оранжевого.
- Зеленый. Гармонируют со всеми цветами, кроме красного.
- Черный. Не рекомендуется с малиновыми, голубыми и фиолетовыми оттенками, а также с коричневыми и серыми.
- Желтый. Подходит для комбинации почти со всем цветами, кроме синей и фиолетовой гаммы.
Хранение и уход
Прочность и крепость искусственного минерала делают его неприхотливым, не нуждающимся в особом бережном отношении. И без особого ухода, самоцвет не потеряет своего внешнего лоска и блеска:
- Необходимо следить за целостностью оправы, чтобы не потерять камень.
- Уход за минералом состоит в мытье теплой мыльной водой без добавления абразивных и химических веществ, опять же для сохранения внешнего вида оправы.
Заключение
Интерес к минералу нового поколения неисчерпаем. Внедряясь в разные сферы, он становится известнее и популярнее все большему количеству людей.
Такое название не применимо: одинаковое по технологичности со стеклом, в отличие от него обладает долговечным блеском, чистотой, высокой твердостью и износостойкостью, не теряет со временем эстетические и оптические свойства.
Ситалл не имеет души, не притягивает волшебные и магические силы, поэтому не используется для привлечения удач, любви или богатства.
К сожалению, мошенники используют в корыстных целях практическую невозможность отличить рукотворный минерал от полезного ископаемого. Это под силу только специалистам и оборудованию.
Особенно удачное сочетание с серебром, так же хорошо смотрится с золотом, в дополнении с фианитами и бриллиантами.
В кристаллах ситалла отсутствуют структуры, воздушные пузырьки. Он слишком прозрачный и яркий.
В отличие от нанокристалла под воздействием большой температуры стекло потрескается.
