Муассанит

Материал из «Знание.Вики»
Муассанит
монокристалл муассанита размером ~1 мммонокристалл муассанита размером ~1 мм
Формула SiC
Физические свойства
Цвет бесцветный, зелёный, жёлтый, чёрный
Цвет черты зеленовато-серый
Блеск алмазный до металлического
Прозрачность прозрачный
Твёрдость 8,5...9,5
Спайность нечёткая по (0001)
Кристаллографические свойства
Сингония гексагональная
Оптические свойства
Показатель преломления nω=2,654,
nε=2,967,
двулучепреломление 0,313 (для 6H-SiC формы)

Муассани́тминерал, относящийся к классу природных карбидов. Его химическая формула — SiC (карбид кремния). Данный минерал формирует небольшие прозрачные кристаллы, отличающиеся алмазным блеском. В природе муассанит встречается крайне редко и в малых количествах. Его можно обнаружить в определённых типах метеоритов, а также в залежах корунда и кимберлитовых породах. Размеры природных монокристаллов муассанита не превышают нескольких миллиметров.

Впервые природный муассанит был выявлен в 1893 г. Его обнаружил Фердинанд Анри Муассан в метеорите Каньон Диабло, найденном в Аризоне. Минерал представлял собой мелкие шестиугольные пластинчатые включения. В 1905 г. в честь первооткрывателя минерал получил своё название[1]. Изначально исследование Муассана о естественном происхождении карбида кремния вызвало споры, так как существовала вероятность загрязнения образца частицами карбида кремния от пилы, применявшейся при изучении метеорита.

Распространение в космосе

Несмотря на редкость муассанита на Земле, в космическом пространстве карбид кремния встречается довольно часто. Его присутствие отмечено в пылевых облаках, окружающих звёзды с высоким содержанием углерода. Кроме того, значительные количества этого вещества обнаруживаются в первозданных, не подвергшихся изменениям метеоритах, преимущественно в форме бета-полиморфа.

Исследование зёрен карбида кремния из углеродистого хондритового метеорита Мёрчисон выявило аномальное соотношение изотопов углерода и кремния. Этот факт указывает на внесолнечное происхождение данного вещества. Установлено, что 99 % зёрен SiC сформировались вблизи звёзд, богатых углеродом и принадлежащих к асимптотической ветви гигантов[2]. Наличие карбида кремния вокруг таких звёзд часто определяется по их инфракрасным спектрам[3].

Свойства и применение

Муассанит характеризуется высокой температурой плавления (2 830 °C) и химической стойкостью. По шкале твёрдости Мооса его показатель составляет 8,5–9,25, что уступает только алмазу (10) и нитриду бора (боразону). Минерал обладает прозрачностью и высоким показателем преломления — 2,65–2,69 (у алмаза — 2,42). Отличительной особенностью муассанита является сильное двулучепреломление.

Теплопроводность муассанита сопоставима с алмазной. При нагревании свыше 65 °C проявляется термохромный эффект — цвет минерала меняется в зависимости от температуры. Это свойство, наряду с более высокой электропроводностью, используется для дифференциации муассанита и алмаза[4].

При воздействии ультрафиолетового излучения муассанит проявляет флюоресценцию оранжево-красного цвета. В оптическом спектре поглощения отсутствуют резкие линии, наблюдается сильное поглощение для длин волн менее 425 нм.

Разработка и производство синтетического муассанита

Кольцо с синтетическим муассанитом
Синтетический карбид кремния: карборунд, муассанит (бриллиантовая огранка)

Технология выращивания крупных прозрачных синтетических монокристаллов муассанита была разработана в последние десятилетия XX века. Первые попытки создания бесцветных кристаллов муассанита ювелирного качества были предприняты в 1987 г. Компания CREE, расположенная в Северной Каролине (США), разработала специальный промышленный процесс, направленный на синтез крупных кристаллов муассанита.

В 1995 г. образцы синтетического муассанита прошли огранку у ведущих специалистов по алмазам и получили высокую оценку. Затем, 1998 г. ознаменовался патентованием технологии синтеза по-настоящему бесцветных муассанитов методом сублимации. С этого момента украшения с муассанитами начали приобретать популярность во всём мире[5].

Применение и характеристики

Синтетический муассанит часто используется в качестве имитации бриллиантов. По своим характеристикам он может считаться идеальным ювелирным аналогом алмаза. Хотя муассанит немного уступает алмазу в твёрдости, по многим другим параметрам он значительно превосходит природный камень.

Практически весь карбид кремния, представленный на мировом рынке, включая ювелирные изделия с муассанитом, является синтетическим продуктом. Синтетический аналог природного муассанита, идентичный по структуре и составу, известен также под названием карборунд[5].

Особенности производства и стоимость

В настоящее время производством синтетического муассанита занимаются лишь несколько компаний в мире. Процесс выращивания кристаллов отличается значительной трудоёмкостью и длительностью. Вследствие этого ювелирные муассаниты имеют довольно высокую стоимость[6].

Несмотря на относительно высокую цену, стоимость муассанитов в десятки, а иногда и сотни раз ниже, чем у аналогичных по характеристикам бриллиантов. Это делает синтетический муассанит привлекательной альтернативой для потребителей, желающих приобрести ювелирные изделия с камнями, визуально похожими на бриллианты, но по более доступной цене.

Отличия муассанита от бриллианта

  • Муассанит и алмаз обладают сходной теплопроводностью, что затрудняет их различение стандартным даймонд-тестером. В отличие от иных имитаций, включая фианит, муассанит требует более комплексной экспертизы для точной идентификации[5].
  • По шкале Мооса твёрдость муассанита составляет 9,25. Этот показатель уступает лишь алмазу и кубическому нитриду бора.
  • Дисперсия света в муассаните достигает 0,104, что значительно превышает аналогичный параметр алмаза (0,044). Следствием этого является более интенсивная игра света в муассаните.
  • Коэффициент преломления муассанита — 2,65, превосходит алмазный (2,42), обеспечивая более выраженный блеск камня.
  • Стоимость муассанита существенно ниже алмазной. Особенно заметна разница в цене на крупные экземпляры: муассанит массой свыше 4 карат может быть в десятки раз дешевле бриллианта аналогичных характеристик.

Основным фактором, ограничивающим распространение муассанита, является его искусственное происхождение. Однако значимость данного аспекта для оценки эстетических качеств камня остаётся дискуссионной.

Примечания

Ссылки