Фианиты — синтетические аналоги алмазов¶

Фианит — синтетический кристалл циркония диоксида (ZrO₂), получаемый методом высокотемпературной кристаллизации и используемый в ювелирной промышленности как доступный аналог природного алмаза. Термин образован от аббревиатуры ФИАН (Физический институт Академии наук СССР), где в 1960-х годах были разработаны первые технологии получения подобных кристаллов. Фианиты обладают высокой твёрдостью (8–8,5 по шкале Мооса), сильным дисперсионным блеском и показателем преломления, близким к алмазному, что позволяет широко применять их в ювелирных изделиях и технике.

¶История

Работы по синтезу кристаллов циркония диоксида в СССР начались в 1960-х годах в лабораториях Физического института АН СССР под руководством физиков, занимавшихся созданием твёрдых тел с высокой твёрдостью и жаропрочностью. Первые кристаллы получали методом плазменной кристаллизации — расплав циркония охлаждали в контролируемых условиях, добиваясь монокристаллической структуры. Изначально материал рассматривался не как ювелирный, а как технический: он был перспективен для лазерных матриц, износостойких покрытий и абразивов.

В 1970-х годах в СССР налажено промышленное производство фианитов, и материал стал поступать в ювелирную отрасль как замена дефицитным природным камням. С 1976 года фианиты выпускались серийно и применялись в качестве вставок в кольца, серьги, кулоны и другие изделия. В 1980-е годы производство было налажено и в других странах, включая США, где материал получил коммерческое название «кубический цирконий» (cubic zirconia, CZ). Название «фианит» закрепилось преимущественно в России и странах СНГ, тогда как на мировом рынке используется термин «кубический цирконий».

¶Свойства

Фианит представляет собой стабилизированный оксид циркония, обычно с добавками иттрия или кальция, которые удерживают кристалл в кубической модификации при комнатной температуре. Основные физические характеристики приведены в таблице.

Высокая дисперсия (большая, чем у алмаза) придаёт фианиту выраженный «огненный» блеск — радужные вспышки при попадании света. Показатель преломления ниже алмазного, поэтому фианит выглядит чуть менее «живым», но в оправе разницу трудно заметить невооружённым глазом. Материал устойчив к химическим реагентам, не желтеет со временем и не меняет свойств при ношении.

¶Производство

Сырьём служит порошок циркония диоксида с добавками стабилизаторов. Смесь расплавляют в плазменной печи при температуре около 2700–2800 °C, затем медленно охлаждают, формируя монокристалл массой от нескольких граммов до нескольких килограммов. Кристалл распиливают, шлифуют и огранивают по алмазным технологиям — с теми же ограночными схемами («бриллиантовая», «изумрудная», «маркиз» и др.). Цветные разновидности получают добавлением оксидов редкоземельных элементов: церия (жёлтый, оранжевый), неодима (фиолетовый, синий), эрбия (розовый), хрома (зелёный) и др.

¶Применение

Основная область применения — ювелирная промышленность. Фианиты используются как вставки в кольца, серьги, подвески, броши, заколки и браслеты, а также в бижутерии высокого класса. Материал популярен в качестве временной замены бриллиантов в помолвочных кольцах и в ювелирных изделиях для повседневной носки.

В технике фианит применяется как абразив, в качестве износостойких покрытий на инструментах, в лазерных матрицах и как оптический элемент. Кристаллы циркония диоксида также используются в стоматологии (керамические вкладки и коронки) и в качестве носителей для катализаторов.

¶Отличие от подделок и аналогов

На рынке встречаются и другие синтетические аналоги алмаза: стеклянные имитации («стразы»), синтетический корунд, фианиты-имитации из стекла, а также более совершенные материалы — моассанит (карбид кремния) и синтетические алмазы. Фианит отличается от стеклянных имитаций большей твёрдостью и плотностью, а от синтетического алмаза — показателем преломления и отсутствием характерного алмазного «блеска» при лупе. Простой тест: фианит не проводит электричество (в отличие от некоторых синтетических алмазов) и не даёт отражения в ультрафиолете.

¶Интересные факты

• В СССР фианиты называли «ювелирным алмазом» и продавали в ГОСТовских ювелирных магазинах по цене, в десятки раз ниже бриллиантовой.
• Первый фианит был получен в 1968 году в лаборатории ФИАН.
• Мировое производство кубического циркония оценивается в сотни тонн ежегодно, тогда как добыча природных алмазов — около 150 млн карат в год.

Источники:

• Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН — материалы о синтезе кристаллов циркония диоксида
• ГОСТ на ювелирные изделия с вставками из синтетических камней
• Справочная литература по минералогии и ювелирному делу