Муассаниты — природные карбиды кремния¶

Муассанит — минерал, карбид кремния (SiC), встречающийся в природе в чистом виде и известный прежде всего как ювелирный камень-заменитель алмаза. Открыт в 1884 году французским химиком и минералогом Анри Муассаном, в честь которого и назван. В природе муассанит чрезвычайно редок: он обнаружен лишь в нескольких десятках месторождений мира, тогда как синтетический муассанит производится промышленно с 1990-х годов и активно используется в ювелирном деле и технике.

¶История открытия

В 1884 году Анри Муассан, изучая образцы кремниевого метеорита из Аризоны (Дьяконский метеорит), обнаружил в них микроскопические включения неизвестного блестящего минерала. Первоначально Муассан принял его за алмаз, однако последующий химический анализ показал, что вещество состоит из кремния и углерода. В 1893 году Муассан синтезировал карбид кремния в электрической печи, приняв его за алмаз, — это событие стало частью скандала вокруг обвинений Муассана в подмене образцов. В 1905 году минерал был официально назван муассанитом в честь первооткрывателя.

Долгое время муассанит считался крайне редким минералом, известным лишь в виде единичных находок в метеоритах и в кимберлитовых породах. Ситуация изменилась в конце XX века, когда были разработаны промышленные методы синтеза карбида кремния.

¶Свойства

Муассанит обладает набором физических свойств, выгодно отличающих его от большинства природных камней:

Высокая дисперсия — причина сильного «огненного» переливания муассанита, которое по этому показателю превосходит алмаз. Твёрдость муассанита уступает алмазу (10 по Моосу), но превышает твёрдость сапфира и рубина (9). Камень хрупок: его характерная черта — направленное раскалывание, что требует осторожности при огранке.

¶Природные месторождения

Природный муассанит известен из ограниченного числа объектов:

• Метеориты. Первоначальные находки были сделаны в метеоритных кремниях из Аризоны и Китая.
• Кимберлитовые трубки. Муассанит обнаружен в кимберлитах Якутии (месторождение Удачное), ЮАР, Бразилии.
• Ксенолиты мантийных пород. Находки в ксенолитах из вулканических выбросов (например, в Чили и Мьянме).
• Пегматиты и россыпи. Единичные находки в россыпях Мьянмы (Бирмы) — исторического центра добычи драгоценных камней.

Все природные находки муассанита исчисляются миллиграммами. Крупных ювелирных кристаллов природа не давала, поэтому до начала синтетического производства камень оставался предметом исключительно коллекционного интереса.

¶Синтетический муассанит

В 1990-х годах американская компания C3 Inc. разработала метод получения крупных кристаллов карбида кремния, пригодных для огранки. Технология основана на длительном нагреве смеси кремния и углерода при температуре около 2500 °C. Первые ювелирные муассаниты вышли на рынок в 1998 году.

Синтетический муассанит, как правило, содержит небольшие примеси азота, придающие камню лёгкий желтоватый или зеленоватый оттенок. Для ювелирного применения камни проходят специальную обработку, после которой становятся практически бесцветными. Крупные ювелирные экземпляры достигают нескольких каратов, что в сочетании с ценой, существенно меньшей цены алмаза, сделало муассанит популярной альтернативой.

¶Применение

¶Ювелирное дело

Муассанит позиционируется как доступная замена алмазу. По внешнему виду он сходен с бриллиантом, а по «огненному» переливанию превосходит его. Камень используется в кольцах, серьгах, подвесках. Стоимость муассанита в разы ниже стоимости алмаза аналогичного размера, что определяет его нишу на рынке.

¶Техника и промышленность

Синтетический карбид кремния, известный в технике под обозначением SiC, применяется задолго до ювелирного использования:

• как абразив для шлифовки и полировки твёрдых материалов;
• как огнеупорный материал (керамика, футеровка печей);
• в полупроводниковой электронике — карбид кремния используется для производства высоковольтных транзисторов и диодов, работающих при высоких температурах и напряжениях;
• как конструкционный материал в агрессивных средах.

Полупроводниковые приборы на основе SiC активно развиваются с 2000-х годов и применяются в электротранспорте, силовой электронике и энергетике.

¶Научные исследования

Природный муассанит из метеоритов и мантийных ксенолитов используется как индикатор условий формирования глубинных пород и метеоритного вещества. Его присутствие свидетельствует о крайне восстановительных условиях с низким содержанием кислорода.

¶Отличие от алмаза

Муассанит легко отличить от алмаза с помощью ювелирных приборов: он обладает двойным преломлением (алмаз — одноосный кристалл), заметно большей теплопроводностью алмаза, а также отличается показателем преломления. Для быстрой проверки используется теплопроводный детектор, показывающий, что муассанит отводит тепло медленнее алмаза.

Источники:

• Минералогический словарь (Геологический институт РАН)
• GIA (Gemological Institute of America) — материалы по муассаниту
• Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America
• Encyclopædia Britannica — статья «Moissanite»
• Журнал «Природоведение» и публикации по минералогии карбидов