Изделия, имитирующие натуральные камни, обладают высокой прочностью, устойчивостью к химическим веществам, экологичностью, ударо- и теплостойкостью, а также прочими преимуществами. Мрамор искусственный изготавливается из бетона, гипса и полиэфирной смолы и применяется не только для облицовки домов, но и при изготовлении столешниц, лестниц, подоконников, фонтанов и многого другого.
Чтобы изготовить искусственный мрамор своими руками, необходимо определиться с технологией его производства.
Литьевой мрамор
В качестве основы для этого материала используется полиэфирная смола и любой минеральный наполнитель (мраморная крошка, дробленный белый кварц и прочие мелкодисперсные компоненты). Последние позволяют производить плиты стилизованные под гранит, малахит, яшму и оникс.
Для изготовления литьевого искусственного мрамора в домашних условиях потребуется подготовить раствор:
- Полимербетона. Для этого необходимо смешать 20-25% полиэфирной смолы с 75-80% толченого нейтрального минерала.
- Бутакрила. В этом случае вместо смолы используется АСТ-Т и бутакрил в равной пропорции, после чего к смеси добавляют 50% кварцевого песка или измельченного щебня.
Также потребуется подготовить речной песок, пигмент, гелькоут и пластификатор. Технология изготовления искусственного мрамора из смолы включает в себя следующие этапы:
- Смажьте гелькоутом матрицу для будущего искусственного камня и дайте форме высохнуть.
- Подготовьте раствор одним из описанных выше методов.
- Выложите жидкий раствор в матрицу и удалите его излишки.
- Накройте форму пленкой, и подождите 10 часов.
- Вытащите готовый искусственный камень из формы и оставьте его на открытом воздухе на некоторое время.
Отвердевший камень можно дополнительно отшлифовать или оставить без механической обработки.
Несмотря на простоту изготовления такого искусственного сырья, литьевой способ производства мрамора отличается высокой стоимостью, поэтому имеет смысл рассмотреть и другие методы создания камней.
Искусственный мрамор из гипса представляет собой гипсовую массу, затворенную смесью воды и клея, которая шлифуется до появления зеркального блеска. Подобная «тонировка» позволяет имитировать такие натуральные минералы, как малахит и ляпис-лазурит.
Для производства этого искусственного мрамора не потребуется дорогостоящих материалов. Приготовить его можно следующим образом:
- Замесите в воде сухой гипс и столярный клей.
- Залейте в смесь растопленную смолу.
- Размешайте состав и добавьте в него пигмент.
- Снова размешайте смесь, пока в ней не появятся естественные вкрапления и разводы.
Полезно! Если вы хотите получить изделие натурального цвета, то необходимо смешать 200 г белого гумилакса, 1 кг спирта (технического) и 50 г гипса. Чтобы получить кофейный оттенок используйте оранжевый гумилакс, а для создания черного камня добавьте анилиновую краску.
- Залейте жидкую массу в пластиковую матрицу.
- Удалите излишки смеси. Для этого присыпьте раствор сухим гипсом.
- Подождите порядка 10 часов и вытащите готовое изделие из формы.
- Обработайте поверхность изделия кремнекислым калием, чтобы придать готовому камню водоустойчивости.
- Просушите мрамор и отполируйте его с помощью мягкого фетра (также можно использовать специализированные абразивные средства, придающие готовому изделию более насыщенный оттенок).
- Когда поверхность камня станет практически зеркальной – искусственный мрамор будет готов.
Такое производство искусственного мрамора и мозаики считается наиболее простым и доступным. Благодаря гипсу камни получаются очень легкими и прочными. Такие изделия успешно используются в жилых помещениях.
Искусственный мрамор с бетонным наполнителем
Технология производства мрамора с использованием бетона также пользуется большой популярностью, благодаря использованию экологически чистого материала и простоте изготовления изделий.
Чтобы самостоятельно создать такой камень, выполните следующие шаги:
- Промажьте сухую матрицу с гладкой поверхностью влагостойким гелькоутом и дождитесь полного высыхания формы.
- Подготовьте бетонную смесь и добавьте в нее глину или гашенную известь.
- Приготовьте наполнитель. Для этого необходимо смешать 2 части речного песка, 1 часть цемента, 80% воды и добавить в состав гальку. В полученный раствор также необходимо добавить пигмент (1% от веса смеси) и замешивать состав для искусственного мрамора 30-40 секунд. Перемешивать все компоненты рекомендуется в специальном миксере.
- Добавьте в готовый наполнитель пигмент (добавлять его нужно неравномерно, чтобы готовое изделие получилось более реалистичным). После этого тщательно перемещайте жидкий состав.
- Установите матрицу в горизонтальное положение и маленькими порциями влейте в нее подготовленную массу. При этом должны заполниться все пустоты формы.
- Удалите излишек смеси с помощью шпателя.
- Накройте поверхность полиэтиленом и дождитесь полного затвердевания состава при плюсовой температуре (в зависимости от толщины камня он будет сохнуть от 24 часов до нескольких дней).
- Извлеките готовую искусственную плиту из матрицы и обработайте ее шлифовальной машинкой и специальной прозрачной политурой.
Если вы решаете, как сделать искусственный мрамор самостоятельно, то предпочтение стоит отдать гипсу или бетону. Однако можно приобрести готовый материал:
- Молотый мрамор (микрокальцит). Это сырье изготавливается из колотого мрамора. Это порошкообразное вещество минерального происхождения отличается высокой прочностью и малой химической активностью. Помимо этого материал устойчив к солнечным лучам и не впитывает влагу.
- Жидкий мрамор. Помимо мраморной крошки в состав этого материала входят акриловые полимеры, благодаря чему такой камень получается легким и гибким. Такой мрамор можно легко резать ножом и оклеивать им стены. Наибольшей популярностью он пользуется при отделке комнат неправильной формы.
В заключении
Изготовление искусственного мрамора отличается исходя из используемого материала (подробнее на видео). Однако независимо от того, какое исходные сырье вы выбрали, за камнем необходимо правильно ухаживать. Например, для сохранения блеска мраморной поверхности используйте мыльный раствор (на 3 л воды необходимо добавить 1 колпачок любого моющего средства).
Имитация камня малахит. Мастер-класс по декупажу.
Рада Вас приветствовать! Второй мини урок из мини курас " Имитация каменной поверхности".
Приглашаю в малахитовую сказку!
Представляю вашему вниманию часть мини урока.
Мечта есть и есть огромное желание творить
и создавать чудеса своими руками.
Мастерицы подготовились основательно, все должно быть под рукой.
Необходимые материалы :
- Заготовка разделочной доски (можно выбрать шкатулку, банку и т.д.)
- Акриловые краски: белая, черная, зеленая краска 3 оттенков.
- Вода в стакане.
- Замедлитель высыхания акриловой краски.
- Кисти, губка или поролон, картон, листы бумаги.
- Акриловый лак.
- Наждачная бумага № 400, 800, 2000.
- Декупажная карта с мотивом.
- Отличное настроение и желание творить.
Рукодельницы с домашними делами управились, детей и мужа накормили, в доме убрались и принялись волшебством заниматься. Уверена, Вы тоже все приготовили и начнем чудеса делать. Из простой фанерной заготовки сделаем ключницу.
Подготовим вначале заготовку к работе. Вспомнили, как дерево надо подготовить к работе? Молодцы!!!
Аккуратно смешиваем мастихином белую и зеленую краску. Это базовый слой нашего фона.
Легкими движениями с помощью поролона покрывает тонким слоем всю заготовку. Даем высохнуть, обрабатываем ее наждачной бумагой и покрываем лаком.
Приготовим зеленую более темную краску и целлофановый пакет. Мазками нанесли краску на поверхность и прижали скомканным пакетом один раз.
Так же мазками наносим краску на уже готовые пятна.
Вот такой результат получился у нашей рукодельницы. Если понравился, то фиксируем лаком.
Берем картон небольшого размера и обрываем край. Теперь главное работать плавно и быстро. Смешиваем краски с замедлителем высыхания. Получилось 4 цвета.
Накладываем мазки, чередуя светлые и темные тона зелени. Прикладываем к краю неровную сторону картонки, слегка прижимая только низ, проводим в одном направлении полукруг.
Вот что должно получиться в итоге. Результат вас устроил, тогда фиксируем лаком.
После полного высыхания наносим сильно разбавленную смесь светло-зеленой с черной. В некоторых местах сотрите краску салфеткой, чтобы четко проступил основной рисунок.
Осталось приклеить маленькую заготовку с изображением, приделать крючок, оформить стикерами или контурами.
У мастерицы получился замечательный камень. И у вас получится имитировать малахит. Главное желание творить и у Вас получится свой неповторимый узор.
Кому понравилась эта сказка о малахите приглашаю вас подписаться на
Курс «Имитация каменной поверхности» 8 мини уроков.
Вы узнаете о тонкостях и секретах разных техник имитации камня, используя простые и доступные материалы.
Давайте вместе с вами создадим неповторимые предметы декора.
В этой статье:
Малахит очень широко используется в декоративно-прикладном искусстве. Он представляет собой основной карбонат меди, а интересен не цветом, блеском, или оттенками, а сложным рисунком, который образуется на протяжении многих лет благодаря природным условиям. Долгое время получить искусственный камень не удавалось, но сейчас на рынке можно обнаружить множество экземпляров минерала, синтезируемого в лаборатории. Как сделать малахит и возможно ли это в домашних условиях?
Ответ на этот вопрос будет утвердительным только наполовину. В природе малахит образуется в местах залежей медных руд при условии, что они залегают в карбонатных породах. При вымывании медной руды под действием подземных вод и растворенных в них кислорода и углекислого газа медь переходит в раствор. Этот раствор содержит ионы меди, которые медленно просачиваясь через известняк, вступают с ним в реакцию. Вследствие этого образуется основной карбонат меди.
Имитация малахита
Существует химическая реакция, которая позволяет получить малахит дома. Для того чтобы это сделать, необходимы:
- безводный карбонат натрия или прокаленная пищевая сода;
- медный купорос (сернокислая медь, сульфат меди);
- воронка;
- чашка Петри;
- фильтровальная бумага;
- колбочки и сосуды.
Безводный карбонат натрия и медный купорос смешиваются в одинаковом количестве. Далее осадок фильтруется с помощью воронки и фильтровальной бумаги. После этого вынимается бумага с осадком и высушивается в чашке Петри. Это и будет порошок малахита. Безводный карбонат натрия также можно получить при прокаливании на сковородке обычной пищевой соды.
Как видно, этот способ не позволяет получить камень, а только порошок вещества.
Промышленное получение
Существует несколько способов получить искусственный малахит. Первый и самый очевидный - это использование природного малахита в виде порошка и его спекания при высоком давлении. Основной процесс, который при этом происходит: вещество уплотняется и перекристаллизуется. Такой же метод используют в Америке, чтобы произвести бирюзу. Его же применяют и для получения других полудрагоценных камней такого типа.
В нашей стране подобный малахит производится сплавлением крошки минерала при давлении до 10 тысяч атмосфер, параллельно с этим образец требуется нагреть до 100 градусов. В результате получается сплошная масса в виде пластин.
Еще один возможный способ - гидротермальный. Он основан на том, что в виде растворителя выступает вода. Но так как при нормальных условиях она способна растворять не так много веществ, то создаются определенные - высокое давление и температура. Этот способ дает камень малахит, очень схожий с природным. Но основная задача заключается в том, чтобы получить текстуру камня. В свое время технология была разработана на трех советских предприятиях и сейчас широко используется как здесь, так и за рубежом, например, в Канаде.
О конкретной технологии получения камня искусственным путем, которая бы также давала возможность получить рисунок малахита, упоминается во многих научно-популярных и новостных журналах. Однако в подробных описаниях не названо конкретного рецепта. Получается, что по сей день технология остается втайне.
Таким образом, не существует известного способа, способствующего получению малахита в домашних условиях, чтобы он полностью соответствовал оригиналу.
Для того чтобы имитировать малахит, широко используются другие способы.
Имитация
Одним из способов сделать изделие из малахита является использование полимерной глины. Полимерная глина - это вещество, которое представляет собой поливинилхлорид с добавлением пластификаторов. Она используется в качестве основы для изготовления поделок. Например, из нее делают цветы. Существует две разновидности пластики: одна застывает при температуре 100 градусов, другая - при комнатной, но за больший промежуток времени. Во время застывания пластификатор испаряется и получается изделие из поливинилхлорида.
Для того чтобы из полимерной глины сделать малахит, берут несколько оттенков зеленого цвета и раскатывают из них небольшие кружочки. Их кладу один на другой в случайном порядке и вытягивают из них «колбаски», которые потом растягивают, режут на куски и снова складывают. Получается рисунок, в точности имитирующий поверхность камня. Такой камень используют для кулонов и вставок в украшения.
Еще один вариант имитировать малахит на каких-либо поверхностях - это нанесение акриловой краски. Для начала краска опять же различных оттенков зеленого цвета наносится на подготовленную загрунтованную поверхность. Ею покрывают пятнами в случайном порядке разными цветами. Основная задача здесь - закрасить всю поверхность.
Далее для придания краске еще более случайного рисунка используется пленка или пакет из полиэтилена. После этого с помощью скальпеля, пластикового инструмента подобной формы или куска бумаги имитируется пластинчатый рисунок натурального камня. Изделие взбрызгивается водой и удаляются излишки краски с помощью бумаги. В конце можно покрыть заготовку лаком.
Еще одним вариантом имитации малахита в интерьере является декоративная штукатура. Так же как и в методе с декорированием акриловыми красками, используется штукатурка разных оттенков. Она кладется как конечный слой и не требует покраски, но вскрывается лаком.
Искусственный малахит. На этих образцах видно, что камень ненастоящий - не совсем тот рисунок, и цвета не так разнообразны.
Существует несколько способов получения искусственных минералов.
Один из них – это создание композитных материалов спеканием порошка природного минерала в присутствии инертного связующего при высоком давлении. При этом происходит много процессов, из которых главные – это уплотнение и перекристаллизация вещества. Этот метод получил широкое распространение в США для получения искусственной бирюзы. Этим же способом были получены жадеит, лазурит, другие полудрагоценные камни.
В нашей стране композиты получали цементированием мелких обломков природного малахита размером от 2 до 5 мм с помощью органических отвердителей (наподобие эпоксидных смол) с добавлением в них красителей соответствующего цвета и тонкого порошка того же минерала в качестве наполнителя. Рабочую массу, составленную из указанных компонентов в определенном процентном отношении, подвергали сжатию при давлениях до 1 ГПа (10000 атм.) при одновременном нагревании свыше 100° С. В результате различных физических и химических процессов происходило прочное цементирование всех компонентов в сплошную массу, которая хорошо полируется. За один рабочий цикл таким образом получают четыре пластинки со стороной 50 мм и толщиной 7 мм. Правда, их довольно легко отличить от природного малахита.
Другой возможный способ – гидротермальный синтез, т.е. получение кристаллических неорганических соединений в условиях, моделирующих процессы образования минералов в земных недрах. Он основан на способности воды растворять при высоких температурах (до 500° С) и давлениях до 3000 атм. вещества, которые в обычных условиях практически нерастворимы – оксиды, силикаты, сульфиды. Ежегодно этим способом получают сотни тонн рубинов и сапфиров , с успехом синтезируют кварц и его разновидности, например, аметист . Именно этим способом был получен малахит, почти не отличающийся от природного . При этом кристаллизацию ведут в более мягких условиях – из слабощелочных растворов при температуре около 180°С и атмосферном давлении.
Синтетический малахит.
Сложность получения малахита в том, что для него главное – не химическая чистота и прозрачность, важная для таких камней как алмаз или изумруд, а его цветовые оттенки и текстура – неповторимый рисунок на поверхности отполированного образца. Эти свойства камня определяются размером, формой, и взаимной ориентацией отдельных кристалликов, из которых он состоит. Одна малахитовая «почка» образована серией концентрических слоев разной толщины – от долей миллиметра до 1,5 см разных оттенков зеленого цвета.
Каждый слой состоит из множества радиальных волокон («иголочек»), плотно прилегающих друг к другу и подчас неразличимых простым глазом. От толщины волокон зависит интенсивность цвета. Например, тонкокристаллический малахит заметно светлее крупнокристаллического, поэтому внешний вид малахита, как природного, так и искусственного, зависит от скорости зарождения новых центров кристаллизации в процессе его образования. Регулировать такие процессы очень трудно, поэтому малахит долго не поддавался синтезу.
Получить искусственный малахит, не уступающий природному, удалось трём группам российских исследователей
- в Научно-исследовательском институте синтеза минерального сырья (город Александров Владимирской области),
- в Институте экспериментальной минералогии Российской Академии наук (Черноголовка Московской области)
- и в Петербургском государственном университете.
Было разработано несколько методов синтеза малахита, позволяющих получить в искусственных условиях практически все текстурные разновидности, характерные для природного камня – полосчатые, плисовые, почковидные.
Отличить искусственный малахит от природного можно разве что методами химического анализа
: в искусственном малахите не было примесей цинка, железа, кальция, фосфора, характерных для природного камня.
Разработка методов искусственного получения малахита считается одним из наиболее существенных достижений в области синтеза природных аналогов драгоценных и поделочных камней. Так, в музее института в Александрове стоит большая ваза, изготовленная из синтезированного здесь же малахита. По всем своим свойствам синтетический малахит способен заменить природный камень в ювелирном и камнерезном деле. Его можно использовать для облицовки архитектурных деталей как внутри, так и снаружи зданий.
Искусственный малахит с красивым тонкослоистым рисунком производится также в Канаде, и в ряде других стран.
Имя заявителя:
Имя изобретателя:
Протопопов Е.Н.; Протопопова В.С.; Соколов В.В.; Петров Т.Г.; Нардов А.В.
Имя патентообладателя:
Акционерное общество закрытого типа "ЖЕНАВИ"
Адрес для переписки:
197136, Санкт-Петербург, а/я 88, Новосельцеву О.В
Дата начала действия патента:
2000.02.09
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Группа изобретений относится к изготовлению синтетических ювелирно-поделочных камней для ювелирной промышленности и декоративно-прикладного искусства.
Изобретения могут найти применение при изготовлении и реставрации интерьеров квартир и зданий, ювелирных изделий, бижутерии, сувениров, предметов декоративно-прикладного искусства.
Малахит представляет собой минерал из класса карбонатов химического состава Cu 2 (OH) 2 или CuCO 3 ·Cu(OH) 2 , содержащий 71,9% CuO (Cu 57,4%), 19,9% CO 2 , 8,2% H 2 O и до 10% примеси в виде CaO, Fe 2 O 3 , SiO 2 . Кристаллизуется в моноклинной системе, кристаллы редки и имеют игольчатый или призматический облик. Обычны скрыто- и мелкокристаллические почковидные натечные корочки, сталактидоподобные агрегаты, ритмически полосчатые с радиально-волокнистой структурой.
Цвет природного плотного малахита ярко-зеленый, голубовато-зеленый до темного, иногда буро-зеленого. Изменение цвета по различным зонам и слоям малахита создает на срезах и полированных плоскостях причудливый рисунок. Блеск у агрегатов шелковистый (плисовый малахит), бархатистый, тусклый, у кристаллов - алмазный, переходящий в стеклянный. Твердость по минералогической шкале Мооса 3,5 - 4,0; плотность 3900-4100 кг/м 3 .
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
В природе малахит встречается в приповерхностной зоне окисления сульфидных медных руд. Большие скопления плотного малахита очень редки и образуются путем замещения известняков сульфатными растворами меди в зоне окисления крупных месторождений меди, чем объясняется наличие в природном малахите примесей в виде CaO, Fe 2 O 3 , SiO 2 . Обычно встречается в небольшом количестве в рассеянном состоянии в виде налетов, примазок, небольших скоплений, землистых масс в смеси с другими гипергенными минералами. Лишь изредко встречаются плотные скопления малахита весом до 50 т (Медноруднянск, Нижний Тагил, Гумешевские рудники на Урале) [БСЭ, с. 276].
Плотный, зонально-концентрический натечный малахит в виде достаточно крупных масс представляет большую ценность как красивый поделочный камень, употребляющийся для ювелирных и декоративно-художественных изделий (вставки, бусы, столешницы, вазы, облицовка колонн и др.).
Известны крупные месторождения малахита в Заире, на юге Австралии, в Казахстане и в США. Месторождения малахита на Урале (Медноруднянские и Гумешевские рудники) в настоящее время практически полностью выработаны.
В связи с этим возникает актуальная проблема разработки технологий получения синтетического ювелирно-поделочного малахита, аналогичного по своим показателям природному малахиту.
Известны способы получения синтетических ювелирно-поделочных материалов, заключающиеся в кристаллизации из расплавов солей или из высокотемпературных водных растворов [Н. И. Корнилов, Ю. П. Солодова. Ювелирные камни. - М.: "Недра", 1987, с. 259-276] . Однако для данные методы непригодны, поскольку малахит разлагается при температуре 100-110 o C без плавления, а в воде практически не растворим.
Известны способы получения монокристаллов малахита в условиях низкотемпературного гидротермального синтеза .
Известен способ изготовления синтетического малахита в виде отдельных частиц и их соосаждения с небольшим количеством однородно рассеянного висмута, используемых в качестве ядер для последующего выращивания при повышенных температурах и последующего конвертирования в медный ацетиленовый комплекс, используемый как катализатор этилинирования [Патент США N 4107082, B 01 J 27/20, 15.08.78] .
Известны агломераты кристаллов малахита и их получение, содержащие 1-7% (BiO) 2 CuCO 3 и 0,5-3,5% SiO 2 , имеющие средний размер 15 мкм, используемый в качестве катализаторов в химических производствах [Патент США N 4536491, В 01 J 21/20, C 04 C 33/04, 20.08.85] .
Известен способ производства малахита или малахитоподобных изделий, включающий перемалывание природного малахита до частиц 10-100 микрон, распределение пудры в прозрачном лаке, окраске им изготавляемых предметов, высушивания и нанесения на поверхность узоров или масок, воспроизводящих текстуру природного малахита [Патент EP N 0856363, B 05 D 5/05, B 44 F 9/04, 1998-08-05].
Данными способами не удается получить малахит, пригодный для использования в качестве ювелирно-поделочного материала.
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании техническому результату (прототипом) является способ получения поликристаллического малахита, заключающийся в растворении углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, содержащем равные мольные доли аммония и карбонат-иона с последующим выпариванием раствора при нагревании, в результате чего получается рыхлый осадок поликристаллического малахита [Чирвинский П. Н. Искусственное получение минералов в XIX столетии. - Киев. Университет, 1903-1906].
Недостатком данного способа-прототипа, а также всех других известных способов является невозможность получения плотного материала, аналогичного по своим показателям природному малахиту и пригодного для использования в ювелирно-поделочных целях.
В частности, недостатками способа-прототипа являются слабое срастание между отдельными кристаллами и сферолитами в образующемся поликристаллическом осадке малахита, его высокая пористость и низкая механическая прочность (после высыхания осадок легко растирается пальцами), что делает его непригодным для ювелирно-поделочных целей. Другим недостатком известного способа является однотонность получающегося осадка, имеющего бледно-зеленый цвет, в отличие от плотного поликристаллического агрегата природного малахита, ювелирно-поделочные разновидности которого характеризуются наличием чередующихся ярких светло-зеленых и темно-зеленых полос или слоев.
Основная техническая проблема (не разрешенная до настоящего времени изобретательская задача), сдерживающая расширение применения малахита в ювелирно-поделочных и декоративно-художественных целях, заключается в том, что известные до настоящего времени способы не позволяют изготавливать синтетический плотный поликристаллический малахит аналогичный по физико-механическим и потребительским свойствам природному ювелирно-поделочного малахиту.
Целью группы изобретений (требуемый технический результат, достигаемый при использовании изобретений) является обеспечение возможности получения синтетического плотного поликристаллического ювелирно-поделочного малахита, характеризующегося чередованием ярких светло-зеленых и темно-зеленых полос с контрастными цветовыми переходами между слоями и не отличающегося по своим физикомеханическим и ювелирно-художественным свойствам от лучших сортов ювелирно-поделочных разновидностей природного малахита.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются тем,
что синтетический ювелирно-поделочный малахит, представляющий собой поликристаллический агрегат, содержащий основную углекислую медь Cu 2 (CO 3 ](OH) 2 и примеси, согласно изобретению синтетический малахит содержит основную углекислую медь и примеси при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Cu 2 (OH) 2 - 99,99-99,5
Примеси - 0,01 - 0,50
При этом синтетический малахит в качестве примеси содержит Fe 2 O 3 и Na 2 O, плотность синтетического малахита составляет 3,9 - 4,1 г/см 3 , твердость по Моосу 4,0, микротвердость 216 - 390 кг/мм 2 , максимум спектра отражения синтетического малахита 490 - 525 нм, износостойкость синтетического малахита по сравнению с изностойкостью природного малахита 105-150%, а полируемость синтетического малахита по отношению к полируемости природного малахита составляет 105 - 150%.
При этом синтетический малахит содержит чередующиеся светло-зеленые и темно-зеленые слои, а его поверхность в отраженном свете проявляет "плисовый" (муаровый) эффект.
Характерной особенностью синтетического малахита является его получение путем растворения основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, содержащем избыточное мольное содержание аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты, и последующего выпаривания раствора при нагревании с образованием поликристаллического агрегата синтетического, вследствие чего межкристаллическое пространство синтетического малахита содержит остаточный ион аммония.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что по способу получения синтетического ювелирно-поделочного малахита, включающему растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония и последующее выпаривание полученного при этом раствора с образованием поликристаллического агрегата синтетического малахита, согласно изобретению растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при избыточном мольном содержании аммиака в 1,5-8 раз по отношению к мольному содержанию углекислоты.
При этом выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония с избытком аммиака проводят при температуре 40 - 95 o C, преимущественно при температуре 60 - 80 o C, причем выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония с избытком аммиака проводят с переменной скоростью с обеспечением возможности получения синтетического малахита с чередующимися светло-зелеными и темно-зелеными слоями, а для обеспечения возможности получения контрастных цветовых переходов между слоями синтетического малахита при переходе к выращиванию очередного слоя скорость выпаривания раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония изменяют с избытком аммиака не менее чем в 1,2 раза по сравнению со скоростью выпаривания при кристаллизации предыдущего слоя синтетического малахита.
Подтверждение эффективности изобретений, возможность промышленной реализации изобретений и возможность практического достижения требуемого технического результата подтверждаются приведенными ниже примерами реализации изобретений.
При изготовлении синтетического ювелирно-поделочного малахита по изобретению используют порошкообразную основную углекислую медь Cu 2 (OH) 2 CO 3 по ГОСТ 8927-79, карбонат аммония (NH 4) 2 CO 3 по ГОСТ 3770-78 и 25%-ный водный раствор аммиака NH 4 OH по ГОСТ 3760-79.
Пример 1
Основную углекислую медь Cu 2 (OH) 2 CO 3 растворяли в растворе карбоната аммония (NH 4) 2 CO 3 , содержащем мольный избыток аммиака NH 3 по отношению к мольному содержанию углекислоты CO 2 . Мольное содержание аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера 1,5. Смесь перемешивали до полного растворения основной углекислой меди. Выпаривание раствора проводили при температуре 40 o C. Для получения чередующихся светло- и темно-зеленых полос процесс выпаривания проводили с переменной скоростью, варьируемой в диапазоне изменения в 1,2 раз по отношению к скорости выпаривания на предыдущем этапе получения светлой или темной полосы (слоя). Процесс выпаривания продолжали до прекращения выделения паров аммиака. Прекращение выделения паров аммиака свидетельствует о полном разложении меднокарбонатноаммиачных комплексов, образующихся в процессе растворения основной углекислой меди в растворе карбоната аммония, что приводит к образованию плотного поликристаллического агрегата основной углекислой меди, представляющего собой ювелирно-поделочный синтетический малахит. После окончания процесса выпарки оставшуюся водную часть отделяли от синтетического малахита и проводили его анализ на соответствие параметрам эталонного образца природного малахита, представленного в базе данных ICDD, N 41-1390.
Показатели полученного по Примеру 1 синтетического малахита представлены в Таблице 1.
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Пример 2
Условия примера 2 аналогичны условиям Примера 1, но отношение мольного содержания аммиака к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера составило 4,0.
Показатели полученного по Примеру 2 синтетического малахита представлены в Таблице 1.
Пример 3
Условия Примера 3 аналогичны условиям Примера 1, но отношение мольного содержания аммиака к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера составило 8,0.
Показатели полученного по Примеру 3 синтетического малахита представлены в Таблице 1.
Пример 4
Условия Примера 3 аналогичны условиям Примера 1, но отношение мольного содержания аммиака к мольному содержанию углекислоты для условий данного примера составило 4, а выпаривание проводили при температуре 60 o C.
Показатели полученного по Примеру 4 синтетического малахита представлены в Таблице 1.
Пример 5
Условия Примера 5 аналогичны условиям Примеров 1 и 4, но выпаривание проводили при температуре 80 o C.
Показатели полученного по Примеру 5 синтетического малахита представлены в Таблице 1.
Пример 6
Условия Примера 6 аналогичны условиям Примеров 1 и 4, но выпаривание проводили при температуре 95 o C.
Показатели полученного по Примеру 6 синтетического малахита представлены в Таблице 1.
Кроме этого, проведенные рентгенодифрактометрические исследования показали идентичность рентгенограмм природного и синтетического малахита.
Практически все оптические константы синтетического малахита аналогичны оптическим константам природного малахита.
Также как и природный малахит, синтетический малахит в восстановительном пламени плавится и дает королек меди. Смоченный HCl, синтетический малахит окрашивает пламя в голубой цвет. При нагревании в стеклянной трубке синтетический малахит выделяет воду и чернеет, в соляной кислоте растворяется с шипением.
Таким образом, изобретения позволяют получать синтетический малахит с физико-химическими свойствами, характерными для природного малахита, но синтетический малахит отличается от природного повышенной микротвердостью, повышенной износостойкостью и лучшей полируемостью, что объясняется более низким содержанием примесей и иным качественным составом примесей.
В целом, учитывая новизну и неочевидность изобретений, существенность всех общих и частных признаков изобретений, показанную в разделе "Сущность изобретения", а также показанную в разделе "Примеры реализации изобретений" осуществимость изобретения, уверенное решение поставленных задач и получение нового технического результата, заявленная группа изобретений, по нашему мнению, удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретений являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретений, но и позволяют реализовать группу изобретений промышленным способом.
Кроме этого, анализ совокупности существенных признаков группы изобретений и достигаемого при их использовании технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между изобретениями и предназначенность способа непосредственно для получения синтетического ювелирно-поделочного малахита, что позволяет объединить два изобретения в одной заявке.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Синтетический ювелирно-поделочный малахит, представляющий собой поликристаллический агрегат, содержащий основную углекислую медь Cu 2 (OH) 2 и примеси, отличающийся тем, что синтетический малахит содержит основную углекислую медь и примеси при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Cu 2 (OH) 2 - 99,99 - 99,5
Примеси - 0,01 - 0,50
2. Синтетический малахит по п.1, отличающийся тем, что примеси синтетического малахита содержат Fe 2 O 3 и Na 2 O.
3. Синтетический малахит по п.1 или 2, отличающийся тем, что плотность синтетического малахита составляет 3,9 - 4,1 г/см 3 .
4. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что твердость синтетического малахита по Моосу составляет 4.
5. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что микротвердость синтетического малахита составляет 216 - 390 кг/мм 2 .
6. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что максимум спектра отражения синтетического малахита составляет 490 - 525 нм.
7. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что износостойкость синтетического малахита по сравнению с износостойкостью природного малахита составляет 105 - 150%.
8. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что полируемость синтетического малахита по отношению к полируемости природного малахита составляет 105 - 150%.
9. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что синтетический малахит содержит чередующиеся светло- и темнозеленые слои.
10. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что поверхность синтетического малахита в отраженном свете проявляет плисовый муаровый эффект.
11. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что он получен путем растворения основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония, содержащем избыточное мольное количество аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты, и последующего выпаривания полученного при этом раствора при нагревании с образованием поликристаллического агрегата синтетического малахита.
12. Синтетический малахит по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что межкристаллическое пространство синтетического малахита содержит остаточный ион аммония.
13. Способ получения синтетического ювелирно-поделочного малахита, включающий растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония и последующее выпаривание раствора с образованием поликристаллического агрегата синтетического малахита, отличающийся тем, что растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при избыточном мольном содержании аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что растворение основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при избыточном мольном содержании аммиака в 1,5 - 8 раз по отношению к мольному содержанию углекислоты.
15. Способ по любому из пп.13 - 14, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят при 40 - 95 o С.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят преимущественно при 60 - 80 o С.
17. Способ по любому из пп.13 - 16, отличающийся тем, что выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония проводят с переменной скоростью с возможностью получения синтетического малахита с чередующимися светло- и темнозелеными слоями.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что для обеспечения возможности получения контрастных цветовых переходов между слоями синтетического малахита при переходе к выращиванию очередного слоя скорость выпаривания раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония изменяют не менее чем в 1,2 раза по сравнению со скоростью выпаривания при кристаллизации предыдущего слоя синтетического малахита.
19. Способ по любому из пп.13 - 18, отличающийся тем, что получают синтетический малахит по любому из пп.1 - 12.
