Изобретение относится к изготовлению искусственно выращенных камней и может быть использовано в ювелирной промышленности и ювелирно-прикладном искусстве. Способ получения синтетического малахита заключается в том, что готовят исходный рабочий раствор путем растворения основной углекислой меди в растворе карбоната аммония, содержащем избыточную мольную концентрацию аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты. Объем исходного рабочего раствора разделяют на две части перегородкой, проницаемой для жидкой и газовой фазы, причем в верхней части находится зона растворения, куда помещают твердую основную углекислую медь, а в нижней части находится зона кристаллизации, куда предварительно устанавливают металлические или полимерные элементы будущих изделий и где осуществляют последующее выпаривание раствора при температуре 40-95°С. После выпаривания конденсируют образующуюся парогазовую смесь, а полученный конденсат в виде водного раствора карбоната аммония возвращают в зону растворения для осаждения из упаренного раствора кристаллов синтетического малахита на поверхности металлических или полимерных элементов, установленных в зоне кристаллизации. В зоне растворения поддерживают температуру на 20-30°С ниже, чем в зоне кристаллизации. Концентрацию меди (II) в исходном рабочем растворе устанавливают равной 45-60 г/л. Техническим результатом изобретения является улучшение художественно-декоративных характеристик синтетического малахита, заключающихся в получении малахита с любыми разновидностями текстуры, прежде всего, почковидной и плисовой текстуры с разнообразной цветовой гаммой материала и узором, заранее задаваемыми художниками-дизайнерами для изготовления будущих изделий. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к изготовлению искусственно выращенных камней и может быть использовано в ювелирной промышленности и ювелирно-прикладном искусстве.

Для получения драгоценных и полудрагоценных искусственных минералов, в том числе и для искусственного малахита, широко известен гидротермальный способ выращивания ювелирных кристаллов, реализующий синтез минералов и солей из водных растворов при высоких температурах и давлениях (B.C.Балицкий, Е.Е.Лисицына. «Синтетические аналоги и имитации природных драгоценных камней», «Недра», 1981, с.10-26).

Указанный метод основан на перекристаллизации исходной шихты, представленной, например, солью основной углекислой меди путем ее растворения в относительно более горячей зоне с последующим конвективным переносом растворенных компонентов в относительно менее нагретую зону, где происходит кристаллизация и рост кристаллов соответствующего материала. Выращивание кристаллов по этому методу осуществляют в автоклавах высокого давления из нержавеющих сталей и сплавов, позволяющих проводить процесс при температурах до 500°С и давлениях (десятки и сотни мегапаскалей).

Гидротермальный синтез малахита не получил широкого применения из-за необходимости сложной дорогостоящей аппаратуры, взаимодействия рабочих растворов с внутренними поверхностями автоклавов и практически не регулируемого процесса кристаллизации.

Более экономически выгодным способом синтеза малахита является его кристаллизация и выращивание из водных растворов солей меди путем медленного испарения исходных растворов и последующей кристаллизации малахита из пересыщенного раствора в изотермических условиях. При этом температура процесса не превышает 100°С, а давление - 1 атм.

Способ получения малахита по патенту RU 2225360 включает выпаривание раствора основной углекислой меди с добавлением основного углекислого цинка в растворе карбоната аммония. При этом выпаривание основной углекислой меди и основного углекислого цинка в водном растворе карбоната аммония проводят с конденсацией образующейся при выпаривании парогазовой смеси NH 3 , СО 2 и H 2 O и получением водного раствора карбоната аммония, который используют для растворения основной углекислой меди и получения подаваемого на выпаривание раствора основной углекислой меди в водном растворе карбоната аммония. Получаемый по этому методу поликристаллический малахит содержит примеси Zn 2+ в количестве от 0,2 до 0,9%, поэтому не является полным химическим аналогом природного малахита. Кроме того, недостатком способа является получение малахита с ограниченными разновидностями текстуры, которая является полосчатой и наименее интересной для изготовления ювелирных изделий.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения синтетического ювелирно-поделочного малахита по патенту RU 2159214, заключающийся в следующем.

Основную углекислую медь растворяют в водном растворе карбоната аммония при избыточном мольном содержании аммиака в 1,5-8 раз по отношению к мольному содержанию углекислоты в растворе. Полученный раствор выпаривают при температуре 40-95°С с переменной скоростью. При этом в процессе кристаллизации образуется поликристаллический агрегат синтетического малахита, химический состав которого и физико-химические свойства полностью соответствует его природному аналогу, а износостойкость и полируемость на 5-50% выше, чем у природного минерала.

Недостатком известного способа являются невысокие декоративно-художественные характеристики получающегося малахита, в частности ограниченные возможности получения заданной текстуры и цветовой гаммы. Так, основная текстура поверхности синтетического малахита, получаемого по данному способу, является преимущественно полосчатой, характеризуемой чередованием светло- и темно-зеленых слоев, что характерно для ювелирно-поделочного малахита из Заира. В то же время, по данному способу не получается малахит других разновидностей и текстуры природного малахита, таких как почковидная и плисовая, обладающие более высокими художественно-декоративными качествами, характерными, например, для знаменитого уральского бирюзового малахита.

Другим недостатком данного способа является относительно высокая затратность его использования при последующем изготовлении из синтетического малахита ювелирно-поделочных изделий. Это связано с тем, что получающийся по данному способу малахит имеет преимущественно форму монолитных кусков (камней), которые для изготовления изделий по традиционной мозаичной технологии требуют применения трудоемких операций механической обработки этих кусков, включающей их распиловку на пластинки, шлифовку и полировку поверхности этих пластин с последующим использованием их в качестве мозаичных элементов, приклеиваемых к поверхности формы самого изделия.

Одним из основных недостатков изложенного способа является невозможность управления процессом синтеза с точки зрения создания заданного рисунка (узора) на поверхности малахита, характерного для природного материала наилучших сортов.

Техническим результатом заявленного изобретения является удешевление изготовления ювелирно-поделочных изделий из синтетического малахита, а также улучшение художественно-декоративных характеристик синтетического малахита, заключающихся в получении малахита с любыми разновидностями текстуры, прежде всего почковидной и плисовой текстуры с разнообразной цветовой гаммой материала и рисунком (узором), заранее задаваемыми художниками-дизайнерами для изготовления будущих изделий.

Технический результат достигается за счет того, что в способе получения ювелирно-поделочного малахита, включающем подготовку исходного рабочего раствора путем растворения основной углекислой меди в растворе карбоната аммония, содержащем избыточную мольную концентрацию аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты, объем исходного рабочего раствора разделяют перегородкой, проницаемой для жидкой и газовой фазы, на две части, верхнюю - зону растворения и нижнюю - зону кристаллизации. При этом в зону растворения помещают в открытой емкости твердую основную углекислую медь, а в зону кристаллизации предварительно устанавливают металлические или полимерные элементы будущих изделий и осуществляют последующее выпаривание раствора при температуре 40-95°С. После чего осуществляют конденсацию образующейся парогазовой смеси NH 3 , СО 2 и Н 2 О, а полученный конденсат в виде водного раствора карбоната аммония возвращают в зону растворения для осаждения из упаренного раствора кристаллов синтетического малахита на поверхности металлических или полимерных элементов, установленных в зоне кристаллизации. Температуру в зоне растворения поддерживают на 20-30°С ниже, чем в зоне кристаллизации.

В предпочтительном варианте реализации способа концентрацию меди (II) в исходном рабочем растворе устанавливают равной 45-60 г/л.

Благодаря осуществлению вышеизложенного способа достигается решение задачи управляемого синтеза малахита с заданными физико-химическими и художественно-декоративными характеристиками, в частности с требуемой почковидной и плисовой текстурами поверхности малахита и с получением непосредственно в процессе кристаллизации полуфабрикатов будущих изделий, доводка которых до товарных изделий осуществляется без применения распиловки с помощью простых операций шлифовки и полировки поверхности полуфабрикатов, что значительно экономичнее традиционного мозаичного способа изготовления изделий из малахита.

Способ осуществили в аппарате-кристаллизаторе, принципиальная схема которого представлена на Фиг.1. Аппарат представлял собой герметичный цилиндрический сосуд, разделенный двумя перфорированными и одной сплошной перегородкой на 4 камеры: камеру 1 конденсации, камеру 2 растворения, камеру 3 кристаллизации и камеру 4 нагрева аппарата.

Камера 2 растворения представляла собой цилиндрическую емкость, на перфорированное дно которой, являющееся перегородкой между камерой 2 и камерой 3 кристаллизации, устанавливали открытую емкость, загруженную твердой солью основной углекислой меди. В центре дна камеры выполнено отверстие, к которому приварена трубка, проходящая вверх по высоте камеры. По этой трубке в процессе работы аппарата проходила парогазовая смесь NH 3 , CO 2 и H 2 O из камеры 3 кристаллизации в камеру 1 конденсации и обратный сток из последней конденсата.

При подготовке аппарата к работе в камеру 2 растворения залили исходный рабочий раствор, который готовили растворением соли основной углекислой меди марки «ХЧ» в растворе карбоната аммония с добавлением 25%-ного раствора аммиака для обеспечения избыточной аммиачности, при этом исходный рабочий раствор имел следующий состав, г/л: Cu (II) - 50, сумма СО 3   2- и НСО 3   - - 50, NH 4   + - 45.

В данном растворе избыточное мольное содержание аммиака примерно в 3 раза превышает мольное содержание углекислоты.

Камера 3 кристаллизации, расположенная ниже камеры 2 растворения, также представляет собой цилиндрическую емкость с герметичным плоским дном (перегородкой между этой камерой и камерой 4 нагрева и верхней перегородкой между этой камерой и камерой растворения, выполненной с отверстиями для прохода паров и стекающего конденсата после его контактирования с солью меди в камере 2 растворения. При подготовке аппарата к работе (синтезу малахита) в камеру 3 кристаллизации предварительно устанавливали алюминиевые пластины размером 100×50×20 мм, полимерные пластины из полипропилена с такими же размерами и изогнутые пластины из указанных материалов для придания им сферической поверхности. Указанные пластины являются элементом будущих мозаичных изделий (декоративных панно). После установки пластин в камеру кристаллизации заливали исходный рабочий раствор вышеприведенного состава для камеры 2 растворения.

Расположенная над камерой 2 растворения камера 1 конденсации представляет собой эллиптическую крышку аппарата, к внутренней поверхности которой приварены обращенные вниз под углом конденсаторные пластины в форме сегментов. Назначением пластин является конденсация попадающих на них из камер растворения и кристаллизации парогазовой смеси NH 3 , СО 2 и Н 2 О с образованием водного раствора карбоната аммония, возвращаемого в процесс. Для регулирования температуры в камере, а также в камере растворения (2), к крышке камеры конденсации приваривается водяная рубашка, обеспечивающая проток охлаждающей воды через внешнюю поверхность крышки.

Необходимый температурный режим в камерах аппарата обеспечивается за счет трубчатых электронагревателей (тэнов), которые устанавливаются в самой нижней камере - камере нагрева (4). Верхняя плоская часть этой камеры, являющаяся перегородкой, отделяющей камеру нагрева от камеры кристаллизации, выполнена из хорошо проводящего тепло материала, а нижняя часть, являющаяся днищем аппарата в целом, - из материала, плохо проводящего тепло.

Описанный выше аппарат-кристаллизатор, выполненный из нержавеющей стали, имел следующие характеристики:

Принцип работы описанного выше аппарата, использованного в примере исполнения предлагаемого способа, заключается в следующем.

Залитый в камеры (3 и 2) кристаллизации и растворения исходный аммиачно-карбонатный раствор меди нагревали до температуры, обеспечивающей достаточно высокую упругость паров. Образующаяся при этом (в процессе выпаривания) парогазовая смесь NH 3 , CO 2 и Н 2 О (преимущественно в камере кристаллизации, имеющей более высокую температуру в аппарате), поднимаясь вверх, попадала в камеру конденсации (1), где на конденсаторных пластинах образуется жидкая фаза (водный раствор карбоната аммония), стекающая вниз аппарата. Часть конденсата через трубку в камере растворения (2) стекала сразу же в камеру кристаллизации, а другая его часть через отверстия в перегородке стекала в камеру растворения (2), где попадала в емкость с находящейся в ней твердой солью основной углекислой меди, которая частично растворялась в конденсате и уже в виде медьсодержащего раствора стекала в ту же камеру кристаллизации (3). В результате осуществления в процессе синтеза многократного цикла «испарение-конденсация-растворение», происходящих в аппарате при поддержании постоянных значений температур в камерах аппарата, происходит увеличение концентрации меди в растворе камеры кристаллизации. При достижении определенной концентрации меди в этом растворе происходит выделение осадка малахита на поверхности металлической или полимерной матрицы, заранее установленной в камере кристаллизации (3), и рост кристаллов малахита до достижения заданнной толщины, определяемой временем кристаллизации.

Предложенный способ в описанном выше аппарате-кристаллизаторе выполняли в следующей последовательности:

Вначале готовили исходный рабочий раствор основной углекислой меди ее растворением в растворе карбоната аммония с избытком аммиака, как это описано выше.

Рабочий раствор, содержащий, г/л: Cu (II) - 50, сумма СО 3   2- и НСО 3   - - 50, NH 4   + - 45 заливали через штуцера в камеры растворения (2) в объеме 3,5 л и камеры кристаллизации (3) в объеме 5,5 л.

Предварительно в камеру растворения устанавливали открытую чашу с насыпанной в нее солью основной углекислой меди марки «ХЧ» в количестве 0,5 кг, а в камеру кристаллизации - металлические и полимерные пластины, как это описано выше.

После подачи в аппарат необходимого объема исходного рабочего раствора его герметизировали, перекрывая все входные и выходные патрубки и включали электронагрев в камере нагрева (4). Постепенно в течение 2-3 часов поднимали температуру со скоростью 2-5°С в час до заданных значений температур: в камере кристаллизации до T=70°С и в камере растворения до Т=45°С, при этом температура в камере растворения была ниже на 25°С, чем в камере кристаллизации. Для обеспечения более низкой температуры в камере растворения, чем в камере кристаллизации, включали подачу охлажденной воды с Т=20-30°С в рубашку камеры конденсации. При этом температура в камере конденсации устанавливалась на уровне 35-40°С. Указанные значения температур в камерах аппарата поддерживали постоянными в течение всего процесса синтеза, время которого составляло 60 суток. Длительность процесса определяли заранее на основании предварительных опытов, исходя из условия достижения толщины выращиваемого осадка малахита на пластинах, равной 40-70 мм.

После завершения процесса синтеза из охлажденного аппарата осуществляли слив отработанного раствора через сливные патрубки, аппарат разбирали и извлекали из него образцы пластин с выращенным на них осадком малахита. Образцы промывали проточной водой, высушивали при температуре 50°С и подвергали механической обработке, включающей шлифовку и полировку поверхности пластин с получением шлифов образцов для определения физико-химических свойств и текстуры поверхности.

Определение соответствия образцов полученного синтетического малахита образцам природного минерала осуществляли с использованием стандартных методов диагностики минералов путем определения и анализа свойств, характерных для данного минерала, которые приводятся в специальных таблицах-определителях [Г.Н.Вертушкин, В.Н.Авдонин. Таблицы определения минералов по физическим и химическим свойствам. Справочник, 2-е изд. перераб. и доп., М., «Недра», 1982, с.402].

Результаты осуществления примера исполнения предлагаемого способа сведены в табл.1, в которой также приведены результаты синтеза в интервалах заявленных признаков способа.

Как следует из данных, приведенных в табл.1, наилучшие результаты по качеству синтетического малахита, полученного по предлагаемому способу, наблюдаются, когда содержание меди (II) в исходном рабочем растворе находится в пределах 45-60 г/л и разность температур между температурами в зоне растворения и в зоне кристаллизации находится в пределах 20-30°С (опыты №2, 3, 4, 7, 8). В указанных диапазонах концентрации меди и разности температур обеспечивается получение синтетического малахита, химические свойства которого (содержание CuO в веществе), физические свойства (плотность и твердость) и оптические свойства (показатель преломления) практически не отличаются от аналогичных показателей природного малахита. При этом текстура выращенного в этих условиях синтетического малахита имеет почковидный натечный характер с радиально-лучистым и зонально-концентрическими узорами рисунка поверхности и насыщенной цветовой гаммой от светло-, темно-зеленого до ярко-зеленого цвета, что в художественно-декоративном отношении характеризует малахит как ювелирно-поделочный материал самых высоких сортов.

За пределами указанных оптимальных значений концентрации меди в исходном рабочем растворе (опыты №1 и 5 табл.1) и разности температур между зонами растворения и кристаллизации (опыты №6 и 9 табл.1) происходит ухудшение показателей синтезированного малахита, в частности наблюдается несоответствие природному минералу содержания CuO в веществе и физических свойств, а главное, не достигается получение наиболее выразительной почковидной текстуры как у лучших разновидностей природного материала, в частности в указанных опытах наблюдается только полосчатая текстура.

В опытах №1-9 приведены результаты синтеза при использовании металлических элементов в зоне кристаллизации, а в опыте 10 - элемента из полипропилена.

В опытах 1, 5, 6, 9 синтетический малахит имел полосчатую текстуру; в опытах 2-4, 8 и 10 текстура была почковидной; в опыте 7 - плисовая. Цвет варьировался от светло- до яркого темно-зеленого.

1. Способ получения синтетического малахита, заключающийся в том, что готовят исходный рабочий раствор, путем растворения основной углекислой меди в растворе карбоната аммония, содержащем избыточную мольную концентрацию аммиака по отношению к мольному содержанию углекислоты, объем исходного рабочего раствора разделяют перегородкой, проницаемой для жидкой и газовой фазы, на две части, причем в верхней части находится зона растворения, куда дополнительно вносят в открытой емкости твердую основную углекислую медь, а в нижней части находится зона кристаллизации, куда предварительно устанавливают металлические или полимерные элементы будущих изделий и где осуществляют последующее выпаривание раствора при температуре 40-95°С, после чего конденсируют образующуюся парогазовую смесь NH 3 , СО 2 и Н 2 О, а полученный конденсат в виде водного раствора карбоната аммония возвращают в зону растворения для осаждения из упаренного раствора кристаллов синтетического малахита на поверхности металлических или полимерных элементов, установленных в зоне кристаллизации, при этом в зоне растворения поддерживают температуру на 20-30°С ниже, чем в зоне кристаллизации.

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

1. в Научно-исследовательском институте синтеза минерального сырья (город Александров Владимирской области),
2. в Институте экспериментальной минералогии Российской Академии наук (Черноголовка Московской области)
3. 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.

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.

Отдел образования Администрации Ленинского района

города Екатеринбурга

Гимназия № 5

Исследовательская работа на тему:

«Знакомство с Уральским малахитом.

Опыт по выращиванию

искусственного малахита».

Исследовательская работа

ученика 2 «Б» класса

Абрамова Леонида

Руководитель:

Классный руководитель:

Екатеринбург, 2013

1. Введение………………………………………………………………….3

2. О малахите ……………………………………………………………....4

3. Уральский малахит – исторические факты ……………………………5

4. Физические свойства малахита ………………………………………...7

5. Способы выращивания искусственного малахита…………………….8

6. Эксперимент по выращиванию малахита в домашних условиях…….9

7. Выводы …………………………………………………………………..12

ВВЕДЕНИЕ

Я коллекционирую различные минералы. Мне интересно узнавать о них разную полезную информацию. Недавно мы с папой ходили в Уральский геологический музей. Там, очень много разных минералов и других экспонатов. Там я узнал о том, что месторождения малахита на Урале исчерпаны и теперь малахит в России не добывают. Хотя Уральский малахит признан во всём мире самым красивым по богатству рисунка. Мне стало интересно, а можно ли вырастить искусственный малахит?

Цель моей работы: больше узнать о минерале и опытным путём доказать возможность выращивания минерала – малахит, в домашних условиях.

Эта работа актуальна в современном мире, так как истощаются запасы природных минералов.

Сначала я познакомился с историей добычи малахита на Урале, затем узнал, где и как использовали раньше и используют сейчас этот красивый камень.

В процессе поиска разной информации я выяснил, что малахит российские учёные успешно выращивают в лабораторных условиях. Мне стало интересно, а можно ли вырастить этот минерал самому в домашних условиях?

О МАЛАХИТЕ

Малахит - один из красивейших минералов. Его окраска богата оттенками - вся палитра зеленых тонов от светло-зеленого с голубизной (бирюзового) до густого темно-зеленого цвета ("плисового"). Название минерал получил, вероятно, за зеленую окраску, напоминающую цвет листьев мальвы (греч. malache - мальва), либо за небольшую твердость (греч. malakos - мягкий).

Изделия из малахита - это вазы, небольшие скульптуры, шкатулки, кабошоны, бусы, полированные пластины. Образцы малахита часто представляют сугубо научный интерес, но среди них есть очень красивые штуфы. Даже в необработанном виде очень эффектны причудливой формы почковидные и гроздьевидные агрегаты малахита. Иногда для подчеркивания красоты камня достаточно лишь небольшого среза или легкой полировки природной поверхности образца.

По составу малахит представляет собой водную углекислую соль меди - Cu2(OH)2. Оксида меди в малахите содержится до 72%. Окраска его объясняется присутствием иона меди. Кристаллы малахита крайне редки и весьма ценятся коллекционерами.

Благодаря небольшой твердости (твердость по шкале Мооса 3-4) малахит легко обрабатывается: быстро режется, хорошо шлифуется и полируется, в руках умелого мастера принимает самую высокую зеркальную полировку.

Малахит издавна привлекал внимание людей. С неолита вплоть до железного века, он был камнем ремесленников: краскотеров и красильщиков, стеклодувов, живописцев, плавильщиков (выплавляли медь). Иногда его использовали в качестве бесхитростных украшений и простых поделок. Самой ранней малахитовой поделке 10500 лет! Это скромная, простой овальной формы подвеска, найденная в одном из погребений неолитического могильника в долине Шанидар (Северный Ирак). В те времена в нем ценилась не красота, а польза.

УРАЛЬСКИЙ МАЛАХИТ – ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТЫ

Общепризнано, что малахит по полному праву может считаться «русским» камнем. Не будет большим преувеличением назвать малахит и «поистине» уральским камнем. Издавна повелось, что для изучения малахита ученые со всего света съезжались на прославленные уральские месторождения его. Отсюда, с Урала, пошла и современная техника обработки малахита, признанная во всем мире как техника «Русской мозаики».

Первым было открыто Гумешевское месторождение, расположенное на нынешней северо-западной окраине города Полевского Свердловской области. Нашли его в 1702 году жители Арамильской слободы Сергей Бабин и Козьма Сулея. Нашли по следам древних разработок и не менее древним остаткам от плавки руд - «изгаринам». И позднее при разведке и разработке месторождения находили многочисленные следы деятельности рудознатцев и металлургов ушедших поколений: медные ломы, кожаные сыромятные сумы, обрывки одежды, «изгарины», а однажды обнаружили и их останки. Историки датируют время этих древних разработок серединой - концом первого тысячелетия до н. э.

В 1735 году по распоряжению казна приступила к разработке Гумёшевского месторождения. Но, видно, тогдашние царёвы металлурги достаточно не знали технологии обработки и плавки подобных руд. Завод работал в убыток. Так продолжалось до 1759 года, когда титулярный советник купец Алексей Турчанинов «выходил» в столице себе убыточный рудник вместе с Сысертским, Полевскими и Северским заводами.

Скоро Гумешевское месторождение не могло уже удовлетворять спроса, все увеличивающегося и умело подогреваемого.

И тут подоспело открытие сказочно богатых малахитовых залежей на Меднорудянском руднике возле города Нижнего Тагила. Владельцы этого рудника, Демидовы, не растерялись. Им хорошо был ведом путь, надежный и кратчайший к прибылям. Из первых же крупных находок Анатолий Демидов велит вырубить малахитовый храм - восьмиколонную ротонду, изысканно-строгую и нарядную, и подносит ее Николаю I для установки в Исаакиевском соборе.

А еще малахит в старые годы шел на изготовление очень прочной зеленой краски. Наш современник ужасается: малахитом красили крыши.

С уменьшением запасов малахита резко уменьшился и поток изделий малахитовой промышленности. Это положение сохранилось и до сих пор.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАЛАХИТА:

Химическая формула (CuOH)2CO3 – это довольно хрупкий минерал.

Цвет: варьирует от сочного темно-зеленого до светлого бирюзово - зеленого. Непрозрачен, в мелких кристаллах просвечивает. В плотных почковидных агрегатах окраска обычно распределяется ритмично, с чередованием темных и светлых зон. Тонкоигольчатый (плисовый) и порошковатый агрегаты окрашены равномерно. Более или менее одноцветные куски встречаются редко.

Вид кристалла: призматический, пластинчатый, игольчатый. Чаще всего наблюдается в виде корочек, сферокристаллов, натечных почковидных агрегатов.

Малахит - один из красивейших минералов. Название минерал получил, за зеленую окраску, напоминающую цвет листьев мальвы.

Малахит - минерал, основной карбонат меди.

Лучистый малахит приобретает на срезе шелковистый отлив (плисовый малахит). Блеск шелковистый или бархатный в агрегатах, алмазный до стеклянного у кристаллов. Образуется в зоне окисления медных или медьсодержащих железорудных или полиметаллических сульфидных месторождений.

СПОСОБЫ ВЫРАЩИВАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО МАЛАХИТА:

Существует несколько способов получения искусственных минералов. Один из них – это создание композитных материалов спеканием порошка природного минерала при высоком давлении. При этом происходит много процессов, из которых главные – это уплотнение и перекристаллизация вещества.

Другой возможный способ – гидротермальный синтез, то есть 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 атмосфер вещества, которые в обычных условиях практически нерастворимы.

ОПЫТ ПО ВЫРАЩИВАНИЮ МАЛАХИТА В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ:

1. Я растворил стиральную соду(Na2CO3) в кипяченной воде. И получил щелочь (Na(OH)).

2. Смешал медный купорос(CuSO4) с щелочью(Na(OH)). Набрал в кастрюлю воду и нагрел до 90 градусов. Затем остудил до 50 и поставил в кастрюлю посудину со смесью.

https://pandia.ru/text/78/115/images/image004_151.jpg" width="468" height="352">

6. В коробочку вылил перемешанный осадок с клеем.

8. Поставил всё на подоконник

8Наблюдал: затвердение произошло за 24 часа.

ВЫВОДЫ

Таким образом я доказал, что в домашних условиях можно получить искусственно выращенный минерал, но его плотность, структура и рисунок не идут не в какое сравнение с природным.

Так же я узнал о том, что в лабораторных условиях можно. Учёными 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 было разве что методами химического анализа. Разработка методов искусственного получения малахита считается одним из наиболее существенных достижений в области синтеза природных аналогов драгоценных и поделочных камней. 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.

В процессе выполнения этой работы я очень много узнал для себя нового и интересного. Узнал историю малахита, о его физических и даже мистических свойствах. В дальнейшем я планирую продолжить изучение минералов и пополнение своей коллекции.

Время делать камни!

Сочетание изображения, металлической фурнитуры и яркой, причудливой структуры минералов на предмете всегда выглядит очень эффектно. При помощи небольшого набора акриловых красок и бытовых материалов в «камень» можно превратить поверхность любой формы.

Рисунок на поверхностях камней условно разделим на группы:

Слоистые,

Пятнистые,

Нитяные.

Например, малахит - слоистый, а вот гранит и лазурит - пятнистые и т.д.

1. Застелите рабочую поверхность. Наденьте фартук или спецодежду (акриловую краску при попадании на ткань впоследствии сложно удалить), подготовьте несколько емкостей с чистой водой.

2. Подберите синтетические кисти: широкую плоскую и круглую с удлинённым ворсом (для удобства работы хорошо иметь под рукой кисти разных размеров).

3. Подготовьте кусочки губки для мытья посуды, морскую губку (необязательно натуральную, можно успешно использовать ее имитацию), ножницы, зубную щетку, салфетки, ветошь. Также понадобится мелкозернистая наждачная бумага.

4. Заранее подберите фотографии камня и набор необходимых по цвету красок.

6. Многослойная лакировка делает имитацию каменной поверхности более естественной , поэтому какой бы способ и камень вы не выбрали, старайтесь не пренебрегать этим этапом.

Метод имитации для слоистых пород

Имитация малахита в декупаже с помощью акриловой краски

Рассмотрим на примере малахита.

Малахит - минерал, образующий зелёные массы натёчной формы с радиально-волокнистым строением.

Зеленый светлый , Кобальт зеленый темный , Небесный , Белила , Ультрамарин , Умбра натуральная , Черный .

Дополнительные материалы:

Дополнительные материалы:

Дополнительные материалы:

Из инструментов:

Морская губка;

Дополнительные материалы:

Из инструментов:

Морская губка;

Палитра пластиковая.

1. Фон. На палитре смешиваем между собой небольшое количество Капут мортуума с белилами. Получаем приятный нежный цвет розовой гаммы. Тщательно перемешивать краски не нужно, оставляем неоднородность цвета.

Широкой синтетической кистью наносим на поверхность заготовки плотным слоем краску, создавая плавные переходы.

2. Пятна. Смачиваем губку в чистой воде, отжимаем, набираем на нее небольшое количество белил и делаем оттиски, легко прикасаясь к поверхности.

Заполняем подобным образом площадь заготовки только частично, примерно третью часть. Направление нанесенной светлой краски послужит основой для прорисовки будущих прожилок.

3. Прожилки. На небольшую круглую кисть набираем краску Капут Мортуум. Кисть предварительно обильно смачиваем водой. Консистенция краски не должна быть густой.

Дрожащей рукой и с различным давлением на кисть наносим прожилку и тут же размываем ее край водой. Растягиваем краску. Дорабатываем линию более светлыми полупрозрачными оттенками, краской с добавлением белил и хорошо разбавленной водой.

Таким же образом рисуем все остальные линии, в том числе и светло-серого цвета.

4. Повторно работаем губкой с нанесённым на нее светлым цветом.

5. Просушка и лакировка. Покрываем поверхность несколькими слоями акрилового лака, сушим, выравниваем поверхность мелкозернистой наждачной бумагой. Повторяем операцию, постепенно разбавляя лак водой. Для эффектности советуем наносить не меньше 20 слоев акрилового глянцевого лака.

Имитация розового мрамора готова.

3. Пятна. Губку окунуть в воду и отжать. Набрать на нее Ультрамарин и пройтись по всей поверхности.

Повторить операцию с Синим кобальтом.

4. Прожилки. Тонкой круглой кистью нанести белилами искривленные линии и размыть их края водой пока краска не высохла.

5. Набрызг. На кисть или зубную щетку набрать белую краску, разведенную водой и разбрызгать по поверхности.

Также поступить с нанесением золотой краски.

6. Просушка и лакировка. Покрываем поверхность несколькими слоями акрилового лака, сушим, далее выравниваем поверхность мелкозернистой наждачной бумагой.

Повторяем операцию, постепенно разбавляя лак водой и снижая зернистость наждачной бумаги. Для эффектности советуем наносить не меньше 20 слоев акрилового глянцевого лака.

И завершаем процесс финишным лаком.

«Лазуритовая» поверхность завершена.

Имитация бирюзы по технике монотипия

Бирюза - поделочный и полудрагоценный камень, минерал популярный с древности и доныне. Создание фона для прожилок и природных пятен этого камня заслуживает особого внимания.

Цвета красок из палитры художественных красок «Акрил-Арт»: Бирюзовый , Кобальт синий , Белила ,