Новости города БезФормата.Ru
Санкт-Петербург
Главные новости
 
Задать вопрос?

Сапфиры на вырост

Вслед за Москвой, Петербургом и Ставрополем выращивать драгоценные сапфиры начали и в Набережных Челнах (Татарстан). ФОТО Егора АЛЕЕВА/ТАСС

Сапфиры получили признание у людей в древние времена, когда ими украшали короны императоров. Сегодня сапфиры используют не только в ювелирной отрасли. Они идеальны для создания деталей высокоточных приборов и механизмов, супермодных электронных гаджетов и элементов космических аппаратов. Правда, речь идет не о натуральных, а о синтетических минералах, которые выращивают, словно цветы. Чтобы своими глазами увидеть этот чудесный процесс, автор материала отправился в один из таких сапфировых «цветников», разбитый в московском государственном научно-производственном центре монокристаллов и кристаллографических исследований (ГНЦ ЦНИИТМАШ).

По заветам Степанова

В специально оборудованном цехе в ряд установлены герметичные камеры с пультами и глазками, через которые можно увидеть, как по 1 мм в минуту растут прозрачные монокристаллы. Здесь выращивают профилированные сапфиры усовершенствованным методом, разработанным профессором Степановым в Ленинграде еще в 1938 году в Институте химической физики под руководством Н. Н. Семенова (его преемником можно считать Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе). На данном сапфировом участке - круглосуточное производство, на 200 кг синтетических драгоценных камней ежемесячно. Выход годной продукции составляет свыше 80%, большинство которой уходит на экспорт.

«Уникальность и преимущество ленинградского метода в том, что сапфировые изделия растут в изначально заданном формате, - объяснил руководитель центра монокристаллов и кристаллографических исследований ЦНИИТМАШ Дмитрий Семенов. - То есть уже на стадии своего формирования кристалл принимает нужную форму стерженьков или трубочек круглой, овальной, треугольной форм сечения, лент и других более сложных форматов».

Это очень важный момент, ведь сапфиры не только сверхтвердый (тверже только алмазы), но одновременно и очень хрупкий материал. А это создает большие проблемы при его механической обработке. Во-первых, такая обработка обходится очень дорого, а во-вторых, велики потери в отходы дорогостоящего исходного монокристаллического материала. «Более того, некоторые сапфировые изделия, такие как трубки, вообще невозможно выполнить методами механической обработки», - уточнил Семенов.

Процесс выращивания сапфира происходит в тепловой зоне, где графитовый нагреватель расплавляет сырье до температуры 2050 оС. Туда помещается формообразователь, который и задает форму кристалла на стадии роста. А в основе этого сапфирового чуда лежит обыкновенная монокристаллическая окись алюминия. «Рассада» для получения конструкционных материалов - прессованные таблетки. Особенно чистое сырье, необходимое для получения кристаллов с оптической прозрачностью, поставляется из Китая. Россия похвастать такой продукцией пока не может.

Каменный урожай Приневья

Что касается площадок по производству синтетических сапфиров и оборудования для их роста, то нашей стране есть чем гордиться. Сейчас в России синтетическими сапфирами занимаются несколько предприятий. Самое известное из них не только в России, но и в мире - завод «Монокристалл» в Ставрополе. В отличие от московского сапфирового производства, которое специализируется на создании оптических и конструкционных материалов, ставропольский завод является лидером в производстве камней для светоизлучающих диодов и мобильной электроники. По последним данным, доля «Монокристалла» на мировом рынке синтетических сапфиров приближается к 50%. Сейчас едва ли не каждый второй в мире светодиод производится с использованием сапфировых компонентов этого предприятия.

Есть небольшой «сапфировый сад» и в Петербурге. Экспериментальный участок расположен на территории производителя электрических печей для выращивания монокристалла сапфира - компании «Апекс». Здесь обкатываются новые установки, совершенствуется технология выращивания монокристаллов по методу Киропулоса.

Этот метод в отличие от метода Степанова представляет собой выращивание сапфира из расплава на затравку. В результате получается монолитный брусок камня в виде так называемой були, которую потом раскраивают, нарезают на цилиндры и брикеты. Которые в свою очередь режут на пластины. Сейчас на петербургском предприятии выращивают кристаллы весом 60, 85 и 100 кг.

К слову, самый крупный в мире кристалл искусственного сапфира был выращен в конце 2016 года на ставропольском заводе «Монокристалл». Его вес составил 350 кг. Такой размер позволяет массово производить пластины сапфира большого диаметра. Чем больше кристалл, тем меньше расход электроэнергии, тем ниже себестоимость конечного продукта. Кроме того, есть прямая зависимость между размером кристалла и его качеством: чем он больше, тем четче кристаллическая решетка.

Лучший друг смартфона

Преимущества синтетического сапфира по достоинству оценили только тогда, когда на сцену прогресса вышла ее величество электроника. Эксперименты показали, что электронные устройства на сапфире работают лучше, чем на кремнии. Сапфир быстрее проводит тепло. Он идеален и для выпуска светодиодов, которые в 1990-х японцы запустили в промышленное производство.

Любопытно, что впервые искусственный сапфир прижился... в кнопочных сотовых телефонах. Затем светодиоды на основе сапфиров начали использовать для подсветки жидкокристаллических экранов. Сейчас синтетические сапфиры применяются во многих отраслях современной промышленности, включая автопром, авиацию и космос. Например, детали из сапфиров востребованы в современной светотехнике. В самых экономичных источниках массового освещения - натриевых лампах высокого давления - вместо керамических трубок теперь используют сапфировые, что повышает светоотдачу ламп на 10 - 30%.

Из рукотворного сапфира делают режущий инструмент: резцы для чистового и тонкого точения алюминиевых и медных сплавов, ножи для резки бумаги в промышленных плоттерах. Химическая стойкость позволяет использовать сапфировые тигли, мензурки и капилляры в «особо чистых» производствах.

В медицинской отрасли искусственные кристаллы не получили массового применения, но все еще впереди. Интерес врачей к синтетическим сапфирам вызван тем, что этот камень нейтрален по отношению к крови и тканям человеческого организма, что открывает огромные перспективы использования сапфиров в качестве имплантов в стоматологии, а также при изготовлении хирургического инструмента.

 

  • Алла Чередниченко
  • Глава Минфина РФ Антон Силуанов уверен, что страна может пойти по пути Норвегии, если выстроит бюджетную политику правильно.
    17.01.2018 Петербургский дневник
    Российская экономика в I квартале вырастет на 1,2% - Санкт-Петербург.руРост ВВП должны ускорить дорожающая нефть, операции на фондовом рынке и сделки с недвижимостью.
    17.01.2018 Санкт-Петербург.ру
    Годовая прибыль банка «Санкт-Петербург» выросла вдвое - Санкт-Петербург.руБанк «Санкт-Петербург» подвел предварительные итоги деятельности за 2017 год по Российским стандартам бухгалтерского учета (РСБУ).
    17.01.2018 Санкт-Петербург.ру
    Курс биткоина рухнул на четверть за сутки - Санкт-Петербург.руЦена криптовалюты за сутки обрушилась до 10,5 тыс. долларов. Курс биткоина упал на 25,1%, опустивших до 10,5 тыс.
    17.01.2018 Санкт-Петербург.ру
    Иллюстрация pixabay.com Нынешний год петербургская промышленность встретила с оптимизмом, подкрепленным ростом объемов производства более чем на 4%.
    17.01.2018 Санкт-Петербургские ведомости
    ФОТО Дмитрия СОКОЛОВА 12 января Банк России принял решение уменьшить уставный капитал публичного акционерного общества (ПАО) «Бинбанк» до 1 рубля.
    17.01.2018 Санкт-Петербургские ведомости
    Это не корпус строящейся летающей тарелки, а всего лишь видимая часть будущей гидротурбины.
    17.01.2018 Санкт-Петербургские ведомости
    ФОТО Альберта Пушкарева/ТАСС Во все времена город на Неве был богат на уникальных специалистов.
    17.01.2018 Санкт-Петербургские ведомости
    ФОТО Дмитрия СОКОЛОВА 12 января Банк России принял решение уменьшить уставный капитал публичного акционерного общества (ПАО) «Бинбанк» до 1 рубля.
    17.01.2018 Санкт-Петербургские ведомости
    Это не корпус строящейся летающей тарелки, а всего лишь видимая часть будущей гидротурбины.
    17.01.2018 Санкт-Петербургские ведомости
    С 19 по 22 января в рамках международной выставки одежды и аксессуаров Who’s Next пройдут Дни российской моды в Париже с участием 12 российских, в том числе 11 петербургских, дизайнеров.
    17.01.2018 Петербургский дневник
    Проценты оптимизма
    Иллюстрация pixabay.com Нынешний год петербургская промышленность встретила с оптимизмом, подкрепленным ростом объемов производства более чем на 4%.
    Санкт-Петербургские ведомости
    Заделы секретного прошлого
    ФОТО Альберта Пушкарева/ТАСС Во все времена город на Неве был богат на уникальных специалистов.
    Санкт-Петербургские ведомости
    Харчевня вместо банка
    Иллюстрация pixabay.com Ушедший 2017 год внес свои коррективы в жизнь главных торговых и туристических магистралей Петербурга.
    Санкт-Петербургские ведомости
    Сыск бежит за угонщиками, ФСБ догоняет - ФонтанкаОчередной виток борьбы с угонщиками завершился погоней контрразведки ФСБ за разведкой МВД.
    17.01.2018 Фонтанка
    В Петербурге задержан 54-летний школьный психолог по подозрению в педофилии - ГТРК Санкт-ПетербургСегодня полиция задержала 54-летнего школьного психолога по подозрению в педофилии.
    17.01.2018 ГТРК Санкт-Петербург
    Маршрутка попала в ДТП на севере Петербурга, реанимация на месте - Moika78.RuАвария с участием маршрутки произошла вечером 17 января на севере Петербурга.
    17.01.2018 Moika78.Ru
    Меня деловито убивали - Новая газета в СПб
    Меня деловито убивали
    Полгода назад дорожный рабочий из Петербурга 45-летний Владимир Иванютенко начал ходить на акции протеста.
    Новая газета в СПб
    Скриншот youtube.com/watch?time_continue=12&v=ot4K6Cdta_8. - Metro Петербург
    Видео с места жестокого убийства бизнесмена и его сына в Оренбурге появилось в Сети
    Алёна Гудеменко Мальчику было всего 7 лет Следователи  в Оренбурге рассматривают несколько версий убийства бизнесмена и его 7-летнего сына.
    Metro Петербург
    Бизнесмена и его 7-летнего сына убили в Оренбурге. Фото Василий Кузьмичёнок - Metro Петербург
    Бизнесмена и его 7-летнего сына жестоко убили в Оренбурге
    Алёна Гудеменко Жертвам было нанесено по 20 ударов ножом В Оренбурге бизнесмена и его 7-летнего сына обнаружили мёртвыми в салоне внедорожника.
    Metro Петербург
    Картину Рембрандта приняли за дешевку и чуть не продали за копейки - Moika78.RuУтерянное полотно голландского художника Рембрандта приняли за старую картину и выставили на продажу за 800 долларов.
    18.01.2018 Moika78.Ru
    В Эрмитаже в новые витрины переместили шедевры Леонардо да Винчи - ГТРК Санкт-ПетербургВ Эрмитажных залах переезд. В новые витрины переместили шедевры Леонардо да Винчи - "Мадонну Бенуа" и "Мадонну Литта".
    16.01.2018 ГТРК Санкт-Петербург
    Тульское отделение ИППО: история благотворительности продолжается - ИППОВ течение почти двух месяцев в Ясногорской районной библиотеке была развёрнута выставка «Сергей и Елизавета: история милосердия».
    17.01.2018 ИППО
    Владимир Жириновский, фотоархив. Фото Скриншоот instagram.com/zhirinovskiy/ - Metro Петербург
    Жириновский выступит в спектакле "Горе от ума"
    Сидоровская Наталья Спектакль с его участием пройдет один раз Владимир Жириновский, кандидат в президенты РФ, выступит в спектакле "Горе от ума", музыкальной версии комедии Александра Грибоедова,
    Metro Петербург
    Городская хроника 17 января 2018
    Иллюстрация Thomas LENNE/shutterstock.com Месяц без рогов Месяц работы электробусов с динамической зарядкой на первом в Петербурге регулярном маршруте (Приморский район) дал обнадеживающие результаты.
    Санкт-Петербургские ведомости
    Все оттенки дискомфорта
    Иллюстрация Shai Halud/shutterstock.com Антон Долин, кажется, - самый известный кинокритик России.
    Санкт-Петербургские ведомости
    Многообещающее начало - ВК ЛенинградкаВ дебюте встречи «Ленинградка» – «Заречье-Одинцово» команды обменялись несколькими эйсами, последний из которых в исполнении Петровой вывел на табло счет 4:3 в пользу «Ленинградки».
    18.01.2018 ВК Ленинградка
    Союз европейских футбольных ассоциаций (УЕФА) оштрафовал петербургский "Зенит" на 30 тысяч евро за поведение болельщиков во время матча 6-го тура группового этапа Лиги Европы против испанского "Реал Сосьедада".
    17.01.2018 Петербургский дневник
    Первое место занял футбольные клуб «Зенит» по итогам 2016 среди всех европейских клубов по размеру чистой прибыли.
    18.01.2018 Фонтанка
    В ультрамарафоне Across the Year побеждает тот, кто пробежит наибольшую дистанцию за 24, 48 и 72 часа или шесть дней. Фото Getty - Metro Петербург
    Марафонец спрятался в туалете и стал чемпионом
    Ольга Захарец Правда, это оказалось не по правилам Во время ультрамарафона Across the Year в Аризоне (США) разразился настоящий скандал.
    Metro Петербург
    Переговоры в Пханмунджоме стали первым межкорейским саммитом на высшем уровне за два года. Фото AFP - Metro Петербург
    Спортсмены из КНДР и Южной Кореи пройдут под одним флагом на Олимпиаде
    Виктор Олейник Страны также договорились о создании единой команды Пхеньян и Сеул впервые за 12 лет договорились выйти на церемонию открытия Олимпиады под одним флагом.
    Metro Петербург
    РФС выбрал эволюцию
    ФОТО Артема КОРОТАЕВА/ТАСС В конце декабря Виталий Мутко покинул сразу два важных поста - президента Российского футбольного союза и председателя оргкомитета ЧМ-2018.
    Санкт-Петербургские ведомости
    Крещение в Петербурге, 2017 год. Фото Святослав Акимов, "Metro" - Metro ПетербургАнна Лутченкова Возле купелей будут дежурить спасатели В эту пятницу, 19 января, православные отметят один из 12 главных праздников - Крещение Господне.
    17.01.2018 Metro Петербург
    Ленобласть монополизировала прорыв блокады Ленинграда - Moika78.RuЮбилейная дата - 75-летие прорыва блокады Ленинграда - подозрительно скромно готовится в Петербурге и с помпой будет отмечена в Ленобласти.
    17.01.2018 Moika78.Ru
    Глеб Грозовский, фото во время судебного заседания. Фото Фото Алена Бобрович., "Metro" - Metro ПетербургАлена Бобрович Священник вину не признал Суд признал Глеба Грозовского виновным и приговорил к 14 годам лишения свободы за педофилию.
    17.01.2018 Metro Петербург
    За незаконное использование герба и флага Петербурга штраф увеличат в 100 раз - ГТРК Санкт-ПетербургВ 100 раз увеличится штраф за незаконное использование официальных символов Петербурга.
    17.01.2018 ГТРК Санкт-Петербург
    ФОТО Петра КОВАЛЕВА/ИНТЕРПРЕСС «Станция закрыта по техническим причинам» - такие объявления в петербургском метро стали одной из главных особенностей минувшего года.
    17.01.2018 Санкт-Петербургские ведомости