Ситаллы сита́ллы

стеклокристаллические материалы, состоящие из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределённых в стекловидной фазе. Высокая прочность, твёрдость, химическая и термическая стойкость, низкий температурный коэффициент расширения. Различают технические ситаллы (изготовляемые на основе искусственных композиций из различных химических соединений - оксидов, солей), петроситаллы (из горных пород - базальтов, диабазов и др.) и шлакоситаллы (из металлургических или топливных шлаков). Изделия из ситалла (панели, трубы, электроизоляторы и др.) получают методом стекольной или керамической технологии. Ситаллы применяют также для герметизации электровакуумных приборов, в оптике и т. д.

СИТАЛЛЫ

СИТА́ЛЛЫ (от «стекло и кристаллы»), стеклокристаллические (микрокристаллические) материалы, состоящие из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе. Главная особенность ситаллов - тонкозернистая равномерная стеклокристаллическая структура. От неорганических стекол (см. СТЕКЛО НЕОРГАНИЧЕСКОЕ) они отличаются кристаллическим строением, а от керамических материалов (см. КЕРАМИКА) – более зернистой и однородной микрокристаллической структурой. Получают путем направленной (катализированной) кристаллизации стекол специальных составов, протекающей в объеме заранее отформованного изделия. Различают технические ситаллы (изготовляемые на основе искусственных композиций из различных химических соединений - оксидов, солей), петроситаллы (из горных пород - базальтов, диабазов и др.) и шлакоситаллы (из металлургических или топливных шлаков).
Свойства
В отличие от обычных стекол, свойства которых определяются в основном их химическим составом, для ситаллов решающее значение имеют структура и фазовый состав. Причина ценных свойств ситаллов заключается в их исключительной мелкозернистости, почти идеальной поликристаллической структуре, что обусловливает сочетание высокой твердости и механической прочности с отличными электроизоляционными свойствами, высокой температурой размягчения, хорошей термической и химической стойкостью. Свойства ситаллов изотропны. В них совершенно отсутствует вязкая пористость. Усадка материала при его переработке незначительна. Большая абразивная стойкость делает их малочувствительными к поверхностным дефектам. Плотность ситаллов лежит в пределах 2400-2950 кг/м 3 , прочность при изгибе – 70-350 МПа, временное сопротивление – 112-161 МПа, сопротивление сжатию – 7000-2000 МПа. Модуль упругости 84 – 141Гпа. Прочность ситаллов зависит от температуры. Твердость их близка к твердости закаленной стали (V - 7000-10500 МПа). Они весьма износостойки (f тр = 0,07-0,19). Коэффициент линейного расширения лежит в пределах (7– 300)10 -7 с -1 . Ситаллы с маленьким коэффициентом линейного расширения весьма нагревостойки. По теплопроводности ситаллы в результате повышенной плотности превосходят стекла. Термостойкость высокая в интервале температур 50 -9000­°С. Термическая устойчивость ситаллов обеспечивается очень небольшими, а иногда и отрицательными (от -7 . 10 -7 до +3 . 10 -7) коэффициентами термического расширения. Удельное объемное сопротивление 10 8 -10 12 Ом.м, электрическая прочность 25-75 МВ/м, тангенс угла диэлектрических потерь при 10 6 Гц (10-800).10 -4 . Многие ситаллы обладают высокой химической стойкостью к действию сильных кислот (кроме плавкиковой) и щелочей.
Оптическое кварцевое стекло (см. КВАРЦЕВОЕ СТЕКЛО) может быть заменено прозрачными ситаллами, которые имеют перед ним то преимущество, что в силу малых коэффициентов теплового расширения они нечувствительны к тепловым ударам. Прозрачность связана с размером кристаллов, меньшим длины полуволны видимого света и близостью показателей их преломления к стекловидной фазе.
История получения
Впервые поликристаллическое «фарфоровое» изделие, способное без деформаций выдерживать высокие температуры, получил при кристаллизации стекла французский химик Р. Реомюр (см. РЕОМЮР Рене Антуан) в 1739. Вновь эта идея возродилась лишь в конце 20-х гг. ХХ века, когда в ряде стран были созданы стеклокристаллические материалы с ценными техническими свойствами. В СССР наиболее интенсивно исследования в этой области проводились в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева. В конце 1950-х гг. в США был открыт способ стимулирования процесса кристаллизации стекла с целью получения новых ценных материалов из «расстеклованной массы». С этого времени процесс кристаллизации стекла, известный как самопроизвольный (или спонтанный) и приносивший большие потери на производстве, стало возможно контролировать. Первое официальное сообщение о создании новой отрасли по превращению стекла в тонкокристаллическую «стеклокерамику» было сделано в США в 1957. Новый материал, названный «пирокерам», представлял собой кристаллический материал, полученный из незакристаллизованного стекла. В ходе первых работ по стеклокристаллическим материалам многие исследователи давали им свои названия. Были выпущены модификации «пирокерама» под названиями «пирофлам», «центура», «фотокерам» и др. В Англии использовались названия «пиросил», «слагцерам». В Польше в зависимости от технологии изготовления - «силитал», «квазикерам», «шлаковый квазикерам». В СССР подобные силикатные поликристаллические материалы получили названия «ситаллы» или «шлакоситаллы». Помимо общности технологий производства, эти материалы объединяло еще и особое сочетание стеклообразной и кристаллической фаз, а также химическая кремнекислородная природа.
С 1960-х гг., когда начались интенсивные поиски наиболее рациональных способов изготовления нового материала, ситаллы стали широко использовать в промышленных масштабах.
Разновидности
Стеклокристаллические материалы разделяют на ряд видов, важнейшими из которых являются ситаллы, получаемые из технически чистых материалов, и шлакоситаллы, получаемые на основе дешевого сырья -металлургических шлаков. Технология шлакоситалла была разработана в Советском Союзе. В основе всех работ в этом направлении лежат исследования профессора И. И. Китайгородского (см. КИТАЙГОРОДСКИЙ Исаак Ильич) , впервые введшего в обиход само слово «ситалл» и разработавшего концепцию использования отходов различных производств, включая доменные шлаки, для получения нового вида материала из стекла. Первые шлакоситаллы в зависимости от чистоты шлакового сырья и его состава получались серых, коричневых, зеленовато-бурых тонов. Их применяли в основном в технике и строительстве (например, в виде листов и плиток для настила полов в химических цехах, гражданских сооружениях). Чтобы получить из них декоративные материалы, необходимо было расширить цветовую гамму. Любые цветные материалы можно создать на основе белого с использованием красителей. Выпуск белой разновидности шлакоситаллов был налажен в 1970. Панели и плиты из этого материала с цветовыми добавками стали применять при облицовке фасадов.
Получение
Технология получения ситаллов состоит из нескольких операций. Сначала получают изделия из стекломассы теми же способами, что и обычные стекла. Затем его подвергают чаще всего двухступенчатой термической обработке при температурах 500-700°С и 900-1100°С. На первой ступени происходит образование зародышей кристаллизации, на второй – развитие кристаллических фаз. Для обеспечения равномерной тонкокристаллической кристаллизации по всему объему были разработаны два подхода: гомогенное и гетерогенное ядрообразование. Если образование центров кристаллизации при зарождении новой фазы вещества внутри другой его фазы происходит в отсутствие посторонних частиц, то такой процесс определяется как гомогенная кристаллизация. В противном случае - это катализированная или гетерогенная кристаллизация. При помощи гомогенной кристаллизации получают рубиновые, опаловые и некоторые светочувствительные стекла, а по второй технологии - стеклокристаллические материалы. Содержание кристаллических фаз к окончанию технологического процесса достигает порядка 95%, размеры оптимально развитых кристаллов составляют 0,05-1 мкм. Изменение размеров при кристаллизации не превышает 1-2%.
Суммарные свойства стеклокерамики зависят от свойств и количественного содержания составляющих его частей - стеклообразной фазы и кристаллов, погруженных в стеклянную матрицу. В основе всех технологий получения стеклокристаллических материалов лежал метод направленной (катализированной) кристаллизации стекла.
Технические ситаллы получают на основе искусственных шихт тех частей силикатных систем, в которых кристаллизуются фазы, обладающие заданными свойствами. Для термостойких ситаллов такими фазами являются кордиерит (см. КОРДИЕРИТ) , сподумен (см. СПОДУМЕН) LiAlSi 2 O 6 , эвкриптит LiAlSiO 4 ; для высокопрочных - шпинель (см. ШПИНЕЛЬ (минерал)) , для диэлектриков - кордиерит, диопсид (см. ДИОПСИД) , волластонит (см. ВОЛЛАСТОНИТ) и т.д. Такие свойства как плотность, коэффициент термического расширения, теплопроводность, модуль упругости и диэлектрическая проницаемость зависят от свойств фаз и аддитивно меняются с изменением содержания этих фаз. На фазовый состав ситаллов влияют малые (до 1,5%) добавки модификаторов (Na, K, Ca, Ba и др.), стеклообразователей (В, Р и др.) и окислов промежуточного типа, введение которых не меняет состав основных фаз, но заметно увеличивает или снижает их содержание.
В качестве катализаторов и центров кристаллизации, обуславливающих выделение в материале при последующей термообработке огромного числа центров кристаллизации и создающих тем самым условия для образования тонкокристаллической структуры материала, используют катализаторы двух видов. К первому относятся металлические Au, Ag, Cu, Pt, Pd в количествах от сотых до десятых долей %. При варке они растворяются в стекломассе, а при дальнейшей термической обработке выделяются в виде микрокристаллов, вокруг которых формируется конечная структура ситалла. Второй вид катализаторов - оксиды и соли различных металлов: TiO 2 , P 2 O 5 , Cr 2 O 3 , ZrO 2 , ZnO; фторидные Na 3 AlF 6 , Na 2 SiF 6 , CaF 2 и др. (обязательно совместно с Al 2 O 3), сера или сульфаты с добавкой кокса, сульфиды. С такими катализаторами стекла не получались однородными, а разделялись на различные по составу фазы. Одна из них образовывала в стекле капли, равномерно распределенные в другой фазе. В состав фотоситаллов вводят в качестве светочувствительных добавок Au, Ag, Cu в сочетании с сенсибилизаторами. Применение элементов платиновой группы (Pt, Re, Pd, Os, Ir) не требует присутствия сенсибилизаторов. Меняя режим термообработки, можно регулировать размеры и состав выделяющихся кристаллов и соответственно свойства материалов. Все стеклокристаллические материалы состоят из стекла и мелких (не более 1-2 мкм) равномерно распределенных кристаллов, причем содержание кристаллической фазы в зависимости от технологии получения колебались от 30-50 до 90% и более.
С целью удешевления производства и комплексного использования сырья для изготовления ситаллов привлечены: доменный шлак вместе с кварцевым песком - для получения шлакоситаллов; магматические горные породы основного состава (базальты (см. БАЗАЛЬТ) , габбро (см. ГАББРО) , траппы (см. ТРАППЫ) ), метаморфические породы (тремолитовые и тальковые сланцы), осадочные породы (лессовые суглинки, известковая глина), нефелиновый концентрат - для получения петроситаллов.
Для получения фотоситаллов изделия после отжига облучают ультрафиолетовыми, рентгеновскими или гамма-лучами. Проявление скрытого изображения происходит при нагревании стекол в интервале между температурой размягчения и отжига в течение 8 - 60 мин. Если облучать не всю поверхность изделия, а лишь определенные участки фотоситалла, то можно вызвать локальную кристаллизацию в заданном объеме. В ситаллах, изготовленных из светочувствительных стекол, получают непрозрачные белые или цветные трехмерные изображения. Различная растворимость кристаллической и прозрачной стекловидной фаз открывает возможности получения выпуклого изображения и производства из фотоситаллов технических изделий с сеткой прецизионно выполненных отверстий любого сечения. Закристаллизованные участки значительно легче растворяются в плавиковой кислоте, чем примыкающие к ним стеклообразные области.
Жаропрочность, электропроводность, механическая прочность зависят не только от свойств фаз, но в большей степени от структуры и потому не являются аддитивными. Плотная микростуктура обеспечивает высокую твердость и сопротивление абразивному износу. Повышение степени закристаллизованности увеличивает модуль упругости. Улучшению механических, термических, электроизоляционных свойQҠматериала и химической стойкости способствует низкое содержание стекловидной фазы. Контроль фазового состава и структуры в связи с тонкозернистостью ситаллов осуществляется в основном методами рентгенофазового анализа и электронной микроскопии.
Применение
Так как синтез ситаллов может быть осуществлен с учетом заранее заданных требований, ситаллы могут отличаться каким-либо одним главным свойством, например, механической или термической прочностью, химической устойчивостью, износостойкостью, прозрачностью и др., или обладать комплексом необходимых свойств. Это предопределило широкий спектр использования этих кристаллических материалов.
Высокие эксплуатационные характеристики ситалловых изделий (прочность и износостойкость, химическая стойкость, способность выдерживать высокие температурные перепады) обеспечивают этому классу материалов возможность широкого применения в строительстве в качестве облицовочного материала, элементов слоистых панелей в конструкциях промышленных зданий. Шлакоситалл хорошо зарекомендовал себя в качестве материала для настила полов промышленных и гражданских зданий, для облицовки наружных и внутренних стен, для футеровки (см. ФУТЕРОВКА) строительных конструкций, подверженных химическим воздействиям и абразивному износу. Для расширения цветовой гаммы шлакоситалла его поверхность можно декорировать силикатными эмалями.
Ситалл обладает высокой прочностью, твердостью, химической и термической стойкость, низким температурным коэффициент расширения, поэтому на предприятиях химической, коксохимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности используют изделия из ситалла (панели, трубы, электроизоляторы и др.). Их получают методом стекольной или керамической технологии. Ситаллы применяют также для герметизации электровакуумных приборов, в оптике и т. д.
Фотоситаллы находят широкое применение в микроэлектронике, ракетной технике, космосе, оптике, полиграфии и бытовых приборах: из фотоситалла изготавливают перфорированные диски, применяемые в катодно-лучевых трубках и т.д.
Очень большое распространение в химическом машиностроении получили стеклокристаллические покрытия, наносимые на поверхность различных металлов для защиты их от коррозии, окисления и износа при обычных и повышенных температурах. Все шире области применения ситаллов в электронной промышленности. Их используют в качестве диэлектрической изоляции микросхем и межслойной изоляции печатных схем на керамических и других подложках. Ситаллы на основе горных пород (перлита и доломита) рекомендуются для изготовления высоковольтных стержневых и штыревых электроизоляторов.
В быту из ситаллов изготавливают жаропрочную хозяйственную посуду - кастрюли, жаровни, сотейники.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "ситаллы" в других словарях:

Ситаллы - – материалы, получаемые в результате объёмной кристаллизации стекла или шлака. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Ситаллы – стеклокристаллические материалы, неорганические материалы,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Стеклокристаллические материалы, состоящие из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе. Высокая прочность, твердость, химическая и термическая стойкость, низкий температурный коэффициент расширения.… … Большой Энциклопедический словарь

ситаллы - Материалы, получаемые в результате объёмной кристаллизации стекла или шлака [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные материалы прочие EN glass ceramicssitall DE Sitall FR sital … Справочник технического переводчика

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

Ситаллы Энциклопедический словарь по металлургии

СИТАЛЛЫ - закристаллизованные стекла стеклокристаллические материалы, получаемые при введении в расплавленное стекло затравки (катализаторов). Изменяя состав стекла или катализатора и режим термической обработки, получают ситаллы с определенными свойствами … Металлургический словарь

Стеклокристаллические материалы, неорганические материалы, получаемые в результате объёмной кристаллизации стекол (См. Стекло) и состоящие из одной или несколько кристаллических фаз, равномерно распределённых в стекловидной фазе. Подбором … Большая советская энциклопедия

- (стеклокристаллич. материалы), неорг. материалы, получаемые направленной кристаллизацией разл. стекол при их термич. обработке. Состоят из одной или нескольких кристаллич. фаз. В С. мелкодисперсные кристаллы (до 2000 нм) равномерно распределены в … Химическая энциклопедия, Зверев Виктор Алексеевич, Кривопустова Екатерина Всеволодовна, Точилина Татьяна Вячеславовна. Понятие "оптические материалы" охватывает сегодня огромное множество оптических сред, различающихся не только показателем преломления и коэффициентом дисперсии, но и прозрачностью для… Купить за 1655 грн (только Украина)

Самопроизвольная кристаллизация стекла – процесс, как известно, нежелательный, ведь после кристаллизации изделие теряет внешнюю привлекательность, прочность и вообще может разрушиться. Другое дело – управляемая поликристаллизация , то есть образование в аморфном стеклянном массиве множества мелких кристалликов. Именно поликристаллизация лежит в основе высоких потребительских свойств керамики и .

История создания ситалла

Первые успешные попытки насытить аморфное стекло кристаллами относятся к 1739-му году. Рене Реомюр, академик Парижской и Петербуржской академия наук, пытался изобрести жаростойкое стекло – и получил материал, внешне схожий с фарфором.

Молочно-белая непрозрачность реомюровского «фарфора» обуславливалась размерами микрокристаллов, насыщавших стекольную массу. Изобретение показалось бесполезным, и о нем забыли.

Более чем через два столетия опыты по варке стеклокерамической массы возобновились – уже в Америке. Промышленный шпионаж, считавшийся в середине ХХ века двигателем прогресса, разнес идеи производства нового материала по миру.

Оказалось, не так сложна технология, как попытка дать стеклокристаллическому веществу звучное имя. В США пытались внедрить название «пирокерам». Поляки придумали «квазикерам». Англичане решили соригинальничать и предложили миру слово «слагцерам».

И тогда все прогрессивное человечество обратило взоры в сторону России, ибо в области словотворчества тогдашний СССР опережал всякое государство планеты. Физик, крупный специалист по стеклу, лауреат Сталинских премий профессор Исаак Китайгородский предложил звать новый стекломатериал ситаллом. Слово «ситалл» сотрудники лаборатории Китайгородского составили из «кристалла» и «стекла».

Название прижилось. Ситалл отправился завоевывать рынок.

Чем силен ситалл?

Первые ситаллы вряд ли могли порадовать эстетов. Если размеры микрокристалликов в стеклянном массиве превышали длину полуволны света, материал получался серовато-молочным (как у Реомюра). Прозрачные разновидности ситалла мало отличались от низкосортного стекла, были мутными и слабоокрашенными (в тона болотной жижи).

Однако выдающиеся физические свойства ситалла предопределили его успех. По прочности, износоустойчивости, термостойкости ситалл намного превосходит аморфное стекло. По твердости ситалл соперничает с лучшими сортами стали. Материал безупречно работает как электроизолятор.

Но самое важное – с точки зрения геммологии – свойство ситалла открылось позднее, через два десятилетия производства нового материала. Оказалось, что ситаллу можно сообщить высокие оптические свойства и заменить им менее прочное кварцевое стекло.

Прозрачность ситалла, достаточная для изготовления линз, достигается синтезированием в стекле кристаллов особо малого размера. Свет беспрепятственно огибает такие кристаллики и, проходя через кристаллическую решетку, преломляется точно так же, как и в аморфной стеклянной массе.

От ситалла оптического до ситалла ювелирного качества оставался всего один шаг. Но растянулся он на долгие годы...

Цвет ситалла

Первые ситаллы – из тех, что Китайгородский получил еще до войны – отличались крайней невзрачностью. Поскольку в качестве исходного сырья использовались отходы металлургического производства, шлакоситаллы выходили из лабораторий окрашенными окисями металлов в серо-бурые с прозеленью цвета.

Война помешала совершенствованию технологий, да и строители не особо протестовали против непонятного цвета плит, шедших на облицовку полов в цехах и коридорах. Лишь в 1970-м году были получены первые партии ситалла красивой молочно-белой окраски. Добавления пигментов позволили добиться известного разнообразия в колорите производимой продукции.

Однако ювелирная промышленность подобным материалом заинтересоваться не могла. А вот стеклокристаллическая масса, способная выдерживать высокие термодинамические нагрузки и пригодная к изготовлению рубинового стекла для звезд московского Кремля – ювелирам пригодилась...

Трудности и победы

Как известно, некоторые металлы, будучи добавленными в стеклянную шихту в минимальных количествах (до полупроцента), растворяются в кремнеземе при варке стекла, а при остывании – кристаллизуются. Меняя светопропускные способности стекла, металлы оцвечивают материал, не снижая его прозрачности.

Однако ситалл – это смесь кристаллической и аморфной фаз стекла , причем в пропорциях явного преобладания кристаллов (90% и выше). Невозможно даже подумать, чтобы кристаллы металлов, введенные в стекло в столь больших количествах, сохранили материалу прозрачность.

Парадокс решился не без труда. Многочисленные эксперименты с дозированием металлических добавок и режимами термообработки стекла позволили создать технологию катализа кристаллизации кремнезема.

При варке прозрачного окрашенного ситалла металлы добавляются в шихту, и после образуют мельчайшие – до двух миллионных долей метра размером – кристаллы. При термообработке каждый из кристаллов металла становится центром формировании кристаллической фазы кремнезема, причем область кристаллизации имеет округлую каплевидную форму.

Фактически отливка ситалла превращается в массив кристаллических микросфер SiO2 с металлическими затравочными центрами, скрепленных цементом аморфного стекла. Именно этот материал и идет на изготовление ситалловых ювелирных вставок.

Следуя вербальной моде, ювелиры зовут ситалловые вставки «наносинтетикой». Стоимость наносинтетики в изделиях достигает уровня в пять долларов за карат.

Применение цветных прозрачных ситаллов

Помимо ювелирной отрасли, с энтузиазмом принявшейся гранить и оправлять кусочки кристаллизованного стекла, новым материалом заинтересовались и оптики, и электронщики, и создатели космической техники.

Сегодня ученые умеют не только зонировать окраску ситалла, но и формировать внутри кристаллизованного стекла точно очерченные участки с заданными оптическими свойствами. Таким способом изготавливаются сложные светофильтры, решетки, зеркала и прочие оптические элементы конструкций.

Созданы ситаллы, меняющие свои светопропускные характеристики в зависимости от интенсивности электромагнитных потоков. Возобладает ли наносинтетика александритовым эффектом? Скоро увидим!

Время высоких технологий и невероятных научных достижений мало кого оставляет раздосадованным, даря миру уникальные гаджеты и революционные новинки электроники. Однако, когда дело касается ювелирных украшений, то взглянуть под совершенно иным углом на привычные вещи людям бывает непросто. Давайте вместе развеем иллюзии относительно самой провокационной вставки современности — наноситала .

Вставки нового поколения

Наноситал, или ситалл, — это уникальный материал, состоящий из главных компонентов натуральных ювелирных камней — SiO2 и Al2O3, с той лишь разницей, что синтезирован он в лабораторных условиях. Таким образом учёные творят настоящие чудеса, складывая своими руками различные комбинации из этих оксидов! Получается своеобразный ювелирный «пазл», повторяющий натуральные минералы по всем химико-физическим параметрам.

По своим свойствам ситалл наиболее близок к природному топазу. Кристальная прозрачность и широкий спектр возможных цветов дают беспрецедентную возможность воссоздавать практически все цветные полудрагоценные и даже драгоценные камни.

Отдельно стоит отметить оптические показатели ситалла. В отличие от других неприродных вставок, блеск и цвет ситалла безупречен даже в крупных образцах.

Лучший из лучших

Если вы действительно хорошо разбираетесь в ювелирных камнях, вы никогда не позволите себе назвать ситалл «стекляшкой». В отличие от стекла ситалл обладает исключительными свойствами:

Непревзойдённый блеск и чистота, тогда как стекло со временем теряет свой первоначальный вид, перестаёт преломлять солнечные лучи, становится мутным, затёртым и крайне неэстетичным.

Широкая палитра цветов.

Высокая твёрдость, плотность и износостойкость, в то время как стекло имеет крайне низкую твёрдость по шкале Мооса. При частой носке стекла это выливается в деформацию огранки: округление углов, царапины и снижение оптических свойств.

Приемлемая цена.

Ситалл объединяет в себе всё лучшее, что есть в натуральных вставках и нивелирует минусы некачественных аналогов природных камней.

В тренде

Что же касается вопроса стиля, то и здесь ситалл остаётся на высоте.

Благодаря огромному спектру возможных цветов, эти камни очень легко подобрать абсолютно к любой одежде — от незатейливых повседневных нарядов до самых торжественных. Также ситаллы можно смело надевать и в офис. Например, идеально подойдут такие оттенки, которые повторяют тона непрозрачных камней, таких как кахолонг, розовый кварц, опал, агат, бирюза и другие.

Камни, которые украшали одежду и ювелирные украшения считались предметом роскоши. Но к сожалению, они были доступны только для богатых людей.

Красивыми и дорогими вещами хотели обладать и люди со средним достатком. И воплотить это в реальность можно было, только воспользовавшись искусственными аналогами драгоценных камней.

В настоящее время самыми распространенными образцами искусственно полученных камней для создания ювелирных украшений необыкновенной красоты являются ситалл и наноситалл . Подробная статья об , здесь.

Название ситалла говорит о соединении двух металлов — это кремний и алюминий. Если быть точным, то это алюмосиликатное стекло. В природе встречается настоящий его аналог — .

Изобретен он был в России и по сравнению со всеми остальными искусственно выращенными кристаллами, он самый распространенный и имеет очень много преимуществ. Он без цвета и очень сильно похож на бриллиант. Но у него есть виды, которые могут имитировать изумруд, топаз и их не отличить от оригинала.

Следующий — это наноситал . Он является также искусственно полученным образцом, у него встречается достаточно разная степень прозрачности. Его изготавливают способом кристаллизации стекла и требуемым химическим составом.

Его относят к стеклокристаллическим материалам. Производится он также в России. И отечественные ученые используются для получения два оксида SiO2, Al2O3, как правило, это основные составляющие в искусственных драгоценных камнях.

У камня может быть любой цвет и размер. Что касается цены, то украшения и различные вещи с такими камнями будут стоить на порядок ниже их оригиналов. Также немаловажно то, что в наноситалле нет вредных веществ для человека, поэтому его можно носить, не пугаясь за здоровье.

В последнее время их очень часто стали использовать в ювелирном деле. Появление данных кристаллов развило конкуренцию, которая стала собственно главным двигателем.

Драгоценные камни привлекают очень много клиентов, которые желают купить красивую вещь, но, как правило, она очень дорогая и не всегда по карману. Поэтому появление таких камней является, по сути дела, необходимым.

История создания ситалла

Наука никогда не стоит на месте, постоянно ищет какие – то новые способы или методы получения чего либо. Итак, когда-то в далеком 1739 году Рене Реомюр впервые пытался получить стекло, которые будет выдерживать большие температурные нагрузки. Это были первые попытки насытить аморфное стекло.

Рене был академиком из Парижской и Петербуржской академии наук. Тогда он получил новый материал, который имел схожесть с фарфором. Его стекло было не прозрачным, но это было за счет размера кристаллов, но, к сожалению, его изобретение не восприняли, и оно осталось, ни кому ненужным.

И только спустя целых два столетия, появился интерес к варке стеклу и исследования были возобновлены, но уже в Америке. Тогда, в 20 веке, многие промышляли шпионажем в сфере промышленности и новость о новой разработки материала мгновенно разлетелась по всему миру.

Но технология ситаллов оказалась вовсе не сложной, а вот придумать ему соответствующее название оказалось сложнее. Итак, американцы придумали название «пирокерам», а Польше же этот материал называли «квазикером», а в Англии назвали «слагцерами».

Но на этом дискуссии не закончились, и весь мир обратился к России. Знаменитый физик, специалист по стеклу, он был лауреатом Сталинских премий, Исаак Китайгородский предложил назвать новый материал ситалл.

Физические свойства

Несмотря на то, что ситалл очень похож на стекло у него есть свойства, которыми он от него отличается. Его формула схожа с горным хрусталем. Из него и получают кварцевое стекло.

Давайте рассмотрим имеющиеся свойства:

1. Первое свойство — это твердость . Ее измеряют с помощью шкалы Мооса и это значение составляет 8 баллов. Этот параметр на 1 балл меньше, чем у .
2. Второе свойство — это пористость. И это значение равно нулю.
3. Следующее свойство — плотность. Ситалл по плотности 2400-2950 кг/м 3 . Поэтому данный материал обладает очень хорошей теплопроводностью.
4. Структура у него тонкозернистая , поэтому обладает прекрасными электроизоляционными свойствами.
5. Температура плавления равна 1030 о С , но бывает и выше. Это зависит от разновидности камня, но вот ниже этого значения не бывает. Термостойкость повышают за счет добавления в состав ситалла лития и алюминия.
6. Также камень устойчив к химической обработке .
7. Также материал очень прозрачный , что, несомненно, является положительным свойством. Причем зависит она от размера кристаллов.

Все эти свойства обусловлены использованными компонентами для получения. Основой служит шихта, то есть определенная смесь материалов.

Она содержит в себе один или несколько ядрообразующих веществ. И они получали название нуклеаторы. Они увеличивают число центральных элементов для кристаллизации. В итоге в 1 мм 3 есть множество таких образований.

Процесс получения:

1. Сначала необходимо расплавить шихту. Это процесс делится на 2 этапа. Сначала формируются центры кристаллизации, затем температура доводится до такого значения, когда происходит рост агрегатов.
2. Следующим этапом необходимо выработать массу. Это процесс заключается в отливке предметов. Отлив изделий заключается в использовании определенных форм.
3. На последнем же этапе охлаждают массу.

Ювелирные ситаллы

Ситалл был изобретен еще в 70 годах прошлого столетия, но вот использовать в ювелирном искусстве его стали только сейчас. И все дело было в том, что для создания использовали отходы металлургии. Но это давало камню очень мрачные и неприглядные цвета, которые не всегда можно было использовать в украшениях.

Но среди них были такие оттенки:

• серый;
• зеленый;
• бурый.

И где-то примерно до 1970 года его использовали, чтобы производить плитку для облицовки. Позже же появились минералы бежевого цвета, которые уже более подходили для ювелирного дела.

Но ученые на этом не останавливались и разработки велись постоянно, добавлялись разные пигменты. Благодаря этому на сегодняшний день существует очень много различных оттенков и цветов этого камня.

Сегодня же ювелиры используют ситалл как драгоценный камень. Его используют в создании украшений, для инкрустирования различных предметов. Любое изделие из ситалла засверкает ярче, если правильно подобрать камень.

Среди украшений с ситаллом можно встретить:

• кольца, перстни (причем они могут быть как массивными, так и очень миниатюрными);
• подвески;
• броши;
• браслеты;
• запонки;
• серьги с ситаллом; Предлагаем вашему вниманию статью о , здесь.
• ожерелья.

Все эти украшения выглядят очень достойно с этим камнем, причем цена намного дешевле, чем у изделий с бриллиантами, алмазами и любыми другими настоящими драгоценными камнями.

Цвет ситалла

Самые первые камни, которые были еще получены до войны, были очень невзрачными и некрасивыми. Но их пытались окрашивать с помощью окисей металлов в бурые цвета с прозеленью. Но потом началась война, и было не до этого, только уже намного позже появились первые образцы камня молочной окраски.

Но на этом ювелирная промышленность не остановилась и стала пробовать дальше, таким образом, появились яркие оттенки, которые прекрасно смотрятся в ювелирных украшениях.

Среди цветов, которые встречаются в этих камнях, есть и красные, и розовые, и голубые, зеленые, фиолетовые. И все они изумительные, к тому же они очень похожи на аналоги настоящих камней.

Подробнее о , читайте здесь.

Преимущества камня

У камней такого рода очень много плюсов, которые просто заставляют их использовать все чаще и чаще.

Давайте же их рассмотрим:

• Они обладают прекрасной устойчивостью к термически ударам;
• Огромная палитра цветов, возможно, подобрать любой цвет;
• Данные камни очень прочные, твердые, плотные, износостойкие;
• Конечно же, очень привлекательная цена по сравнению с их аналогами драгоценных камней.

Также эти камни новые и, конечно, у многих просто неподдельный интерес к ним. Потому что среди них такое огромное разнообразие по цветовой гамме, да еще и по привлекательной цене, что также немаловажно.

Применение ситалла

Появление новых синтетических камней, конечно, влечет за собой следующий вопрос, а где же они используются.

Итак, ситалл используется в таких сферах:

• Применяются они во многих отраслях промышленности , к примеру, машиностроительная отрасль. Здесь камни используют, чтобы наносить покрытие на детали из металла. Это способствует исключению появления коррозии, а также дает изделию блеск.
• Следующая отрасль, где используются камни — это нефтеперерабатывающая. Здесь их используют для создания ситалловых труб. Эти трубы имеют хорошую термическую и механическую износостойкость, прочность, надежность, которая просто необходима в данной отрасли.
• Ситалл используется и в быту , для создания кастрюль, сковородок.
• В авиационном строительстве используют стеклокерамику на их основе для ракетных обтекателей.
• Также ситалл используют в микросхемах . Здесь они уже играют роль диэлектрической изоляции.
• Их используют и в стоматологии. Так как ситаллы имеют хорошую прочность, износостойкость, прекрасным составом и структурой, поэтому они являются незаменимыми в изготовлении коронок для зубов. Сейчас уже известны и используются 4 ситалла:
  1. «Сикор» его используют для выполнения индивидуальных коронок. «Сикор» был получен с помощью кристаллизации альбит — диопсид. По сравнению с фарфоровыми массами, они имеют ряд преимуществ: наличие опакового слоя, который дает гарантию, что трещин при спекании не будет, для него нужен особый обжиг, также обладает большим диапазоном рабочей температуры.
  2. «Симет» для протезов из металлокерамики. Что касается «Симет» то им выполняют облицовку каркасов цельнолитых протезов. Для них используется материал — стекло лейцит-альбитового состава. Из него вполне возможно сделать индивидуальные протезы. К тому же этот вид нейтральный и с химической, и с биологической точки зрения. Он не вызывает аллергию у пациента, что очень важно при установке протезов.
  3. «Биоситалл» используется, чтобы восстанавливать повреждения в костных тканях;
  4. для изготовления протезов.
• В строительной области всегда за новые материалы, и сейчас используется новый материал для полов — это стекломрамор. Он обладает очень высокими эксплуатационными свойствами, которые являются незаменимыми для такого вида материала.
• Ювелирная промышленность. Как уже было замечено, он способен имитировать различные камни, причем он прозрачнее природных аналогов. Одним из успешных образцов является аметрин — ситалл. Амеетрин — это

Относится к стеклокристаллическим материалам. Одни источники говорят, что ситал научился синтезировать Дональд Стукей из нью-йоркской компании «Дау Корнинг» еще в 1957-ом году.

«Википедия» встает на сторону Исаака Китайгородского. Это советский физиохимик, работавший в московском институте Дмитрия . Оба варианты оспаривают в современной ювелирной фирме «Формика», утверждая, что изобрели камень ситал сами в 90-ых годах.

Правда, специалисты «Формики» делают акцент на патент, касающийся цветных . Материал, авторство на который оспаривают, по всей видимости, востребован. Уделим ситалу внимание и мы.

Химические и физические свойства ситала

Являясь, по сути, стеклом, ситал отличается по свойствам. Формула та же – SiO 2 , совпадает с составом . Именно из него получают чисто кварцевое стекло.

Поэтому, и свойства обычного материала совпадают с параметрами горного хрусталя. Твердость равна 6-6,5 баллам по . Пористость материала нулеывая. Плотность составляет 2 200 килограммов на кубический метр.

Это минимальный показатель из всех видов обычного стекла. Однако, к ним не относится камень ситал. Свойства этого материала зависят не столько от химического состава, сколько от структуры.

Ситал отличает поликристаллическая структура. Материал мелкозернистый, изотропный. Это значит, что его свойства одинаковы по всем направлениям. Плотность колеблется в пределах 2 400 – 2 950 килограммов на кубический метр.

По теплопроводности ситал тоже превосходит обычные стекла, — дает о себе знать повышенная плотность. Твердость камня близка к показателю закаленной стали. Для сплавов используют шкалу Роквелла. Закаленной стали по ней дают около 10 000 мегапаскалей.

В переводе на баллы Мооса, получится примерно 8. То есть, твердость ситала приближена к , не дотягивая до алмаза всего 2 балла, а до корунда (материала для ) – всего 1.

Тонкозернистая структура материала обеспечивает электроизоляционные свойства. Удивляет, так же, температура плавления. Ниже 1030-ти градусов Цельсия не опускается, бывает выше, в зависимости от вида ситала .

Термостойкость увеличивают, вводя в формулу и . Помогает минеральное сырье: эвкриптит, шпинель, муллит.

Ситал выделяется не только термической, но и химической стойкостью. Завершает череду похвал исключительная прозрачность материала. Она обусловлена размерами .

По длине они не превышают сотых долей миллиметра. Это меньше полуволны видимого света. Как же получают столь мелкие кристаллы, да еще и равномерно распределяют их в пространстве, не оставляя пор?

Получение ситала

История получения стекла связана с его спонтанной кристаллизацией. Но, в случае с ситалом, она управляема. Вместо стандартного получается мелкокристаллическая стеклокерамика.

Основа стандартна – шихта, то есть смесь исходных материалов. В ней может быть одно, или несколько ядрообразующих составляющих. Их именуют нуклеаторами. Это осветляющие агенты. Их побочное действие – увеличение числа центров кристаллизации.

Итог: в одном кубическом миллиметре умещаются биллионы субмикрокристаллических образований. Понятие биллион редко используется. Поэтому, напомним, что термин соответствует единице с 9-ю нолями, то есть тысячи миллионов.

Процесс не запустится без нагрева. Шихту плавят. Термообработку разбивают на 2-е стадии. Сначала, формируют центры кристаллизации. Потом, температура выводится на показатель, подходящий для активного роста агрегатов.

Остается выработать и охладить массу. Выработкой называют процесс изготовления предметов, грубо говоря, отливку. Направленность процесса достигается протеканием состава в заранее отформованных . Какие именно изделия, и для каких сфер жизни получают, разберемся далее.

Применение ситала

Материал синтезируют с учетом заданных свойств. Нужна, к примеру, чувствительность к фотхимическим процессам, — добавляют , и облучают ультрафиолетом. Необходимо отладить электроизоляционные свойства?

В шихту примешивают перлит и доломит. Это горные породы вулканического происхождения. Возможность регулировать свойства ситала – причина его широкого распространения.

В машиностроении материал наносят в качестве покрытия на металлические детали. Это уберегает их от коррозии, придает внешний лоск. В нефтеперерабатывающей промышленности нужны ситалловые трубы .

Применение камня ситал связано и с микросхемами. Здесь стеклокерамика выполняет функцию диэлектрической изоляции. Если в материале присутствует литий с алюминием, он используется при пломбировании зубов.

Не обойти стороной и камень ситал ювелирный . Он может имитировать большинство драгоценных минералов, причем, быть прозрачнее и однороднее природных образцов. Успехом пользуется, к примеру, камень аметрин-ситал .

Называют двухцветный аметист – редкий и дорогостоящий. К этой категории относится и султанит. Ситал камень взамен него – выгодное предложение. Султанит – минерал хамелеон. Выраженные переливы цвета в природных кристаллах встречаются редко.

Цена ситала

Стоимость материала зависит от назначения. Так, технические виды ситала дешевле, ювелирные – дороже. Особенно ценятся цветные образцы, к примеру, «Лондон » ситал камень. Что это ? Речь о серо-голубого, дымчатого оттенка.

Такая раскраска именуется «Лондон». Товар востребованный, но дефицитный. Ситал становится отличной заменой. Синтетический камень, как и натуральный, обрамляют , .

Цены на готовые изделия начинаются от 5 000 рублей. Выше 35 000 на отдельные стоимость, как правило, не доходит.