Вот Дмитрий Иванович уже во Фрейберге, изучает горное дело. Двадцать три раза он спускается в подземные рудники, сам с киркой и лопатой добывает образцы горных пород, потом при дневном свете изучает их в лаборатории.
Вот Виноградов возвращается в Петербург, блестяще сдаёт экзамен на горного мастера и зачисляется в Бергколлегию. В наше время это учреждение назвали бы министерством горной промышленности. Руководитель Бергколлегии так отзывается о Виноградове: «Его не только никто не превосходит в горном деле, но даже в равенство с ним никто не пришёл».
В ноябре 1744 года Виноградова неожиданно направляют на работу на кирпичный завод. Для чего? Оказывается, для разработки рецепта фарфора. Тогда его называли «порцелином». Рецептом изготовления фарфора владели в то время только китайцы и отчасти немцы, а именно мастера из Саксонии, но свои профессиональные секреты они хранили в тайне и продавать никому не собирались. Стоили фарфоровые сервизы безумные деньги. А императрице страсть как хотелось обзавестись собственным, русским фарфором. Это был вопрос большой политики, государственного престижа. Поэтому из Саксонии был выписан фарфоровых дел мастер по фамилии Гунгер, который дал императрице обещание создать в Санкт-Петербурге «порцелиновую мануфактуру». Собственно, у него Виноградов и должен был учиться.
Но как показали последующие события, Гунгер оказался мошенником. Никакого секрета изготовления фарфора он на самом деле не знал, и целых четыре года водил за нос своё русское начальство, получая при этом очень большое жалование. Он всё время ссылался то на отсутствие нужной глины, то на сырые дрова, то на недостатки печи, но только никакой фарфоровой посуды он так и не сделал. В результате его прогнали, а дело перепоручили Виноградову. Начальником же Дмитрия Ивановича стал некто барон Черкасов. Он не разбирался ни в химии, ни в металлургии, ни в горном деле, но был приближён к императрице, и та ему доверяла.
Дмитрию Ивановичу пришлось начинать всё с нуля. Технологию изготовления фарфора он не знал, ему предстояло одному, без советов и помощи специалистов, создать печи, найти подходящее топливо, подыскать глины с нужными свойствами, придумать, в какой пропорции и в каком порядке соединять компоненты, как обжигать изделие в печи, как просушивать, как сделать глазурные краски, как наносить рисунок. Фарфор должен был получиться как у китайцев: голубой, как небо после дождя, блестящий, как зеркало, тонкий, как бумага, звонкий, как гонг, гладкий и сияющий, как озеро в солнечный день. Задача едва ли под силу даже большому, как сегодня сказали бы, научно-исследовательскому институту. Но Дмитрий Иванович, благодаря своему трудолюбию и таланту справился совершенно один, да ещё и в короткие сроки. Уже в 1747 году в результате упорных опытов он получил первое фарфоровое изделие высокого качества. В состав рецепта русского фарфора входили кварц, глина и алебастр.
Императрица Елизавета Петровна была счастлива. Она могла теперь испить кофе из изящной чашечки отечественного производства. Она могла одаривать приближённых изысканными сервизами и табакерками. В том числе и иностранных послов и дипломатов. Более того, русский фарфор оказался такого высокого качества, что его стали продавать за границу, благодаря чему казна получала большие доходы. Постепенно фарфор становился доступен не только императорской семье, но и другим знатным вельможам Петербурга. В газетах появилась объявления о приёме заказов на изготовление фарфоровых изделий.
Казалось бы, Дмитрий Иванович за своё открытие должен был бы предстать перед императрицей, быть ею обласканным, стать очень богатым человеком. Или, по меньшей мере, он мог бы рассчитывать на орден. Или хотя бы получить место при дворе. Но ничего этого не случилось. Елизавета Петровна даже не узнала о существовании Дмитрия Виноградова.
А в качестве «благодарности» барон Черкасов, присматривавший за мастером, посадил его на цепь. Просто барон очень боялся, как бы секрет русского фарфора не уплыл за границу. Хотя Дмитрий Иванович Виноградов умел хранить государственные секреты и не давал повода подозревать себя в нечестности. Также возможно, что барон Черкасов, щедро вознаграждённый Елизаветой Петровной за открытие фарфора, не хотел делиться своими наградами с мастером или даже вообще хотел присвоить себе его изобретение.