Din moment ce stabilesc că rubinele sunt crescute prin topirea în flacără, pur și simplu, au încercat să obțină un material mai adecvat la natural, care utilizează metode diferite. Rubine, cel mai apropiat de cel natural, au fost obținute prin acele metode în care au fost folosite mlaștinile. Deși rubinii proveniți dintr-o soluție în topitură erau cunoscuți în secolul al XIX-lea. interes a apărut numai atunci când laboratoarele de cercetare a început să studieze aplicarea de cristale de înaltă calitate în masers Ruby și lasere. Această arie de cercetare "a început să se dezvolte la sfârșitul anilor 1950. Pentru aceste scopuri, soluție NZ-Melt cultivate cristale de o placă de obicei Eric într-un laborator de cercetare "Hurst", Wembley, Bob Linares [17] Joe remake [18] în laborator "Bell", Murray Hill, NJ, care a fost utilizat ca solvent fluorură de plumb și un amestec al acestei sări cu oxid de plumb sau oxid de bor. Cristalele au fost crescute prin răcirea soluției de la aproximativ 1300 ° C la 900 ° C la o viteză de 2 ° C pe oră. In 1965, cu utilizarea unei tehnici modificate in „Hurst“ dimensiunea cristalelor de rubin de laborator 4x4x1,2 cm au fost obținute [19]. Cristalul de semințe a fost atârnat pe sârmă în partea de mijloc a soluției și plasate în partea de jos a mici fragmente de rubin, care a servit ca materia primă pentru furaje pentru creșterea cristalului.
Tendința de cristale de rubin cresc de la soluții fierbinți sub formă de plăci, mai degrabă decât să dobândească o formă izometrică creează probleme serioase atunci când este utilizat ca un material valoros. Raportul dintre viteza de creștere a cristalului în planul plăcii, iar grosimea poate fi mai mare decât 1. 100. Această tendință este mai evidentă la temperaturi relativ scăzute, astfel încât producția de cristale izometrice mai potrivite pentru fabricarea de pietre tăiate, opțional, la temperaturi de peste 1200 ° C sau cam. Sa constatat [20] că adăugarea a 0,5% din oxidul de lantan reduce regiunea de formare a cristalelor lamelare. Probabil, lantanul intră în structura cristalină și modifică în mod semnificativ proprietățile optice ale cristalelor. O soluție alternativă este selectarea unui solvent care împiedică formarea cristalelor lamelare. Mesajele din partea Uniunii Sovietice Am subliniat! la faptul că tungstatul de calciu și topitura similară sunt solvenți de temperatură ridicată adecvați pentru creșterea cristalelor nazplastice de cristal rubinic.
De la sfârșitul anilor 1950, multe laboratoare de cercetare au studiat procesele de rubinie în creștere dintr-o soluție în topitură. Aproximativ în același timp, Carroll F. Chetsm de la San Francisco, un pionier în domeniul producției de smarald începe să lucreze la cultivarea de rubin și peste ultimul deceniu vinde rubine obținute dintr-o soluție topită. Fotografii ale acestor cristale indică faptul că acestea sunt izometrice, mai degrabă decât forma unei plăci, și sugerează utilizarea ca un flux al unui tungstat sau, eventual, molibdat. Cristalele cresc în semințe de culoare deschisă din coroane naturale și conțin incluziuni atât în semințele însăși cât și în regiunea de creștere inițială din jurul semințelor [22]. În 1969 au apărut așa-numitele "rubine Kashan". Acestea au fost produse în Statele Unite de către Ardon Associates și au fost vândute de Designer Limited din Houston, Texas. După cum sa raportat în revista „Gems & gemologia“, aceste pietre în proprietățile lor aproape identice cu piatră naturală, cu excepția capacității de transmisie a luminii ultraviolete unde scurte și natura diferențelor incluziunilor. Cristalele crescute dintr-o soluție topită conțin adesea separări ale lichidului mamă, care este prinsă în capcane și se solidifică în timpul creșterii. Experții vorbesc despre incluziunile "voal" și "punctate" și folosesc de obicei prezența lor în cristale ca un criteriu pentru a distinge astfel de pietre sintetice de cele naturale.
Rubiile din soluția din topitură au fost produse, de asemenea, de Pierre Gilson, care a fost raportat în 1975 [23], dar acestea nu sunt enumerate în lista produselor comerciale ale companiei și nu intră în comerțul extins. Aceste rubine au fost cultivate pe semințe incolore și prezintă un "voal" de incluziuni, ceea ce nu este neobișnuit pentru cristalele obținute prin această metodă. Deoarece pot fi utilizate mielbdate de topire, litiu sau plumb.
Studii privind sinteza soluției topit rubin este încă în desfășurare, și informații cu privire la această metodă de creștere a cristalului conțin munca Koichi Watanabe de la Universitatea Gunma, Japonia. Dr. Watanabe si colegii sai este folosit ca criolit flux (Na3AIF6> și folosiți o metodă de gradient. Alumina a fost plasată în partea de jos a creuzetului sub diafragma. Saturate se topesc cu convecție va produce datorită cristale de însămânțare, care sunt situate deasupra diafragmei.
Din anii 1960, datorită dezvoltării tehnologiei laser, nevoia de rubine a crescut dramatic. Acest lucru a condus la cristale de larg răspândite în creștere prin metoda Czochralski, primul dezvoltat de J .. Czochralski 1918 Temperatura a fost necesară pentru topirea rubiniu, în timp ce în mod tipic realizată folosind sisteme de încălzire cu inducție de înaltă frecvență. Capacitatea de energie electrică a mai multor kilowați la o frecvență de aproximativ 100 kilocycles pe secundă este alimentat printr-un tub de cupru bobina răcită cu apă de câțiva centimetri în diametru și în lungime. Deoarece curentul în spiră variază cu o frecvență mare, în firele electrice ale materialelor situate în apropierea spirală, se produce o energie.
prezentul exemplu de realizare, puterea este furnizată metoda Czochralski la iridiu creuzet conținând alumină topită, printr-un creuzet exterior care este fabricat din orice material ieftin. Temperatura este stabilită oarecum mai ridicată decât punctul de topire a aluminei. Cristalul de însămânțare tăiat în direcția cristalografică dorită este poziționat astfel încât capătul său inferior să fie scufundat într-o oarecare măsură sub suprafața topiturii. Capătul superior al semințelor este răcit prin îndepărtarea căldurii prin suportul de cristal la o temperatură sub punctul de topire și, prin urmare, rămâne solidă. De obicei, cristalul de semințe este rotit pentru a evita fluctuațiile de temperatură de-a lungul periferiei semințelor. Creșterea cristalului se realizează prin ridicarea lentă ("tragere") cu o viteză constantă, pentru care se utilizează motorul și mecanismul cu filet. Operatorul modifică temperatura topiturii astfel încât diametrul cristalului crește treptat până la valoarea dorită. În cazul aparatelor moderne de dimensiuni mari, acesta ajunge la 10 sau chiar 15 cm. Pe măsură ce cristalul crește până la lungimea necesară, diametrul rămâne constant. Controlul asupra diametrului unui cristal în creștere este acum realizat cu ajutorul diferitelor dispozitive automate. Acest lucru se face prin cântărirea continuă a cristalului sau observarea creuzet de radiație termică de pe suprafața topiturii curbată (meniscului), care înconjoară marginile cristalului sau reflexia din acest meniscului fascicul de lumină laser. Metoda Czochralski este aplicată nu numai pentru a obține un rubin, dar este metoda de crestere siliciu monocristaline pentru industria electronică, în special pentru fabricarea de tranzistori și circuite integrate înrădăcinate.
Rubine obținute prin metoda Czochralski, potrivite pentru tăiere, și acestea pot fi vândute, ci pentru a le produce ca pietre dezavantajoase comercial, deoarece acestea sunt produse mai scumpe decât rubinele sunt crescute prin topirea în flacără și, în plus, sunt în mod clar diferite de pietre naturale. Caracteristica principală a cristalelor obținute prin metoda Czochralski sunt striații, fluctuațiile de intensitate de culoare cauzate de instabilitatea Stu topiturii prin convecție sau rotație neuniformă a cristalului. Prin „Linde“ patentat pietre stelare de producție prin metoda Czochralski, dar materialul care este comercializat, obținut probabil topirea flacără.
Rubine, de asemenea, cultivate prin metoda hidrotermală, când alumina și oxidul de crom nu se dizolvă în sarea topită și apă la temperaturi și presiuni ridicate. La sfârșitul anilor 1950 această metodă a dat rubine Albert Bolmen si laborator Bob Lodayz "Bell" [25] Dick Nuttbah, Roger Belt și Roach Monchamp în Ertrone, NJ [26]. Au folosit cristale de însămânțare; și a fost adăugat carbonat de sodiu în apă. Astfel de aditivi se numesc mineralizatori. rubine hidrotermale niciodată prodavalia ca pietre prețioase, spre deosebire de smaralde hidrotermale, care vor fi discutate în capitolul următor.
În ciuda popularității rubine, cultivate din soluția de topitură, safire obținută în același mod aproape neizn. stnye. Acestea pot fi făcute în același mod ca și cea a rubine, astfel încât este dificil să se explice raritatea lor, deși rubine, desigur, mult mai popular. Raportul de laborator pentru a determina pietre în Hatton Garden deplânge existența falsurilor cu înaltă calificare, atunci când safir verde sau galben naturale „cap“ NZ este lipit de baza albastru-safir [27]. Această piatră, reducerea inel, este dificil să se distingă de safir albastru natural, deoarece testul cu obiectivul detectat includerea tipic safir natural (în cap) și spectroscopia de absorbție a luminii pokazy7 Vaeth safir albastru tipic (partea de jos). Decepția poate fi detectată numai dacă imersați piatra într-un lichid și examinați-o din lateral. Safirelor din metoda descrisă mai sus soluție în topitură sunt cultivate Koichi Watanabe [24], Chatham n firma „Deltronik cristal Industries» R Denville, New Jersey. Acesta din urmă vinde și rubine obținute în acest fel.
O nouă metodă interesantă de creștere a corundului (deși nu are o semnificație prea mare pentru gemologie) arată că este posibil să crească cristale de formă foarte complexă, cu rate extrem de ridicate. O astfel de metodă, cunoscută ca creșterea de la un film cu marginile fixe, a fost dezvoltat cu succes de Tyco [29]. Esența sa constă în faptul că alumina lichidă se ridică din rezervor datorită efectului capilar, care este tendința ca lichidul să se ridice prin găuri subțiri datorită forțelor de adeziune dintre lichid și materialul în care este realizată gaura. (Același efect provoacă creșterea apei și a nutrienților prin tulpinile plantelor în creștere). Alum topit "umezește" matrița în care se face gaura, iar forma spinneretului poate fi foarte complicată. Deoarece lichidul intră în contact cu cristalul de semințe, care apoi se ridică la o viteză constantă, alumina solidificată, dobândește o formă datorită configurației filtrului de spin. Astfel se obțin cristale singulare de corindon cu o secțiune transversală foarte complexă, de exemplu sub forma unui tub dreptunghiular cu șase găuri rotunde. Ratele de creștere pot ajunge la 2 cm sau mai mult pe minut. Este o vedere uimitoare când vedeți cum firele de cristal vânt cu o viteză mai mare de un metru pe oră. Acest material a găsit o aplicație diferită, deși se poate presupune că calitatea corundului nu este la fel de mare ca cea a cristalelor obținute prin metode tradiționale cu rate de creștere scăzute. Până în prezent, metoda Taiko nu a fost folosită pentru a obține pietre de bijuterii, dar poate fi folosită pentru a obține o formă neobișnuită de rubin și safir de bijutieri inovatoare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: