Există mai multe tipuri de pietre sintetizate care nu se găsesc în natură. Aceste cristale au fost crescute accidental în timpul cercetărilor în domeniul fizicii stării solide. Unele dintre aceste cristale, după tăiere, au început să fie folosite în bijuterii.
titanat de stronțiu
Unul dintre acestea este titanatul de stronțiu sintetic, care a fost cultivat într-un arzător Verneuil. Titanatul de stronțiu are compoziția chimică SrTiO3. Titanatul de stronțiu și perovskitul mineral (CaTiO3) sunt foarte asemănătoare în structura lor cubică și forma cristalină. Titanatul de stronțiu este izotrop, aproape incolor, are un indice de refracție în lumina sodiului de 2,410, dispersie de 0,19 în intervalul de la B la G, greutate specifică de 5,1, duritate de 6. Titanatul de stronțiu are și alte denumiri precum starilian, fabulit, diagramă. Titanatul de stronțiu tăiat strălucitor este foarte asemănător cu diamantul, deși poate fi ușor recunoscut chiar și după duritatea sa sau după greutatea sa specifică de 3,52 și nu are fluorescență în lumina ultravioletă. Datorită faptului că titanatul de stronțiu este ușor de distins de diamant, acesta nu a fost folosit în bijuterii.
niobat de litiu
O altă substanță care nu se găsește în natură, dar care poate fi cultivată artificial este niobatul de litiu. Niobatul de sodiu a intrat pe piața americană de bijuterii sub numele de Linobat. Niobatul de litiu este cultivat în cea mai mare parte incolor, dar dacă se adaugă aditivi speciali, acesta poate deveni roșu în violet. Niobatul de litiu are compoziția chimică LiNbO3. În proprietățile sale chimice, este foarte aproape de proprietățile titanatului de stronțiu. Dar, spre deosebire de titanatul de stronțiu, această substanță crescută artificial nu este izotropă, ci uniaxială sau altfel trigonală. Niobatul de litiu are un indice de refracție al unui fascicul obișnuit în lumină de sodiu de 2,30, un indice de refracție al unui fascicul extraordinar de 2,21. Niobatul de litiu are o duritate de 5,5, o greutate specifică de 4,64, o dispersie de 0,120 în intervalul de la B la G, care este de 3 ori mai mare decât dispersia diamantului.
Fizicienii au sintetizat mai multe substanțe foarte asemănătoare ca structură cu grenadele. Astfel de minerale nu se găsesc în natură. Aceste substanțe asemănătoare granatului au formula chimică X3AL3O12. Aceste substanțe sunt create în arzătorul Verneuil sau după metoda Czochralski, în care un mineral natural suspendat deasupra topiturii este coborât ca sămânță până atinge suprafața topiturii, apoi este ridicat și în același timp este rotit. Din acest motiv, cristalul se obține o formă cilindrică mare. Acest proces se mai numește și tragere la topire. Cele mai căutate dintre aceste substanțe sunt granatul de Yttrium aluminiu și Daimoner. Granatul de ytriu aluminiu și Daimoner sunt de obicei făcute incolore, dar le puteți da o culoare diferită adăugând o impuritate specială pentru aceasta. De exemplu, dacă se adaugă crom, substanța va deveni verde și va arăta ca un demantoid. Este posibil să se distingă o substanță sintetică de un demantoid prin greutatea specifică, deoarece greutatea specifică a substanței este de 4,6, în timp ce cea a demantoidului este mult mai mică.
Granatul de ytriu aluminiu (YAG) este un material optic potrivit pentru utilizarea în optica UV și IR.. Produsele de la YAG pot fi utilizate ca elemente optice într-o gamă largă de spectru de la 250-5000 nm. mecanică și Proprietăți chimice YAG este aproape de safir, dar YAG nu prezintă birefringență și este oarecum mai ușor de procesat decât safirul. YAG nu are linii de absorbție în regiunea de 2-3 um, unde paharele tind de obicei să aibă o absorbție ridicată datorită legării puternice a moleculelor de apă. Datorită rezistenței sale ridicate, pragului de rupere, indicelui de refracție și conductivității termice, YAG poate fi utilizat la temperaturi ridicate și în lasere de mare putere.
Folosim cristale Czochralski de înaltă calitate și cultivate orizontal pentru optica noastră, conform alegerii clientului. Compania noastra realizeaza lustruire cu laser YAG, produce ghidaje de lumina, prisme si oglinzi.
|
Proprietati optice |
|
| Aria de transmisie, µm | 0,21 până la 5,3 |
| Indicele de refracție, la 1,064 µm | 1.82 |
| Pierdere de reflexie, % pentru două suprafețe 1,064 µm | 16.7% |
| Factor termo-optic (dT), 633 nm | 7,3*10-6*K-1 |
|
Proprietăți fizice |
|
| Densitate, g/cm3(20°C) | 4.56 |
| Solubilitate | Insolubil în apă |
| Tip de material | Monocristal sintetic |
| Structură cristalină | cub |
| Punct de topire °C | 1940 |
| Conductivitate termică W * cm -1 * °K -1 | 0.14 |
| Coeficientul de temperatură de dilatare liniară 1/°C | 7,8x10-6 |
| Căldura specifică J/(kg * K ) la 0 °C | 590 |
| Constantă dielectrică | 11.7 |
| Modulul Young (E), GPa | 300 |
| Coeficienții de elasticitate | C11 = 333 C12 = 111 C44 = 115 |
| limita elastica MPa | 280 |
| Duritatea Mohs | ~8,5 |
Granat de ytriu aluminiu dopat cu neodim (Y 3 A 15 O 12:Nd 3+)
Granat de ytriu aluminiudopat cu neodim ( Y 3 A 15 O 12:Nd 3+) este un cristal laser care este utilizat pe scară largă în scopuri industriale, medicale și științifice. Principalele sale avantaje sunt: prag scăzut de generare, randament ridicat, pierderi reduse de putere. 1.064 µm, precum și calitate optică înaltă, conductivitate termică bună și rezistență la temperaturi extreme, proprietăți chimice și mecanice stabile, ceea ce face posibilă utilizarea Nd:YAG în toate tipurile de lasere cu stare solidă.
| Proprietăți | |
| Formula chimica | Nd3+: Y3Al5O12 |
| Structură cristalină | cub |
| Concentrația aliajului principal, la.% | 0.5 - 1.2 |
| Constanta rețelei, A | 12.01 |
| Densitatea g/cm3 | 4.56 |
| Punct de topire, °C | 1950 |
| Constantă dielectrică | 11.7 |
| Duritatea mușchiului | 8.5 |
| 7,8 x 10 -6 x °K -1,<111> 8,2 x 10 -6 x °K -1,<100> |
|
| Conductivitate termică 25°C, L x cm -1 x °K -1 | 0.14 |
| Coeficient de pierdere la 1064 nm, cm -1 | 0.003 |
| Indicele de refracție, la 1 µm | 1.82 |
Specificațiile tijelor laser Nd:YAG
| Material | Granat de ytriu aluminiu dopat cu neodim |
| Nivel de dopaj | 0.5 - 2.3 % |
| Dopajul răspândit | +/- 0.1 % |
| Orientare | <111> |
| Toleranta de orientare | +/-5º |
| Toleranta la diametru | +/- 0,05 mm |
| Toleranta de lungime | +/- 0,5 mm sau după cum este necesar |
| Paralelism | |
| Perpendicularitate | |
| Distorsiunea frontului de undă | Lambda/8 per inch la 633 nm |
| planeitatea | Lambda/10 la 633 nm sau la cererea clientului |
| Puncte de zgârietură | 10-5 MIL - 13830B |
| Suprafata laterala | Slefuit sau lustruit |
| deschiderea luminii | 90% parte centrală |
| Teşituri | <0.15 мм x 45º |
| Acoperiri | Acoperiri AR R<0.2% с поверхности на1064 nm или по требованию заказчика |
În plus, ARD-OPTICS oferă servicii de reparații
(refinisarea și acoperirea) elementelor laser ale clientului
Granat aluminiu ytriu dopat cu erbiu (Er:Y3Al5O12 sau Er:YAG)
Granat de ytriu aluminiu dopat cu erbiu ( Er :Y 3 Al 5 O 12 sau Er :YAG ) este un cristal laser care are avantaje mari atunci când este utilizat la o lungime de undă 2,94 µ . Er :YAG are calitate optică ridicată, eficiență ridicată, conductivitate termică bună, proprietăți chimice și mecanice stabile. Er :YAG este umflat într-o zonă largă 600 - 800 nm. Toate aceste proprietăți fac Er: YAG material excelent pentru lasere dentare și medicale.
| Proprietăți de bază | |
| Formula chimica | Er: Y3Al5O12 |
| Structură cristalină | Cub |
| Concentrația aliajului principal, la.% | 1 - 50% |
| Constanta rețelei, A | 12.00 |
| Densitate, g/cm3 | 5.35 |
| Punct de topire, ºC | 1970 |
| Constantă dielectrică | 11.7 |
| Duritatea mușchiului | 8.5 |
| .Coeficientul de dilatare termică | 7,7 x 10-6 x ºK-1,<111>8,2 x 10-6 x ºK-1,<100> |
| Conductivitate termică la 25ºC, W x cm-1 x ºK-1 | 0.12 |
| Coeficient de pierdere la 1064 nm, cm-1 | 0.003 |
| Lungimea de undă a radiației, nm | 2940 |
| Indicele de refracție, la 2940 nm | 1.79 |
Specificațiile tijelor laser Er:YAG
| Material | Granat aluminiu ytriu dopat cu erbiu |
| Nivel de dopaj | 1 - 50 % |
| Orientare | <111> |
| Toleranta de orientare | +/-5º |
| Toleranta de diametru | +/- 0,05 mm |
| Toleranta de lungime | +/- 0,5 mm sau în funcție de cerințele clientului |
| Paralelism | |
| Perpendicularitate | |
| Distorsiunea frontului de undă | Lambda/8 per inch la 633 nm |
| Planeitatea | Lambda/10 la 633nm sau în funcție de cerințele clientului |
| puncte de zgârietură | 10-5 |
| Suprafata laterala | Slefuit sau lustruit |
| deschiderea luminii | 90% |
| Teşituri | <0.15 mm x 45º |
| Acoperiri | Acoperiri AR cu R<0.25 % на 2940 нм или по требованию заказчика |
În plus, ARD-OPTICS oferă servicii de reparații
(refinisarea și acoperirea) elementelor laser ale clientului
Granat de ytriu aluminiu dopat cu iterbiu (Yb: Y3Al5O12 sau Yb:YAG)
Granat de ytriu aluminiu dopat cu iterbiu (Yb: Y3Al5O12 sau Yb:YAG) este unul dintre materialele active cu laser promițătoare și este mai convenabil pentru pomparea cu diode în comparație cu cele tradiționale Nd grenade. Poate genera la o lungime de undă de 1,03µ când este pompat la 940 nm. Principalele avantaje ale Yb :YAG: bandă largă de absorbție, eficiență ridicată și emisie excelentă. Materialul laser Yb:YAG este utilizat pe scară largă în laserele industriale pentru tăierea și sudarea metalelor. Acest cristal este folosit și în electronică, optică și tehnologia laser.
| Proprietăți de bază | |
| Formula chimica | Yb3+:Y3Al5O12 |
| Structură cristalină | cub |
| Concentrație de doping, la.% | 5 - 30 % |
| Constanta rețelei, A | 12.01 |
| Densitatea g/cm3 | 4.56 |
| Punct de topire, °C | 1970 |
| Duritatea mușchiului | 8.5 |
| Coeficientul de dilatare termică | 7,8 x 10 -6 x °K -1,<111> |
| Conductivitate termică25°C, L x cm -1 x °K -1 | 0.14 |
| Coeficient de pierdere la 1064 nm, cm -1 | 0.003 |
| Lungime de undă generație, nm | 1030 |
| Indicele de refracție, pe 1 µ | 1.82 |
Specificația tijelor laser Yb:YAG
| Material | Granat de ytriu aluminiu dopat cu iterbiu |
| Nivel de dopaj | 5 - 30 % |
| Orientare | <100> |
| Toleranta de orientare | +/-5º |
| Toleranta de diametru | +/- 0,05 mm |
| Toleranta de lungime | +/- 0,5 mm sau în funcție de cerințele clientului |
| Paralelism | |
| Perpendicularitate | |
| Distorsiunea frontului de undă | Lambda/8 per inch la 633 nm |
| planeitatea | Lambda/10 la 633 nm sau conform cerințelor clientului |
| Puncte de zgârietură | 10-5 |
| Suprafata laterala | Slefuit sau lustruit |
| deschiderea luminii | 90% zona centrala |
| Teşituri | <0.15 мм x 45º |
| Acoperiri | Acoperiri AR cu R<0.25% с поверхности на требуемой длине волны |
În plus, ARD-OPTICS oferă servicii de reparații
(refinisarea și acoperirea) elementelor laser ale clientului
zirconiu cubic diferă de diamant prin densitate crescută (6 g/cm 3 , depinde de tipul și concentrația de impurități), duritate mai mică (8,5 pe scara Mohs în loc de 10 pentru diamant) și absența birefringenței.
Zirconiile cubice fațetate incolore sunt aproape imposibil de distins vizual de un diamant real prin frumusețe, strălucire și joc de culoare. Acest lucru se datorează indicilor de refracție înalți (2,14 - 2,18), precum și dispersiei mari a luminii - 0,06. Prin urmare, zirconia cubica este atât de iubită și populară. Și este destul de ieftin. Dacă aveți nevoie doar de decor - nu ezitați să alegeți zirconiu cubic!
Bijuterii cu zirconiu cubic sunt vândute în multe magazine de bijuterii. Cel mai adesea acestea sunt inele și cercei.
YAG (granat de ytriu aluminiu) diferă de diamant printr-un indice de refracție mai mic (1,832), dispersie scăzută (0,028), densitate mai mare (4,65 g/cm 3 , valoarea poate varia în funcție de componentele de impurități) și duritate mai mică (8,5 pe scara Mohs, 1550 kgf/mm 2 conform Vickers și 1100 kgf/cm2 conform sclerometriei pentru planul (100)).
Laserele cu neodim sunt cele mai populare dintre laserele cu stare solidă. În aceste lasere, mediul activ este de obicei un cristal Y3AI5O12 [abreviat ca YAG (yttrium aluminium garnet, yttrium aluminium garnet)], în care unii dintre ionii Y3+ sunt înlocuiți cu ioni Nd3+.
GGG (granat gadoliniu galiu)- indice de refracție mai mic (cu 0,4), dispersie net mai mare (aproape un ordin de mărime).
Tehnologia de creștere a cristalelor GGG, dezvoltată industrial, face posibilă creșterea monocristalelor de dimensiuni mari și fabricarea din acestea elemente active cu laser de până la 100 mm în diametru și 200 mm în lungime, cu o calitate optică bună.
Spre deosebire de cristalul YAG, rețeaua GGG face posibilă introducerea unei concentrații ridicate de ioni de impurități de neodim și, datorită acestui fapt, creșterea eficienței de generare a laserului sub pomparea lămpii cu până la 5%, ceea ce este de aproximativ 2 ori mai mare decât în cazul un laser YAG. În plus, rețeaua GGG face posibilă coactivarea cristalului cu ioni de sensibilizare Cr3+ sau Ce3+, care absorb puternic radiația lămpii pompei și transferă excitația ionilor Nd3+, crescând eficiența laserului și rezistența acestuia la radiații și UV.
rutil sintetic
rutil sintetic prezintă dispersie puternică, indice de refracție ridicat, densitate mare, duritate scăzută.
Indicele de refracție al unui fascicul obișnuit (în lumină de sodiu) este de 2,62, unul extraordinar este de 2,90, dispersia în intervalul B - G este de 0,28. Aceste valori neobișnuit de ridicate creează un joc de lumină în piatră, joc superior al diamantului natural, deci rutilul sintetic fațetat este o piatră uimitor de frumoasă. Dar duritatea este de numai 6,5, acesta este un dezavantaj, un alt dezavantaj este că aceste pietre au întotdeauna o nuanță gălbuie (și cererea pentru soiuri colorate, în care dispersia puternică nu este vizibilă, este mică).
Piatra sintetică se dezvăluie întotdeauna: conține incluziuni sub formă de bule de gaz.
Scheelit sintetic
Scheelit sintetic- indice de refracție și dispersie mai mici, duritate mai mică, densitate mai mare.
Scheelitul natural natural de calitate prețioasă este atât de rar încât pietrele fațetate ale acestui mineral (tungstat de calciu) sunt considerate mai degrabă ca o raritate de colecție decât ca un material serios pentru utilizare în bijuterii.
Pe de altă parte, scheelitul sintetic Czochralski este produs în cantități mari sub formă de bucăți mari transparente și este destul de des trecut pe piață ca material natural și cerut la un preț ridicat.
Un semn al unei pietre sintetizate poate fi prezența liniilor curbe, foarte asemănătoare cu liniile observate la sinteticele Verneuil, precum și a norilor de bule foarte mici.
niobat de litiu
niobat de litiu Se caracterizează prin birefringență mare, greutate specifică ridicată și duritate scăzută, fără luminiscență în razele UV.
niobat de litiu(LiNbO 3) este un compus de niobiu, litiu și oxigen. Un solid incolor cu o structură romboedrică. Punct de topire 1257 °C, densitate 4,65 g/cm³.
Cristalele de niobat de litiu sunt transparente optic în intervalul de lungimi de undă de 0,4-5,0 µm; indicele de refracție al unui fascicul obișnuit este de 2,29, unul extraordinar este de 2,20 (pentru o lungime de undă de 0,63 microni).
Cristalele de neobat de litiu dopat cu Fe sunt promițătoare pentru crearea sistemelor de control al fasciculului laser holografice ca ghiduri de lumină de film. Ghidurile de undă bazate pe acesta sunt utilizate pentru dispozitivele de comutare electro-optice și acusto-optice etc.
Fabulita
Fabulita diferă de diamant prin duritate (6,5 pe scara Mohs), densitate 5,13 g/cm 3 (mult mai mare decât cea a diamantului). Sinonime: diagem, starilan.
Este aproape complet imposibil de distins din punct de vedere al indicelui de refracție, dispersie (0,190), izotropie, culoare.
Fabulita- un analog sintetic al mineralului tausonite, titanat de stronțiu. Culoarea inițială este neagră, pentru a deschide și a conferi transparență, fabulita este recoaptă și se obține un material de tonuri calde de la galben la roșu închis sau maro, datorită impurităților de vanadiu, crom, fier și altele. Un amestec de niobiu și tantal conferă materialului o nuanță albastră.
Acesta este un material de tăiere foarte eficient.
Strălucire de sticlă.
dublete
Pe lângă toate imitațiile și falsurile, sunt cunoscute și dubletele de diamant: în acest caz, partea superioară a pietrei este din diamant, iar partea inferioară este din safir sintetic incolor, cristal de stâncă sau sticlă; uneori, dubletele de diamant sunt realizate din spinel sintetic (partea superioară) și fabulită (partea inferioară).
În ultimii ani, granatul de ytriu-aluminiu (YAG) a atras un interes neîncetat din partea cercetătorilor din întreaga lume, deoarece este unul dintre cele mai promițătoare materiale pentru electronica cuantică și alte domenii ale tehnologiei moderne. Proprietățile fizice și mecanice ale YAG fac posibilă utilizarea lui ca materie primă pentru industria de bijuterii.
Rodia poate fi cultivată într-o varietate de moduri. În URSS, producția de YAG pentru industria de bijuterii se bazează pe utilizarea metodei de cristalizare direcțională orizontală. Ca componente inițiale pentru sinteza YAG în funcție de reacție
3Y 2 O 3 + 5Al 2 O 3 → 2Y 3 Al 5 O 12
Se utilizează oxid de ytriu de calitate „KhCh” și ceramică de corindon. Topirea amestecului și cristalizarea au loc în vid în dispozitivele „Sapphire-1m” sau SGVK. Tehnologia de vid, care este potrivită în special pentru creșterea cristalelor incolore, face posibilă, de asemenea, obținerea de cristale YAG roz, liliac și verzi colorate cu oxizi de erbiu, neodim, crom și vanadiu. În acest caz, datorită evaporării intense a aditivilor coloranți, în amestec se introduce o cantitate de cromofor, de două până la trei ori mai mare decât conținutul său în cristal.
Tehnologia utilizată are o serie de dezavantaje semnificative. În cristalizarea în vid, o cantitate mică, dar finită, de aer este pompată printr-o cameră încălzită în timpul întregului proces. Oxigenul din aer oxidează încălzitorul de tungsten și ecranele de molibden de protecție termică, ceea ce reduce semnificativ durata de viață a acestora. In plus, pelicula de oxid reduce reflectivitatea ecranelor si duce la o crestere a consumului de energie. Ca rezultat al reacțiilor chimice dintre oxizii de vanadiu și molibden, pe de o parte, și materialul de cristalizare, pe de altă parte, cristalul în creștere este acoperit cu un înveliș metalic. De asemenea, este irațional să se folosească ceramică de corindon destul de scumpă (30-35 de ruble la 1 kg), puternic contaminată cu oxizi de fier, ca componentă de încărcare, în timp ce în industria de bijuterii există o problemă de utilizare a deșeurilor de corindon reciclat din producția de tăiere, din care prețul este de 5 ruble. pentru 1 kg.
VNIIyuvelirprom a creat o tehnologie de recristalizare a acestor deșeuri, dar utilizarea lor pentru creșterea YAG este mult mai eficientă.
Utilizarea deșeurilor reciclabile ca componente ale încărcăturii de granat se bazează pe faptul că deșeurile de corindon sunt o alumină monocristalală cu adaos de Cr 2 O 3 și V 2 O 3 . Oxizii de crom și vanadiu, care colorează cristalele de corindon, joacă și ei rolul de cromofori în granat, intrând izomorf în structura acestuia. Returul deșeurilor de corindon cultivat prin metoda Verneuil se compară favorabil cu ceramica de corindon printr-o concentrație scăzută de impurități „dăunătoare”. Astfel, conținutul de Fe 2 O 3 în ceramica de corindon ajunge la 0,5%. Conținutul ridicat de oxid de fier, care interacționează cu molibdenul, duce la scurgerea recipientelor în timpul cristalizării. Concentrația de fier în deșeurile de retur nu depășește 0,05%.
VNIIyuvelirprom a dezvoltat o tehnologie pentru cultivarea YAG într-un mediu gazos folosind deșeuri de corindon reciclate. Conform acestei tehnologii, oxidul de ytriu uscat, deșeurile reciclate și, dacă este necesar, aditivi de oxizi cromofori în raport stoichiometric sunt încărcate într-un recipient special pentru fuziune. Totodată, pentru a obține un lingou omogen, încărcătura se încarcă în straturi: la fundul recipientului - retur deșeuri de corindon, apoi un strat de pulbere de V 2 O 3, deșeuri de retur etc. Atât în timpul topirii cât și în timpul cristalizării, aparatul este evacuat folosind o pompă de vid anterior la 10 ~ 2 Torr. După aceea, un amestec de argon-hidrogen (95% Ag pur și 5% H 2 tech) este lansat în aparat, creând o presiune de 0,5 atm. Calculele simple arată că un grad mai mare de evacuare nu are sens. Deci, chiar și atunci când aspirați la 10 -3 Torr, cantitatea de oxigen introdusă cu argon va fi cu un ordin de mărime mai mare decât cantitatea de oxigen rămasă în aparat.
Astfel, din momentul în care amestecul de gaz este lansat în aparatul rece, presiunea în exces este menținută constant în cameră, adică problema „scurgerii” încetează să mai existe.
Trebuie remarcat faptul că procesul de creștere a YAG a fost dezvoltat ținând cont de condițiile specifice ale producției existente, astfel încât tranziția de la tehnologia „vid” la tehnologia „gaz” asociată cu utilizarea hidrogenului poate fi efectuată sub aceleasi conditii (categoria de incendiu a incintei) cu respectarea tuturor cerintelor tehnice.securitate.
Tehnologia creată oferă avantaje evidente în comparație cu tehnologia existentă:
1. Timpul de pregătire a dispozitivului pentru lucru este redus cu două până la trei ore.
2. Durata de viață a elementului de încălzire și a scuturilor termice, cele mai rare părți ale camerei de cristalizare, este mărită de patru până la cinci ori.
3. Absența unei pelicule de oxid pe scuturile termice crește reflectivitatea acestora. Acest lucru permite ca procesul de cristalizare să fie efectuat la o tensiune mai mică pe încălzitor.
4. Un avantaj semnificativ al tehnologiei bazate pe utilizarea deșeurilor de corindon reciclat este posibilitatea obținerii de cristale de diferite culori, inclusiv verde smarald, iar procentul de randament al materiilor prime adecvate este mult mai mare decât atunci când sunt cultivate în vid.
Pe lângă cristalele verde smarald, tehnologia dezvoltată face posibilă obținerea YAG și a altor culori galben-verde care prezintă interes pentru industria de bijuterii. În tabel. 1. sunt date compozițiile sarcinilor corespunzătoare.
tabelul 1
Compoziția optimă a sarcinii și culoarea cristalelor YAG crescute
| № p p | Compoziția sarcinii | Culoare | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Y2O3% în greutate | Al 2 O 3 (tip de deșeu), % în greutate | aditiv de culoare | |||
| Substanţă | Greutate.% | ||||
| 1 | 57,1 | Corindon cu V 2 O 3 și Cr 2 O 3 42,9 |
- | - | Galben verzui pal, aproape de crizolit |
| 2 | 57,1 | Corindon cu Cr 2 O 3 42,9 |
- | - | Galben, aproape de citrin |
| 3 | 57,1 | Corindon cu V 2 O 3 și Cr 2 O 3 42,9 |
V 2 O 5 | 0,40 | Verde aproape de smarald |
| 4 | 57,1 | La fel | V 2 O 3 | 0,30 | La fel |
| 5 | 57,1 | Corindon cu Cr 2 O 3 42,9 |
V 2 O 5 | 0,40 | La fel |
| 6 | 57,1 | La fel | Cr2O3 | 0,30 | verde inchis |
După cum rezultă din datele din tabel. 1, cristalele YAG de culori de crisolit și citrin se obțin fără adăugarea de oxizi - cromofori, dar datorită substanțelor colorante conținute în deșeurile de retur de corindon (Cr 2 O 3 - 0,3-0,7% în greutate și V 2 O 3 - 0, 2) -0,3 % în greutate.
Specificat în tabel. 1 conținutul de aditivi care formează culoarea se calculează ca procent din cantitatea totală de oxid de ytriu și deșeuri returnate. Aceste adaosuri sunt superstoichiometrice, adică nu sunt compensate de V2O3 suplimentar. Această compoziție a amestecului permite nu numai obținerea culorii dorite, ci și îmbunătățirea calității cristalului (crăparea este redusă).
Conform Tabelului. 1 arată că pentru a obține cristale de culoare smarald, se pot adăuga la amestec atât V 2 O 3 cât și Al 2 O 3. Acest lucru se explică prin faptul că vanadiul pentavalent este ușor redus la o stare trivalentă în prezența hidrogenului. Odată cu introducerea Cr 2 O 3
(cristal nr. 6) la lumina unei lămpi cu incandescență se observă fluorescență roșie, ceea ce duce la o diferență evidentă între aceste cristale și smaralde.
Apropierea altor cristale de culoare față de crisolit, citrin și smarald este confirmată nu numai de metoda evaluării de către experți, ci și de calcule obiective ale caracteristicilor de culoare ale materialelor comparate. Coordonatele de culoare au fost calculate conform metodei standard pe baza datelor privind spectrele de transmisie ale YAG și mineralele naturale.
Comparația spectrelor de granat verde „smarald” și smarald natural (curbele 1 și 4 din Fig. 1) indică, în general, asemănarea lor într-o gamă semnificativă de lungimi de undă. Caracteristicile de culoare ale crizolitului și YAG ale culorii crizolitului sunt, de asemenea, destul de asemănătoare (curbele 2, 5).
Coordonatele calculate în triunghiul de culoare (Fig. 2) determină tonul și puritatea culorii. După cum se poate observa din datele din Fig. 2, coordonatele granatului de culoare smarald (punctul 1) și smaraldului natural (punctul 4) sunt destul de apropiate, iar asemănarea culorii este mai mare decât în cazul smaraldului natural și sintetic. (punctul 8). O similaritate semnificativă se găsește și la compararea coordonatelor de culoare ale granatelor de culoarea crizolit (punctul 2) și ale crizolitului natural (punctul 5). Același lucru se poate spune despre citrinul natural (punctul 6) și granatul „citrin” (punctul 3), ale căror culori sunt mai apropiate una de cealaltă decât culorile citrinului natural și sintetic (punctul 7).
În tabel. 1 arată cantitatea de cromofori adăugate la încărcătură. În mod natural, în timpul cristalizării, concentrația cromoforilor se modifică. Prin urmare, a fost interesant să se determine conținutul de Cr și V într-un singur cristal, a cărui culoare ar satisface cerințele pentru materiile prime pentru bijuterii. În acest scop, a fost efectuată o analiză de emisie spectrală pentru Cr și V din cristalul nr.3, ceea ce a făcut posibilă estimarea distribuției cromoforilor pe lungimea monocristalului. Eroarea în determinare a fost de 9 și 11% pentru Cr și, respectiv, V (Fig. 3). Concentrația de vanadiu în încărcătură nu a depășit 0,5% (0,1% în deșeurile returnate de corindon)