<<< Ювелирные украшения. Искусственные драгоценные камни

  

 

Кубическая окись циркония

 

 

В середине 70-х годов ИАГ становится менее популярным, что » некоторой степени связано с появлением ГГГ, хотя, как кажется, снижение популярности не зависит от появления других, даже лучил камней. Тем не менее 1976 г. стал свидетелем рождения нового прозрачного материала, которому предназначено стать выдающимс* заменителем алмаза, по крайней мере в обозримом будущем

Стабилизированная кубическая окись циркония (СКЦ или КЦ) имеет показатель преломления 2,17—2,18, т. е. близкий к алмазу (2,42), поэтому на глаз трудно различить эти два минерала. Это справедливо и в отношении ГГГ, показатель преломления которого 2,02, а вот у ИАГ он только 1,83, так что визуально довольно просто определить, что это не алмаз. Дисперсия КЦ, равная 0,06, также близка к дисперсии алмаза, и, так как такую разницу определить на глаз невозможно, требуется инструментальная проверка. Различия в показателях преломления и дисперсии маскируются путем изменения соотношения углов между гранями при огранке камня. КЦ хорошо полируется, а твердость его, близкая к твердости ИАГ, достаточна, чтобы обеспечить долгую жизнь камня даже в кольцах. Плотность его около 5,65, т. е. значительно более высокая, чем алмаза, но для того, чтобы провести такого рода проверку, необходимо извлечь камень из оправы. Если камень находится в кольце, то поскольку показатель преломления выходит за рабочие пределы употребляемых ювелирами рефрактометров, они не могут воспользоваться традиционным методом для того, чтобы отличить окись циркония от алмаза, и даже квалифицированные специалисты не застрахованы от ошибок. В некоторых кристаллах КЦ находили включения, однако в лучших высококачественных материалах их может и не быть. Наиболее надежный метод идентификации алмаза связан с тем, что алмаз чрезвычайно прозрачен для рентгеновских лучей. Если кольца с алмазом и его заменителями поместить на фотографическую пленку и подвергнуть рентгеновскому облучению, то алмаз будет пропускать эти лучи намного лучше, чем другие камни. Вследствие этого пленка иод алмазом почернеет значительно сильнее, чем под другими камнями, даже если менять время облучения в широких пределах. КЦ, как и другие заменители, значительно менее прозрачен, чем алмаз, и по отношению к ультрафиолетовому свету.

 


Поскольку КЦ такой хороший заменитель алмаза, читатель вправе спросить, почему же он не применялся раньше. Главная причина заключается в том, что точка плавления его выше 2000 °С, а такой температуры нелегко достичь в газопламенной печи. Изготовление этого материала усложняется еще и полиморфизмом окиси циркония— возможностью образования различных кристаллических структур. Чистая окись циркония (ZrO2) при комнатной температуре имеет моноклинную структуру, при нагревании выше 1250 °С изменяет ее на тетрагональную, при температуре около 1900°С — на гексагональную, и только выше 2300 °С структура ZrO2 становится кубической. Однако "Ри охлаждении кубическая окись циркония снова приобретает моноклинную структуру. Для того чтобы получить кубическую окись Циркония, стабильную при комнатной температуре, необходимо ввести стабилизирующие компоненты, такие, как окиси магния (MgO), нттрия (Y2O3) или кальция (СаО). Химическая формула одного из тИпичных материалов — Zro,842 Yo.ise О ].Я- Дефицит кислорода в сравнении с ZrO2 делает КЦ при высоких температурах достаточно *°Рошим проводником элекчричества.

Ранее была известна так называемая стабилизированная циркони- керамика, которая использовалась в различных высокотемпера- конструкциях. Этот керамический материал белый и непрозрачный. Для использования КЦ п качестве драгоценного камня требовалось выращивать монокристаллы, а это несравненно труднее, чем изготавливать керамический материал. Выращивание крупных Кристаллов кубической окиси циркония стало возможным только с введением новой методики, называемой прямым высокочастотным плавлением в холодном контейнере. Этот метод выращивания кристаллов из расплава был разработан в 1973 г. В. В. Осико, В. И. Александровым и их сотрудниками [13] в Физическом институте им. Лебедева в

Москве. Сущность метода заключается в следующем: шихта ломе] ется в тигель, температура которого с помощью потока воды проходящей через трубки, поддерживается на уровне комнатной. Высокочастотный генератор подает энергию к порошку окиси циркония, достаточную для того, чтобы расплавить центральную его часть, тогда как внешняя часть остается холодной и, следовательно, твердой. Расплавленная окись циркония окружена поэтому коркой порошка того же самого материала. Это очень важно для выращивания кристаллов КЦ, поскольку из-за высокой точки его плавления трудно подобрать тигель: он будет либо реагировать с расплавом, либо плавиться.

Тигель (или холодный контейнер) должен быть сконструирован так, чтобы высокочастотное излучение проникало в окись циркония, а сама конструкция оставалась холодной. В тигле дно закрытое, а стенки изготовлены из параллельных медных трубок, внутри которых циркулирует вода.

Передача энергии от высокочастотного генератора к окиси циркония осуществляется с помощью индуктора, окружающего тигель. Энергия передается эффективно в том случае, если материалы электропроводны. Такими свойствами окись циркония обладает только при высоких температурах. Для того чтобы сделать шихту электропроводной, при низких температурах к ней добавляют некоторое количество металлического циркония, который окисляется при разогреве образца за счет реакции с кислородом воздуха и увеличивает до необходимого количества содержание окиси циркония в шихте. Последняя содержит также СаО или Y2O3, стабилизирующие кубическую кристаллическую структуру.

Подача энергии к образцу продолжается до тех пор, пока шихта полностью не расплавится, за исключением тонкой оболочки вблизи контакта с холод ным тиглем. Для того чтобы кристаллы росли, мощность высокочастотного нагревателя медленно снижают. Затвердевание начинается снизу, хотя в начальные стадии образуется твердая корка и в верхней части расплава. После охлаждения расплава до комнатной температуры из затвердевшей массы можно выделить столбчатые кристаллы до 2 см в диаметре и такой же высоты. Можно получить кристаллы желтого, красного, сиреневого, коричневого и, вероятно, других цветов, но все же наиболее популярны бесцветные, похожие на алмаз кристаллы со слегка желтоватым оттенком.

В настоящее время КЦ производится физическим институтом им. Лебедева в СССР и с 1976 г. продается под названием «фианит». КД под названием «джевалит» производится также Джевахирджаном, больше известным своими корундами и шпинелями, выращенными с применением газопламенного метода, и «Сирее корнорэйшн» в Уолте-ме, Массачусетс («даймонсквай»). Аппаратура для этого метода выпускается в Соединенных Штатах компанией «Интермат корпо-рэйши», она разработана Йозефом Ф. Уэнкусом, который сейчас является президентом «Сирее корпорэйши». Перспективные планы этой компании включают разработку 150-киловаттной установки, которая будет вмещать 40 кг шихты для выращивания кристаллов.

Несомненно, что и другие компании захотят включиться в коммерческое производство КЦ, и в недалеком будущем новые производители объявят о выпуске этого материала. В апрельском 1978 г. выпуске «Лэйпидари джорнел» КЦ рекламировала фирма «Делтроник». Уменьшить стоимость КЦ и увеличить производство ее кристаллов, отвечающих по качествам требованиям геммологов, пытаются путем применения других методов синтеза. Возможно получение КЦ из раствора-расплава, поскольку уже испытано несколько солевых растворителей, пригодных для выращивания кристаллов, однако медленные скорости роста — существенная помеха для экономически выгодного способа, конкурирующего с технологией выращивания из расплава. Делаются попытки найти альтернативные способы достижения высоких температур, например, с помощью мощных ламп и лазеров или ионизированной плазмы. Можно полагать, что популярность КЦ приведет к изучению и других материалов с высокой точкой плавления как возможных заменителей алмаза.

 

 «Искусственные драгоценные камни»       Следующая страница >>>

 



Смотрите также:

 

Стили ювелирных украшений

 

Исторические художественные стили. От Древней Руси до эпохи модерна

Искусство «русского узорочья»

Барокко и рококо

Классицизм и ампир

Романтизм и историзм

Модерн 

Стили и художественные направления 20 века. От ар деко до модернизма

Ар деко

Стилевые направления второй половины XX века

Художественные направления в современном ювелирном искусстве России. От классики до современного авангарда

Колье «Жгут»

Колье «Императрица»

Серьги «Ностальгия»

Серьги «Элегия»

Заколка для шарфа «Бутон»

Браслет с бантом

Гарнитур украшений с жемчугом

Брошь «Перо Жар-птицы»

Колье «Пылкое сердце»

Гарнитур украшений «Весна»

Колье «Венеция»

Брошь «Вальс»

Колье «Золотое созвездие»

Браслет «Ливадия»

Кольцо «Принцесса в желтом»

Гарнитур украшений «Трилогия»

Ожерелье «Ландыши»

Брошь «Летучая мышь»

Брошь «Золотые пчелки»

Гарнитур украшений «Колибри»

Гарнитур украшений «Геометрический»

Колье «Каберне»

Гарнитур украшений «Княгиня Ольга»

Колье «Премьера»

Подвески «Пасхальное яйцо»

Серьги «Весенняя рапсодия»

Серьги «Соблазн»

Серьги «Русская красавица»

Брошь "Наследие Екатерины"

Брошь «Королева Марго»

Браслет «Водоворот»

Браслет «Прибой»

Гарнитур украшений "Полярная звезда"

Брошь «Перо ангела»

Кольцо для бизнес-леди

Брошь-подвеска трансформер «Сияние»

Броши-вазоны

Подвеска «Черепаха-компас»

Кольцо «Улитка»

Броши «Король», «Королева», «Шут»

Колье «Сокровища Агры»

Ожерелье «Свободный полет»

Гарнитур украшений «У Ойкумены края нет»

Гарнитур украшений «Кандинский»

Гарнитур украшений «Белый квадрат»

Кольцо «Белый квадрат»

Кольца "Золотые купола"

Кольцо «Зиккурат»

Колье «Чикаго»

Кольцо «Флора»

Коллекция украшений «Кляксы»

Брошь «Юла»

Гарнитур украшений «Тэя»

Браслет, кольцо «Откровение»

Золотые кольца с рубинами, сапфирами, демантоидами

Кольца «Дуэт»

Кольцо «Аруба»

Брошь «Зачарованный мир Австралии»

 Колье-брошь «Этуаль»

 Подвески-трансформеры «Пьеро» и «Луна» из серии «Венецианский карнавал»

 Гарнитур украшений "Галактика"

 Колье «Саламандра»

Колье «Гизехский сфинкс»

Словарь специальных терминов

Словарь художников, архитекторов, мастеров декоративно-прикладного искусства и ювелирных фирм

 

Музей Зеленые Своды

 

Дрезденская оружейная палата

Rambler's Top100