Tiruan berlian dengan mineral sintetik. Menanam garnet aluminium yttrium pelbagai warna dalam persekitaran gas Yttrium aluminium garnet
Strontium titanate (fabulite)
Berbanding dengan rutil, batu sintetik ini lebih sesuai untuk menggantikan berlian barang kemas. Ia tidak berwarna sama sekali, isotropik optik, dan mempunyai indeks biasan (2.41) serupa dengan berlian. Penyerakan fabulite (0.1 - 0.2) adalah lebih tinggi, yang memastikan permainan cantik apabila sudut tuju sinar cahaya atau pencahayaan berubah. Kekerasan fabulite ialah 5.5 - 6.5, jadi dinasihatkan untuk menggunakannya untuk membuat anting-anting atau loket, dan bukan dalam cincin, di mana ia akan haus lebih cepat.
Sintesis strontium titanate dijalankan mengikut kaedah M. A. Verneuil yang terkenal.
Selepas membesar, kristal mesti disepuh dalam aliran oksigen pada suhu rendah. Di luar negara, pengeluaran industri fabulite dijalankan oleh syarikat National Ice and Co. (USA). Fabulite tidak dihasilkan di USSR.
Yttrium aluminium garnet (YAG)
Yttrium aluminium oksida (Y 3 A1 5 O 12) mempunyai struktur garnet dan lebih kerap dipanggil yttrium aluminium garnet - YAG atau garnetit. YAG paling kerap ditanam menggunakan kaedah Czochralski, tetapi hasil yang baik juga diperoleh melalui penghabluran daripada cair dengan fluks. Syarat-syarat untuk sintesis YAG sangat serupa dengan syarat untuk menanam korundum.
Pada mulanya, garnet aluminium yttrium hanya digunakan dalam teknologi; dengan menambahkan beberapa lantanida (khususnya, neodymium), kristal yang digunakan dalam teknologi laser telah ditanam: sebagai tambahan, kristal YAG berfungsi sebagai substrat dalam sintesis garnet ferrimagnetik yang digunakan dalam teknologi laser dan elektronik radio.
DALAM tahun kebelakangan ini YAG digunakan secara meluas dalam barang kemas. Terima kasih kepada penambahan lantanida, ia menjadi mungkin untuk mendapatkan kristal warna yang berbeza- merah, hijau, kuning, coklat, dsb., tidak terdapat di alam semula jadi. Di luar negara, YAG dihasilkan oleh beberapa syarikat yang paling popular adalah bom tangan dari Linda (AS).
Di USSR, YAG dihasilkan menggunakan kaedah penghabluran berarah, yang membolehkan seseorang mengembangkan kristal biasa dan tulen dengan sempurna.
Delima tiruan terbentuk apabila suhu tinggi dalam vakum tinggi dalam radas khas. Kilang itu menghasilkan garnet ringan, merah jambu, kuning dan hijau. Masa sintesis adalah kira-kira 4 hari. Penyelidikan sedang dijalankan bertujuan untuk mendapatkan kristal YAG dari sebarang warna - daripada ungu dan limau kepada biru tulen dan ungu.
Litium niobate
Litium niobate - LiNbO 3 - ialah batu sintetik yang agak lembut (kekerasan kira-kira 5.5 pada skala Mohs). Ia menarik terutamanya untuk sifat optiknya, yang memungkinkan untuk menggunakannya dalam teknologi laser. Indeks biasannya ialah 2.2 -2.3, penyebarannya tinggi 0.12, yang memberikan permainan yang cantik batu
Kristal ditanam menggunakan kaedah Czochralski. Dengan menambahkan oksida logam kumpulan peralihan kepada cair, kristal warna yang berbeza boleh diperolehi: apabila menambah kromium oksida - hijau, oksida besi - merah, kobalt oksida - biru atau biru. Di USSR, litium niobate tidak disintesis.
Terdapat beberapa jenis batu sintesis yang tidak terdapat di alam semula jadi. Kristal ini telah ditanam secara tidak sengaja semasa penyelidikan dalam bidang fizik keadaan pepejal. Sebahagian daripada kristal ini, selepas dipotong, mula digunakan dalam perhiasan.
Strontium titanat
Salah satunya ialah strontium titanate sintetik, yang ditanam dalam penunu Verneuil. Strontium titanate mempunyai komposisi kimia SrTiO3. Strontium titanate dan mineral perovskit (CaTiO3) sangat serupa dalam struktur padu dan bentuk kristalnya. Strontium titanate adalah isotropik, hampir tidak berwarna, mempunyai indeks biasan dalam cahaya natrium 2.410, serakan 0.19 dalam julat dari B hingga G, graviti tentu 5.1, kekerasan 6. Strontium titanate juga mempunyai nama lain seperti starilian, fabulite, diagem. Strontium titanat yang dipotong cemerlang sangat mirip dengan berlian, walaupun ia boleh dikenali dengan mudah walaupun dengan kekerasannya atau dengan graviti tentu 3.52, dan ia tidak berpendar dalam cahaya ultraungu. Disebabkan fakta bahawa strontium titanate mudah dibezakan daripada berlian, ia tidak digunakan dalam perhiasan.
Litium niobate
Satu lagi bahan yang tidak berlaku di alam semula jadi tetapi boleh ditanam secara buatan ialah litium niobate. Sodium niobate memasuki pasaran barang kemas Amerika dengan nama Linobat. Litium niobate ditanam kebanyakannya tidak berwarna, tetapi jika bahan tambahan khas ditambah, ia boleh memperoleh warna dari merah hingga ungu. Litium niobate mempunyai komposisi kimia LiNbO3. Dari segi sifat kimianya, ia sangat hampir dengan sifat strontium titanate. Tetapi tidak seperti strontium titanate, bahan yang ditanam secara buatan ini bukan isotropik, tetapi uniaksial atau trigonal. Litium niobate mempunyai indeks biasan rasuk biasa dalam cahaya natrium 2.30, dan indeks biasan rasuk bukan biasa 2.21. Litium niobate mempunyai kekerasan 5.5, graviti tentu 4.64, penyebaran 0.120 dalam julat dari B ke G, iaitu 3 kali lebih tinggi daripada penyebaran berlian.
Ahli fizik telah mensintesis beberapa bahan dengan struktur yang hampir sama dengan garnet. Mineral sedemikian tidak berlaku di alam semula jadi. Bahan seperti garnet ini mempunyai formula kimia X3AL3O12. Bahan-bahan ini dicipta dalam penunu Verneuil atau menggunakan kaedah Czochralski, di mana mineral semula jadi yang terampai di atas cair sebagai benih diturunkan sehingga ia menyentuh permukaan cair, dan kemudian ia dinaikkan dan diputar. Disebabkan ini, kristal menjadi besar dan berbentuk silinder. Proses ini juga dipanggil lukisan cair. Bahan-bahan ini yang paling dicari ialah Yttrium Aluminium Garnet dan Daimonair. Biasanya, Yttrium Aluminium Garnet dan Daimonair dibuat tanpa warna, tetapi anda boleh memberi mereka warna yang berbeza dengan menambahkan kekotoran khas. Sebagai contoh, jika anda menambah kromium, bahan itu akan memperoleh warna hijau dan menjadi serupa dengan demantoid. Anda boleh membezakan bahan sintetik daripada demantoid dengan graviti tentu, kerana bahan itu mempunyai graviti tentu 4.6, manakala demantoid adalah lebih kurang.
zirkonia padu berbeza daripada berlian dalam ketumpatannya yang meningkat (6 g/cm 3, bergantung pada jenis dan kepekatan kekotoran), kekerasan yang lebih rendah (8.5 pada skala Mohs dan bukannya 10 untuk berlian), dan kekurangan birefringence.
Zirkonia kubik bermuka tidak berwarna secara visual hampir tidak dapat dibezakan daripada berlian sebenar dalam kecantikan, kecemerlangan dan permainan warnanya. Ini disebabkan oleh indeks biasan yang tinggi (2.14 - 2.18), serta penyebaran cahaya yang tinggi - 0.06. Itulah sebabnya zirkonia padu sangat disayangi dan popular. Dan ia sangat murah. Jika anda hanya memerlukan hiasan, jangan ragu untuk memilih cubic zirconia!
Barang kemas cubic zirconia dijual di banyak kedai barang kemas. Selalunya ini adalah cincin dan anting-anting.
YAG (ytrium aluminium garnet) berbeza daripada berlian dengan indeks biasan yang lebih rendah (1.832), serakan rendah (0.028), ketumpatan yang lebih tinggi (4.65 g / cm 3, nilai mungkin berbeza-beza bergantung pada komponen kekotoran) dan kekerasan yang lebih rendah (8.5 pada skala Mohs, 1550 kgf / mm 2 mengikut Vickers dan 1100 kgf/cm 2 mengikut sklerometri untuk satah (100)).
Laser neodymium ialah laser keadaan pepejal yang paling popular. Dalam laser ini, medium aktif lazimnya ialah kristal Y3AI5O12 [disingkatkan sebagai YAG (yttrium aluminium garnet)], di mana beberapa ion Y3+ digantikan dengan ion Nd3+.
GGG (gadolinium gallium garnet)- indeks biasan yang lebih rendah (sebanyak 0.4), penyebaran yang lebih tinggi secara mendadak (hampir satu susunan magnitud).
Teknologi pertumbuhan kristal GGG yang dibangunkan secara industri memungkinkan untuk mengembangkan kristal tunggal saiz besar dan untuk mengeluarkan daripadanya unsur aktif laser sehingga 100 mm diameter dan 200 mm panjang dengan kualiti optik yang baik.
Tidak seperti kristal YAG, kekisi GGG memungkinkan untuk memperkenalkan kepekatan ion kekotoran neodymium yang lebih tinggi dan dengan itu meningkatkan kecekapan pengelasan laser di bawah pengepaman lampu kepada 5%, iaitu lebih kurang 2 kali ganda daripada laser YAG. Selain itu, parut GGG memungkinkan untuk mengaktifkan bersama kristal dengan ion pemeka Cr3+ atau Ce3+, yang menyerap radiasi dengan kuat dari lampu pam dan memindahkan pengujaan kepada ion Nd3+, meningkatkan kecekapan laser, sinaran dan rintangan UVnya.
Rutil sintetik
Rutil sintetik dicirikan oleh penyebaran yang kuat, indeks biasan tinggi, ketumpatan meningkat, kekerasan rendah.
Indeks biasan rasuk biasa (dalam cahaya natrium) ialah 2.62, yang luar biasa ialah 2.90, serakan dalam selang B - G ialah 0.28. Nilai yang luar biasa tinggi ini mencipta permainan cahaya di dalam batu, permainan unggul berlian asli Oleh itu, rutil sintetik bermuka adalah batu yang sangat cantik. Tetapi kekerasannya hanya 6.5, ini adalah kelemahan, satu lagi kelemahan ialah batu-batu ini sentiasa mempunyai warna kekuningan (dan terdapat sedikit permintaan untuk varieti berwarna di mana penyebaran yang kuat sukar dilihat).
Batu sintetik sentiasa mendedahkan dirinya: ia mengandungi kemasukan dalam bentuk gelembung gas.
Schelite sintetik
Schelite sintetik- indeks biasan yang lebih rendah dan penyebaran, kekerasan rendah, ketumpatan yang lebih tinggi.
Scheelite kualiti permata semulajadi sangat jarang berlaku sehingga batu potong mineral ini (kalsium tungstate) dianggap lebih sebagai barang pengumpul daripada bahan serius untuk digunakan dalam perhiasan.
Tetapi scheelite sintetik, yang diperoleh dengan kaedah Czochralski, dihasilkan dalam kuantiti yang banyak dalam bentuk kepingan lutsinar yang besar, dan ia agak kerap dilepaskan di pasaran sebagai bahan semula jadi dan minta harga yang lebih tinggi.
Tanda batu yang disintesis boleh menjadi kehadiran garis melengkung, sangat serupa dengan garisan yang diperhatikan dalam sintetik Verneuil, serta awan buih yang sangat kecil.
Litium niobate
Litium niobate Ia dibezakan oleh birefringence yang tinggi, peningkatan graviti tentu dan kekerasan yang rendah, kekurangan cahaya dalam sinaran UV.
Litium niobate(LiNbO 3) ialah sebatian niobium, litium dan oksigen. Pepejal tidak berwarna dengan struktur rombohedral. Takat lebur 1257 °C, ketumpatan 4.65 g/cm³.
Kristal litium niobate adalah telus optik dalam julat panjang gelombang 0.4-5.0 mikron; indeks biasan sinar biasa ialah 2.29, sinar luar biasa ialah 2.20 (untuk panjang gelombang 0.63 μm).
Kristal neobate litium berdop Fe menjanjikan untuk mencipta sistem kawalan pancaran laser holografik sebagai panduan cahaya filem. Pandu gelombang berdasarkannya digunakan untuk peranti pensuisan elektro-optik dan akusto-optik, dsb.
Fabulite
Fabulite berbeza daripada berlian dalam kekerasan (6.5 pada skala Mohs), ketumpatan 5.13 g/cm 3 (lebih tinggi dengan ketara daripada berlian). Sinonim: diagem, starilan.
Ia hampir tidak dapat dibezakan sepenuhnya dari segi indeks biasan, serakan (0.190), isotropi, dan warna.
Fabulite- analog sintetik tausonit mineral, strontium titanate. Warna awal adalah hitam; untuk mencerahkan dan memberikan ketelusan, fabulite disepuh dan bahan berwarna hangat diperoleh daripada kuning kepada merah gelap atau coklat, disebabkan oleh kekotoran vanadium, kromium, besi dan lain-lain. Campuran niobium dan tantalum memberikan bahan warna biru.
Ini adalah bahan pemotongan yang sangat mengagumkan.
Kilauan kaca.
Berganda
Sebagai tambahan kepada semua tiruan dan palsu, doublet berlian juga diketahui: dalam kes ini, bahagian atas batu diperbuat daripada berlian, dan bahagian bawah diperbuat daripada nilam sintetik tidak berwarna, kristal batu atau kaca; Kadangkala doublet berlian diperbuat daripada spinel sintetik (bahagian atas) dan fabulite (bahagian bawah).
Yttrium aluminium garnet (YAG) ialah bahan optik yang sesuai digunakan dalam optik UV dan IR. Produk YAG boleh digunakan sebagai elemen optik dalam kawasan spektrum luas dari 250-5000 nm. Sifat mekanikal dan kimia YAG adalah hampir dengan nilam, tetapi YAG tidak dwirefringen dan pemprosesannya agak lebih mudah daripada nilam. YAG tidak mempunyai garis serapan di kawasan 2 - 3 µm, di mana gelas biasanya cenderung untuk menyerap dengan tinggi disebabkan oleh ikatan molekul air yang kuat. Oleh kerana kekuatannya yang tinggi, ambang patah, indeks biasan dan kekonduksian terma, YAG boleh digunakan pada suhu tinggi dan dalam laser berkuasa tinggi.
Kami menggunakan kristal berkualiti tinggi untuk optik kami, ditanam menggunakan kaedah Czochralski dan kaedah mendatar mengikut pilihan pelanggan. Syarikat kami menjalankan penggilap laser YAG, menghasilkan panduan cahaya, prisma dan cermin.
|
Sifat optik |
|
| Kawasan penghantaran, µm | 0.21 hingga 5.3 |
| Indeks biasan, pada 1.064 µm | 1.82 |
| Kehilangan pantulan, % untuk dua permukaan 1.064 µm | 16.7% |
| Faktor termooptik (dT), 633 nm | 7.3 * 10 -6 * K -1 |
|
Sifat fizikal |
|
| Ketumpatan, g/cm3(20°C) | 4.56 |
| Keterlarutan | Tidak larut dalam air |
| Jenis bahan | Monokristal sintetik |
| Struktur kristal | padu |
| Takat lebur °C | 1940 |
| Kekonduksian terma W * cm -1 * °K -1 | 0.14 |
| Pekali suhu pengembangan linear 1/°C | 7.8 x 10 -6 |
| Haba tentu J /(kg * K) pada 0 °C | 590 |
| Pemalar dielektrik | 11.7 |
| Modulus muda (E), GPa | 300 |
| Pekali keanjalan | C11 = 333 C12 = 111 C 44 = 115 |
| had elastik MPa | 280 |
| Kekerasan Mohs | ~8,5 |
Garnet aluminium Yttrium didop dengan neodymium (Y 3 A 15 O 12:Nd 3+)
Garnet aluminium Yttriumdoped neodymium ( Y 3 A 15 O 12:Nd 3+) ialah kristal laser yang digunakan secara meluas untuk tujuan industri, perubatan dan saintifik. Kelebihan utamanya ialah: ambang penjanaan rendah, kecekapan tinggi, kerugian rendah pada 1.064 µm, serta kualiti optik yang tinggi, kekonduksian terma yang baik dan rintangan kepada perubahan suhu, sifat kimia dan mekanikal yang stabil, yang membolehkan penggunaan Nd:YAG dalam semua jenis laser keadaan pepejal.
| Hartanah | |
| Formula kimia | Nd 3+ :Y 3 Al 5 O 12 |
| Struktur kristal | Kubik |
| Kepekatan aloi, pada.% | 0.5 - 1.2 |
| Pemalar kekisi, A | 12.01 |
| Ketumpatan g/cm3 | 4.56 |
| Takat lebur, °C | 1950 |
| Pemalar dielektrik | 11.7 |
| Kekerasan lumut | 8.5 |
| 7.8 x 10 -6 x °K -1 ,<111> 8.2 x 10 -6 x °K -1 ,<100> |
|
| Kekonduksian terma 25°C, W x cm -1 x °K -1 | 0.14 |
| Pekali kehilangan pada 1064 nm, cm -1 | 0.003 |
| Indeks biasan, pada 1 µm | 1.82 |
Spesifikasi rod laser Nd:YAG
| bahan | Yttrium aluminium garnet didop dengan neodymium |
| Tahap aloi | 0.5 - 2.3 % |
| Penyebaran aloi | +/- 0.1 % |
| Orientasi | <111> |
| Toleransi orientasi | +/-5º |
| Toleransi diameter | +/- 0.05 mm |
| Toleransi panjang | +/- 0.5mm atau mengikut keperluan |
| Concurrency | |
| Perpendicularity | |
| Herotan muka gelombang | Lambda/8 setiap inci pada 633 nm |
| Kerataan | Lambda/10 pada 633 nm atau mengikut permintaan pelanggan |
| Titik calar | 10-5 MIL – 13830B |
| Permukaan sisi | Dipasir atau digilap |
| Bukaan cahaya | 90% bahagian tengah |
| Chamfers | <0.15 мм x 45º |
| Salutan | Salutan AR R<0.2% с поверхности на1064 nm или по требованию заказчика |
Selain itu, ARD-OPTIX menawarkan perkhidmatan pembaikan
(menggilap semula dan menyalut) elemen laser pelanggan
Yttrium aluminium garnet didop dengan erbium (Er:Y 3 Al 5 O 12 atau Er:YAG)
Yttrium aluminium garnet didop dengan erbium ( Er:Y 3 Al 5 O 12 atau Er:YAG) ialah kristal laser yang mempunyai kelebihan luas apabila digunakan pada panjang gelombang 2.94 µ . Er:YAG mempunyai kualiti optik yang tinggi, kecekapan tinggi, kekonduksian terma yang baik, sifat kimia dan mekanikal yang stabil. Er:YAG dipam ke kawasan yang luas 600 - 800 nm. Semua sifat ini membuat Er:YAG Bahan yang sangat baik untuk pergigian dan laser perubatan lain.
| Sifat asas | |
| Formula kimia | Er:Y 3 Al 5 O 12 |
| Struktur kristal | Kubik |
| Kepekatan aloi, pada.% | 1 - 50% |
| Pemalar kekisi, A | 12.00 |
| Ketumpatan, g/cm3 | 5.35 |
| Takat lebur, ºC | 1970 |
| Pemalar dielektrik | 11.7 |
| Kekerasan lumut | 8.5 |
| .Pekali pengembangan haba | 7.7 x 10-6 x ºK-1,<111>8.2 x 10-6 x ºK-1,<100> |
| Kekonduksian terma pada 25ºC, W x cm-1 x ºK-1 | 0.12 |
| Pekali kehilangan pada 1064 nm, cm-1 | 0.003 |
| Panjang gelombang sinaran, nm | 2940 |
| Indeks biasan, pada 2940 nm | 1.79 |
Spesifikasi rod laser Er:YAG
| bahan | Yttrium aluminium garnet didop dengan erbium |
| Tahap aloi | 1 - 50 % |
| Orientasi | <111> |
| Toleransi orientasi | +/-5º |
| Toleransi diameter | +/- 0.05 mm |
| Toleransi panjang | +/- 0.5mm atau sebagai keperluan pelanggan |
| Concurrency | |
| Perpendicularity | |
| Herotan muka gelombang | Lambda/8 setiap inci pada 633 nm |
| Kerataan | Lambda/10 pada 633nm atau sebagai permintaan pelanggan |
| Titik calar | 10-5 |
| Permukaan sisi | Dipasir atau digilap |
| Bukaan cahaya | 90% |
| Chamfers | <0.15 mm x 45º |
| Salutan | Salutan AR dengan R<0.25 % на 2940 нм или по требованию заказчика |
Selain itu, ARD-OPTIX menawarkan perkhidmatan pembaikan
(menggilap semula dan menyalut) elemen laser pelanggan
Yttrium aluminium garnet didop dengan ytterbium (Yb: Y 3 Al 5 O 12 atau Yb:YAG)
Garnet aluminium yttrium berdop Ytterbium (Yb: Y 3 Al 5 O 12 atau Yb:YAG) adalah salah satu bahan aktif laser yang menjanjikan dan lebih mudah untuk mengepam diod berbanding dengan yang tradisional Nd garnet. Ia boleh menjana pada panjang gelombang 1.03µ apabila dipam pada 940 nm. Kelebihan utama Yb:YAG: jalur penyerapan yang luas, kecekapan tinggi dan pelepasan yang sangat baik. Yb: Bahan laser YAG digunakan secara meluas dalam laser industri untuk pemotongan logam dan kimpalan. Kristal ini juga digunakan dalam elektronik, optik dan teknologi laser.
| Sifat asas | |
| Formula kimia | Yb 3+ :Y 3 Al 5 O 12 |
| Struktur kristal | padu |
| Kepekatan doping, pada.% | 5 - 30 % |
| Pemalar kekisi, A | 12.01 |
| Ketumpatan g/cm3 | 4.56 |
| Takat lebur, °C | 1970 |
| Kekerasan lumut | 8.5 |
| Pekali pengembangan haba | 7.8 x 10 -6 x °K -1 ,<111> |
| Kekonduksian terma25°C, W x cm -1 x °K -1 | 0.14 |
| Pekali kehilangan pada 1064 nm, cm -1 | 0.003 |
| Panjang gelombang pengikat, nm | 1030 |
| Indeks biasan, setiap 1 µ | 1.82 |
Spesifikasi rod laser Yb:YAG
| bahan | Yttrium aluminium garnet didop dengan ytterbium |
| Tahap aloi | 5 - 30 % |
| Orientasi | <100> |
| Toleransi orientasi | +/-5º |
| Toleransi diameter | +/- 0.05 mm |
| Toleransi panjang | +/- 0.5mm atau sebagai keperluan pelanggan |
| Paralelisme | |
| Perpendicularity | |
| Herotan muka gelombang | Lambda/8 setiap inci pada 633 nm |
| Kerataan | Lambda/10 pada 633 nm atau sebagai permintaan pelanggan |
| Titik calar | 10-5 |
| Permukaan sisi | Dipasir atau digilap |
| Bukaan cahaya | 90% wilayah tengah |
| Chamfers | <0.15 мм x 45º |
| Salutan | Salutan AR dengan R<0.25% с поверхности на требуемой длине волны |
Selain itu, ARD-OPTIX menawarkan perkhidmatan pembaikan
(menggilap semula dan menyalut) elemen laser pelanggan
Di antara batu perhiasan, tempat yang istimewa diduduki oleh batu sintetik, yang tidak mempunyai analog semula jadi. Untuk masa yang lama, teknologi untuk mengembangkan kristal sedemikian telah dibangunkan secara intensif di negara kita, kerana ia digunakan secara meluas untuk tujuan saintifik dan teknikal, contohnya, dalam teknologi laser, di mana sifat kristal ketulenan dan bebas kecacatan adalah sangat penting. . Sifat-sifat ini, digabungkan dengan keupayaan untuk mendapatkan kristal pelbagai warna, yang menarik perhatian tukang emas. Pada masa ini, batu sintetik, yang tidak mempunyai analog semula jadi, digunakan secara meluas dalam perhiasan, sama ada secara bebas atau sebagai tiruan batu perhiasan semula jadi yang lebih mahal.
Setakat ini yang paling popular batu sintetik, yang tidak mempunyai analog semula jadi, adalah
- zirkonia padu,
- garnet aluminium yttrium (YAG),
- kuarza hijau dan biru,
- kaca,
- Yang kurang biasa termasuk gadolinium gallium garnet (GGG) dan lithium niobate.
Garnet Yttrium-aluminium dan beberapa jenis garnet sintetik lain muncul pada awal 60-an dan mendapat pengiktirafan luas dalam industri perhiasan sebagai bahan pemotongan. Yang paling meluas di kalangan garnet sintetik ialah yttrium-aluminium (YAG) dan gadolinium-gallium (GGG). YAG dan terutamanya kristal GGG digunakan secara meluas dalam sains dan teknologi, dan inilah yang merangsang perkembangan kerja pada sintesis dan pertumbuhannya. Penggunaan garnet sintetik sebagai batu perhiasan telah difasilitasi oleh pembangunan kaedah kos efektif untuk penanaman mereka - kaedah penghabluran terarah dan lebur zon.
Garnet aluminium Yttrium adalah satu-satunya garnet sintetik yang masih digunakan dalam perhiasan sebagai batu permata tiruan. YAG tulen tidak berwarna; pengenalan kekotoran memungkinkan untuk mendapatkan pelbagai warna, contohnya, campuran kromium - hijau, kobalt - biru, mangan - merah, titanium - kuning. YAG tidak berwarna digunakan sebagai tiruan berlian, dan hijau sangat mirip dengan demantoid sehingga hampir mustahil untuk membezakannya secara visual.
Gadolinium gallium garnet adalah bahan lutsinar dengan warna coklat samar dan kilauan yang sangat tinggi, dan pada satu masa telah berjaya sebagai berlian tiruan. Sifat diagnostik HGG diberikan dalam jadual. Perlu diperhatikan kekerasannya yang rendah, yang tidak membenarkannya meluas sebagai bahan perhiasan.
Antara ciri dalaman dalam garnet sintetik, pengezonan, gas dan kemasukan pepejal, penyekatan dan keretakan sering diperhatikan. Diagnostik YAG dan garnet sintetik lain tidak menimbulkan sebarang kesulitan tertentu.
Baru-baru ini, bahan sintetik yang paling popular yang meniru berlian adalah zirkonia padu - zirkonium oksida padu yang stabil. Buat pertama kalinya, kristal zirkonia padu ditanam pada pertengahan 60-an di negara kita di Institut Fizik. P.I. Lebedeva A.N. USSR (FIAN), selepas itu kristal yang terhasil dinamakan. Kaedah peleburan kerang kini digunakan untuk menumbuhkan kristal zirkonia padu. Memiliki satu set sifat yang penting untuk digunakan dalam tujuan saintifik dan teknikal, zirkonia padu, bagaimanapun, sejurus selepas pembangunan kaedah untuk pengeluaran mereka mula digunakan dalam industri perhiasan. Ini difasilitasi terutamanya oleh keindahan dan persamaan luaran yang mencolok dari zirkonia padu potong tidak berwarna dengan berlian, serta keupayaannya untuk dicat, dengan pengenalan kekotoran kromoforik, ke dalam pelbagai warna terang. Sebagai contoh, campuran europium memberikan zirkonia padu warna merah jambu, besi - kekuningan, kobalt - ungu tua, vanadium - hijau, tembaga - kuning, dan siri - merah terang. Baru-baru ini, Rusia telah membangunkan teknologi untuk menghasilkan varieti putih, merah jambu dan hitam legap, yang bertindak sebagai mutiara tiruan, kalsedon hitam atau berlian hitam. Hari ini, mendiagnosis zirkonia padu tidak menimbulkan sebarang kesulitan tertentu (sifat diagnostik termasuk ketumpatan, kekerasan dan pendarfluor UV).
Cubic zirconia, bersama-sama dengan garnet sintetik, adalah saingan yang layak kepada batu perhiasan semula jadi. Pada masa yang sama, zirkonia padu, dicirikan oleh indeks biasan yang lebih tinggi dan nilai serakan, mempunyai kecemerlangan dan permainan cahaya yang lebih terang daripada, sebagai contoh, garnet yttrium-aluminium.
Kristal sintetik seterusnya yang tidak mempunyai analog semula jadi dan digunakan dalam perhiasan ialah litium niobate, juga dikenali dengan nama dagangan "linobate". Ia ditanam menggunakan kaedah Czochralski, kristal tunggal diambil daripada cair niobate dalam mangkuk platinum. Litium niobate adalah dwirefringen, tetapi indeks biasannya (lihat jadual) adalah hampir dengan berlian. Kerana penampilannya yang "sutera", kerana birefringence yang agak tinggi, dan kekerasan yang rendah, linobat adalah salah satu tiruan berlian yang paling tidak bernilai. Tidak berwarna dalam bentuk tulennya, litium niobate boleh diwarnakan hijau dengan campuran kromium, kuning dengan campuran nikel, biru dengan campuran kobalt, dan merah dengan campuran besi ferus. Oleh kerana birefringencenya yang tinggi, litium niobate dengan mudah boleh disalah anggap sebagai zirkon, tetapi dengan ciri yang sama ini ia boleh dibezakan dengan mudah daripada berlian atau demantoid.
Pelbagai cermin mata tiruan telah lama digunakan sebagai tiruan batu perhiasan semula jadi, dan mereka masih terus digunakan secara meluas dalam perhiasan. Nama "rhinestones" yang terdapat dalam kesusasteraan juga merujuk kepada kaca. Perlu diingatkan bahawa terdapat juga pelbagai cermin mata semulajadi - moldavit, obsidian, lechatelierite, dan lain-lain di bawah hanya gelas yang diperoleh secara buatan dan tidak ada kaitan dengan yang semula jadi akan diterangkan. Dalam warna, kaca boleh meniru kebanyakan batu perhiasan dengan tepat, terutamanya kerana batu dengan indeks biasan rendah biasanya mempunyai kilauan vitreous. Walaupun sifat kaca boleh berbeza-beza secara meluas, ciri diagnostik yang boleh dipercayai kini telah dikenal pasti untuk mengenal pasti tiruan kaca. Yang paling penting ialah: kemasukan gelembung gas (kadang-kadang agak besar), birefringence anomali (tidak selalu diperhatikan), patah konkoid (kaca agak rapuh), indeks biasan dan ketumpatan (pemalar ini untuk gelas jarang sepadan dengan pemalar batu simulasi) , dan cermin mata selalunya mengandungi apa yang dipanggil strata, mengingatkan pengezonan melengkung.
Antara batu sintetik, yang tidak mempunyai analog semula jadi, juga harus diperhatikan biru, kuarza hijau dan forsterit sintetik biru. Walaupun kuarza dan forsterit berlaku dalam alam semula jadi, jenis warna yang disenaraikan dalam kombinasi dengan kekotoran dan proses yang membawa kepada penampilan warna sedemikian tidak wujud dalam alam semula jadi. Kuarza sintetik ditanam menggunakan kaedah hidroterma. Untuk mendapatkan warna biru, campuran kobalt dimasukkan ke dalam sistem, dan besi ditambah untuk mendapatkan varieti hijau dan coklat.
Untuk tujuan eksperimen, forsterit yang mengandungi campuran kobalt telah disintesis dalam kuantiti yang kecil. Dengan pengenalan walaupun sedikit kekotoran ini, forsterite sintetik memperoleh warna biru dan pleochroism yang kuat dalam nada merah, yang membolehkan ia bertindak sebagai tiruan tanzanite (zoisite biru, popular di luar negara).
Sedikit sebanyak, mengikut kategori yang diterangkan batu sintetik perhiasan Batu yang mempunyai analog semula jadi juga boleh dimasukkan, tetapi batu semula jadi didapati dalam bentuk individu terkecil, jadi ia tidak digunakan dalam perhiasan. Yang paling terkenal di antara batu-batu ini ialah moissanite, salah satu yang kurang dikenali ialah zink. Kedua-duanya mempunyai indeks biasan yang tinggi. Moissanite telah digunakan sebagai tiruan berlian sejak tahun 1996, manakala zinkit kurang biasa kerana ia mempunyai kekerasan yang rendah.
Produk dengan batu sintetik, yang tidak mempunyai analog semula jadi, menduduki kedudukan yang stabil di pasaran dalam sektor barang kemas murah yang tersedia untuk pelbagai pengguna. Sifat mereka (seperti warna, penyebaran, kekerasan) dan penunjuk kualiti tinggi membolehkan mereka berjaya digunakan sebagai tiruan, i.e. sebagai alternatif kepada batu perhiasan yang mahal. Dalam sesetengah kes, batu-batu ini kelihatan lebih baik daripada batu semula jadi sebagai contoh, zirkonia padu tidak berwarna lebih baik daripada berlian dalam "permainan" dan kecemerlangan dalam cahaya petang. Memandangkan teknologi sintesis sedang dalam pembangunan berterusan, kita boleh menjangkakan kemunculan bahan perhiasan baharu dan jenis baharu yang sedia ada.
Jadual. Sifat diagnostik beberapa batu sintetik yang tidak mempunyai analog semula jadi.
|
Formula kimia |
Indeks biasan |
Dwirefringence |
Penyerakan |
Ketumpatan |
Pendarfluor UV |
Kekerasan |
|
|
zirkonia padu |
isotropik |
DV: kuning-hijau atau kuning |
|||||
|
isotropik |
DV: cerah, bergantung kepada kekotoran |
||||||
|
isotropik |
|||||||
|
Litium niobate |
|||||||
|
kaca |
isotropik |
Maxim Viktorov
Ksenia Rosenberg
Pusat Gemologi Universiti Negeri Moscow
