A cubic zirkonia gyártásának jellemzői a garrisonage módszerével, a "fiatal tudós"
A kötet cirkóniumának megszerzésének legfontosabb módja - a körmösítés módja, e módszer másokra vonatkozó előnyei és a kockás cirkónium színezésének módszere.
Kulcsszavak: fianit, kristály, köret, gyémánt helyettesítő, olvad.
A modern termelésben többféleképpen lehet megkötni a köbös cirkóniumot, de figyelembe fogjuk venni a legjobban megalapozott és széles körben alkalmazott módszer jellemzőit - a köretet.
A Fianit egy köbös cirkónium-dioxid. 1976-ban megkapták az első fianitust, amelyben a törésmutató és a diszperzió közel állt a gyémánthoz, ami lehetetlenné tette a köztük lévő különbség meghatározását [1]. Látszólag, a fianit a szeméttel eltér a gyémánt kerek élek, és a faceted gyémánt arc éles és nem lekerekített. Egy másik módja annak, hogy vizuálisan megkülönböztessük a kis köbös zirkóniát a kis gyémánttól a termék megsemmisítése nélkül, szinte lehetetlen.
A stabilizált köbös cirkónium-cink-oxid-fianit [2] megszerzésére a helyőrséget vagy a közvetlen nagyfrekvenciás olvasztást hideg tartályban végeztük. E módszer technikai megvalósítását az 1. és 2. ábrán mutatjuk be. A módszer lényege a következő: a terhet egy tégelybe (hideg tartályba) helyezzük, amelynek hőmérsékletét szobahőmérsékleten tartjuk a csöveken átfolyó víz áramlásával. A nagyfrekvenciás generátor egy cirkónium-oxid por elegendő energiát biztosít a középső része megolvasztásához, míg a külső rész hideg marad, és ezért szilárd.
Ábra. 1. A köbös oxid szintézisének rendje közvetlen nagyfrekvenciás olvadással, hideg tartályban
Ábra. 2. A kristályok elhelyezése a tartály belsejében hűtés után
Az olvadt cirkóniát ugyanabból az anyagból készült kéreg veszi körül (köbméter cirkóniumot önmagában héjban termesztenek). Amikor kristályosodik, a legelőnyösebb anyag kristályos héját használják a tégely eredeti falaként. Ez nagyon fontos a cirkónium-cirkónium kristályainak növekedéséhez, mivel magas olvadáspontja miatt nehéz felvenni a tégelyt: vagy reagál az olvadékkal vagy olvadékkal.
A tégelyt úgy kell megtervezni, hogy csak az oxidot melegítse, és hideg maradjon. Ezt a rézcsövek falaiba történő bevezetésével érik el, amelyeken keresztül a víz kering.
A nagyfrekvenciás generátorról a cirkónium-oxidra történő energiaátvitel a tégelyt körülvevõ induktor segítségével történik. Ebben az esetben az olvasztási folyamat indukció, amely csak akkor következik be, ha az anyag elektromosan vezető. Az anyag elektromos vezetőképességét magas hőmérséklet, cirkónium-fém, stabilizáló anyagok és oxigénhiánnyal töltik be a töltetbe.
Az energiaellátást a minta folytatódik, amíg a tétel teljesen elolvadt, kivéve vékony héj közelében érintkezik a hideg tégelyben. Annak érdekében, hogy a kristályok növekedjenek, a nagyfrekvenciás fűtőerő lassan csökken. Ez összefüggésbe hozható azok alakjával és mennyiségével is - gyors hűtéssel, szabálytalan alakú polikristályosodás előfordulhat. A megszilárdulás az aljáról indul, bár a kezdeti szakaszokban szilárd olvadék alakul ki az olvadék felső részén. Lehűlés után az olvadék szobahőmérsékletre, a megszilárdult tömege oszlopos kristályok izolálhatok legfeljebb 2 cm átmérőjű és azonos magasságban. Lehetőség van így kristályos sárga, piros, lila, barna és valószínűleg más szín hozzáadásával cérium, neodímium, króm, erbium és a titán, de még mindig a legnépszerűbb színtelen, hasonló gyémántkristályok egy enyhén sárgás árnyalatú.
Számos módszer van a fianit festésére. Az egyik módszer lényege a kobalt és legalább egy olyan fém eloszlása, amelynek oxidja kovalens kobalt-oxidot (például vasat és / vagy alumíniumot) kobaltkristály felületére spinellképzésre képes. Ezután egy oxigéntartalmú atmoszférában a hőkezelést 1000 ° C feletti hőmérsékleten végezzük, de a fianit olvadáspontját nem haladja meg, legalább 3 órán át. Előnyösen a bevonatot fémek termikus permetezésével vákuumban alkalmazzuk. Ezeket a fémeket felváltva vagy egyidejűleg lehet alkalmazni. A kockás cirkónium kékeszöld színű kobalt és alumínium alkalmazásával 1: 1 és 1: 2 közötti atomarányt alkalmazunk. A sárga-zöld skála kocka cirkóniás színezéséhez a kobaltot, az alumíniumot és a vasat 1: 1: 0,1-0,2 atomarányban alkalmazzuk. A sárgásbarna méretű kocka cirkónium-színét a kobalt és a vas 1: 1 és 1: 2 közötti atomarányban alkalmazzuk. A módszer biztosítja a reprodukálható szín előállítását, amely ellenáll a magas hőmérsékletnek és a kémiai hatásoknak.
Megállapítást nyert, kísérletileg, hogy a színes átlátható és szilárdan kötődik a film felületén FIANITE kell legalább két fémet, hogy oxidációs hőkezelés során. Az egyik fémek legyen kobalt, amint tud képezni egy átmeneti réteget, és mereven összekapcsolva egy felülete a cirkónia. Más bevonatú fém kell lennie egy fém, amely egy kobalt a hőkezelés során az oxigént tartalmazó atmoszférában színes komplex spinell oxidok, amelyek általános képletű Co (Me) 2O4, ahol Me - egy vagy több fémet képező oxidok képletű Me2O3, meghaladó hőmérsékleteken stabil, 1000 ° C-on Ez a feltétel teljesül, például a vas és alumínium, mivel az alumínium-oxidok és vas-képes-oxid spinell kobalt.
Amikor felületén alkalmazott a cirkónia kobalt és legalább egy fém-oxidok, amelyek képesek a spinell pedig oxid kétértékű kobalt eredményeként szilárd fázisú kémiai reakció előforduló a hőkezelés következtében, képez átlátszó színes filmet szilárdan szemű FIANITE felülete, és amely azt a kívánt színt . A festett film spinell oxidok olvadáspontja magasabb, mint a olvadáspontja cirkónia, és nem oldjuk tömény savakkal.
Javasolt módja a hőkezelés határozza meg az a tény, hogy a hőmérséklet alatt 600-700 ° C-on kémiai reakció a felületen a cirkónia bekövetkezik. A tartomány 700 ° C és 1000 ° C-on a film színét heterogenitás erősen befolyásolja a hőmérséklet-eloszlást a kemencében, amely nem teszi lehetővé, hogy reprodukálható színes. Amikor a gazdaság hőmérséklete 1000 ° C, és a hőmérséklet nem magasabb, mint az olvadási hőmérsékletet a cirkónia, cirkónia színe határozza csak az összeg és vastagságának az aránya lerakódott fém és a jelölés film, ahol a film kapott színezés átlátható és erősen tapadó felületére cirkónia. [3]. Ez a módszer előnyös az alacsony energiaintenzitás, az alacsony színvonal és az alkalmazott színminőség miatt
A Szovjetunióban a köbcentimétert a Physics Institute gyártotta. Lebedev és 1976 óta széles körben értékesítik a "fianit" néven. Kétségtelen, hogy a világ számos társasága csatlakozott a köbös cirkóniák kereskedelmi termeléséhez, amelyek az egész világ ékszerpiacát már szintetikus cirkóniákkal árasztották el. Rögtön elnyerte az egyetemes elismerést mind a technológia, mind az ékszeriparban. Kiváló minőségű lencséket állít elő optikai eszközökhöz és szemüvegekhez, mivel a nagy törésmutatónak köszönhetően a majdnem lapos lencsék nagyfokú nagyítást és kvantumgenerátoros optikai eszközöket biztosítanak. A Fianit kémiailag stabil az agresszív környezetben, tűzálló, nem oxidál, és nem párolja el a 2500 o C feletti hőmérsékleten. Ez egy szigetelő, de 300 ° C-nál magasabb hőmérsékletre történő hevítéskor vezetővé válik.
Költségek csökkentése a cirkónia kristályok és a termelés növelése és megfelelnek a minőségi ékszerészek próbálja meg más szintetikus eljárásokkal. Kövekkel lehetséges az olvadékból oldatot, mint már tesztelt több sót oldószerek alkalmas kristálynövekedés, de lassabb növekedési ütem - jelentős akadályt a gazdaságilag előnyös eljárást versenyeznek az olvadék termesztési technológia. Kísérletek történnek, hogy kihasználja az alternatív megvalósításának eszközei magas hőmérsékleten, például, a nagy teljesítményű lámpák és lézerek, vagy egy ionizált plazma. Azonban a legjobb a szovjet technika, bármilyen eltérés az eredeti technológiával romlik a minősége cirkónia. Kedveltségük az egyéb, magas olvadáspontú anyagok tanulmányozásához vezetett, amelyek a gyémánt helyettesítői lehetnek.
3. Az Orosz Föderáció 2296825 számú szabadalma, "A köbös cirkónium festés módszere"
Kulcsszavak
fianit, kristály, köret, gyémánt helyettesítő, olvad.