Szintetikus smaragd
A berilli zöld formája, a smaragd néven ismert, annyira vonzó, és annyira vágyakozik, hogy a fajta sikeres szintézise nemcsak tudományos érdeklődést jelent. A természetes kődarabokból származó rubinok átkristályosításával kapcsolatos kísérletek szerény sikere is bátorítónak bizonyult azon kutatók számára, akik hasonló kísérleteket végeztek a földi berilliummal; a lángoló lángokban hevített színt csökkentették kis mennyiségű króm-oxid előzetes hozzáadásával. Ezek a kísérletek azonban kudarcot vallottak: az olvadás során minden alkalommal üveg keletkezett, és nem kristály; ezért hátborzongató hiba volt, hogy ezeket a termékeket tudományos smaragdoknak nevezték, mivel sem smaragd, sem tudományos szempontból sem. Az igazi smaragdok közül először színesek voltak, bár zöldek, de a levelek színében, és nem az igazi smaragdban, másrészt a fizikai tulajdonságokban
- törésmutató (1,508-1,527) és fajsúly (2,417-2,489), amelyek valamivel alacsonyabbak voltak, mint a smaragd kristályoké. A berillium üveg előállítása a berilli fragmensek lángszóró lángjainak olvadásával nem újítás, sőt, a múlt század kezdete óta ismertté vált
de nem vonta az ékszerészek figyelmét attól a pillanattól kezdve, amikor megállapították a szintetikus kövek beszerzésének lehetőségét.
A smaragdok szintézisének első sikeres kísérleteit nyilvánvalóan az Otfel és a Perret végezte
A különböző berillium-szilikátok előállítása során hosszú és összetett kísérletekben sikerült apró smaragd kristályokat szerezni. A legjobb eredményeket akkor érjük el, hogy egy keveréket a berillium, szilícium-dioxid és alumínium-oxid (megfelelő arányban készítményben Beryl) alatt bevonattal lítium dimolibdát egy platina olvasztótégelyben, amely egy autoklávba helyezünk. A hőmérséklet után emelkedett egy enyhe melegítés ezen a szinten tartjuk 24 órán át, emeljük közel 800 ° C-on, és ezt a pontot 15 napig. Kiderült, hogy a hőmérséklet nem haladhatja meg a 800 ° -ot, mivel az ellenkező esetben berillum-szilikát fenacit Be alakul ki a berill helyett
Si04. Az első szakaszban egy lítium-vegyületet adta kristályok formájában octahedrons, és azután, ahogy a hőmérséklet növekszik, octahedrons váltották prizmaszerű kristályok berill, és végül, amikor minden octahedrons eltűnt történik, mint általában, a növekedés nagyobb miatt finom prizmák. A kísérlet végén a hűtést lehűtöttük, és híg sósavban feloldva a berillium-kristályokat felszabadítottuk. Megállapították, hogy a zárványokat nem tartalmazó kristályok (amennyire csak lehetséges) fajsúlya 2,67, összetételük pontosan megfelel a beryl-képletnek. A hőmérséklet 750 ° C-kristályokat kapunk rövid táblázatos hexagonális prizmák, és 800 ° C hőmérsékleten, ezek egyre hosszúkás úgy, hogy hosszuk vagy egyenlő átmérőjű, vagy meghaladja azt 1,5-szerese. A krómkeverék hozzáadásával a kristályok zöld színűek voltak, olyan fényesek voltak, mint a legjobb természetes smaragd; ha az adalékanyag 0,001-es keverék, a króm-oxidot teljesen felszívja a kristályok, és ha elérik.
0,003, a legtöbb króm-oxid a gazdasejtben maradt. Formában a kristályok majdnem tökéletesek voltak, bár ékszerekhez túl kicsi.
1911-ben az "IG Farbenin-dustri" cég Bitterfeldben elkezdte az Otfel és a Perret kísérleteinek megismétlésével kezdődő kísérleteket; A vágásra alkalmas szintetikus smaragd elsõ egyedi kristályait közel 20 év alatt sikerült elérni; az "igmsrald" kereskedelmi néven kapták. Abban az időben nem voltak részletes jelentések.
savas lítium-molibdát fluxusként egy platinaégetőben, amelyet elektromossággal melegítettek. Megállapították, hogy a szükséges feltétel a keverék túltelítettségének hiánya, amely akkor következik be, amikor mindhárom összetevő egyenletesen oszlik el, aminek következtében csak kis kristályok képződnek. Ezért a szilícium-dioxidot őrölt kvarc formájában szállították, és egy platina rácsra helyezték az edény aljától kis távolságra. Az igazi smaragd szín reprodukciója nehézségekbe ütközött (Cr
adott egy kékes-zöldes), de végül sikerült a Druses a kristályok azonos színű, mint a kiváló legjobb természetes smaragd, és elég nagy, így a vágás után a kövek súlya legalább egy karátos. Az igmerald egyértelműen élénk fluoreszcenciát mutatott ultraibolya fényben, mint természetes smaragdzatokban. Továbbá, azt találtuk, hogy a törésmutató, kettőstörés és fajsúlya szintetikus smaragd alatt a legalsó értékeket figyeltek természetes smaragd (lásd. Az alábbi táblázat a p. 199).
A "Farbenin-dustrie" kísérletekkel szinte egyidejűleg Carroll F. Chatham kísérleteket indított egy San Francisco-i kutatólaboratóriumban. Az első, egy karátsúlyú mesterséges smaragdot 1935-ben emelték fel, 1940-től pedig ipari termékek gyártását. A Smithsonian Intézetnek adományozott egy 1,144 karát tömegű nyers kristályt a drágakövek gyűjtésére, és egy másik, 1,275 karátot a Harvard Múzeumnak. Az ilyen kőgyártási folyamat részleteit szigorú bizalommal tartották; csak akkor vált ismertté, hogy a kristályosodás lassú volt. Egy ideig azt hitték, hogy hidrotermális szintézis, de most úgy vélik, hogy a kristályokat olvadékból termesztik. A kéreghez rögzített kristályok klasztereinek megjelenése azt jelzi, hogy a magvakat nem használják fel. A törésmutatók, a kétfrekvencia és a fajsúlyosság, mint az igmeralda, alacsonyabbak, mint a természetes kristályoknál,
A Tethyan kövek megfigyelhetőek intenzív vörös színnel, ha egy Chelsea-szűrőn keresztül vagy átszeletelt szűrőkön keresztül nézzük őket, és egy tüzes piros az ultraibolya sugaraknál.
vízmentes lítium-molibdát hozzáadásával történő olvadékból végzett kristályosítással egyértelműen azt jelzi, hogy mindezeket a kört fluxussal olvasztva állítják elő. Mindegyiküket általában alacsony állandók jellemzik, amelyek megkülönböztetik őket a természetes smaragdtól. Ezenkívül egy kis nagyítással vagy erős nagyítóval rendelkező mikroszkóp alatt jellemző bíborszerű alakzatokat (14. kép) tartalmaznak, amelyek fluxust tartalmaznak, gyakran gázbuborékokkal. A fluxus (vagy üveges vagy kristályos) törésmutatója magasabb, mint a zárt kristály törésmutatója. A hidrotermális módszerrel szintetikus smaragdot is előállítottak. Úgy gondolják, hogy ezt a folyamatot az E. Nakken Frankfurtban használta kb.
1928 bár néhány jellemzőjét tette néz ki, mint a kövek igmerald és egyéb mesterséges smaragd elő úgy gondoljuk, hogy az olvasztással előállított egy fluxus. 1960-ban J. Lehleitner, Innsbruck (Ausztria) látszólag megkapta az első összetett berylt egy szintetikus bevonattal. Ezek a kövek vágott és csiszolt darab áll egy halvány színtelen vagy beryl-tanulmányt, amely növelte a természetben hidrotermális köpeny szintetikus smaragd. Számukra az "emerit" nevet javasolta, később a "simerald" néven. A törésmutatója (1,575-1,581), kettőstörés (0,005-0,006) és súly (2,68-2,71) voltak magasabbak, mint a más szintetikus smaragd, és voltak ugyanabban a tartományban, mint a természetes kristály. A fent ismertetett hidrotermális kristályok folyadék-zárványai alacsony törésmutatóval rendelkeznek, közel a víz törésmutatójához. A későbbiekben nyert fajták között találhatók azok, amelyekben a smaragdburkolatot egy további beryl bevonat védte a polírozás előtt. Kristályok mélyebb színek állítottunk elő a következőképpen: egy réteg rétegek közötti Emerald megkötött Beryl, majd bevonva egy másik kő burkolat Emerald; szintetikus kristályokat nyertünk egy későbbiekben eltávolított magból egy természetes kristályból a mesterséges anyagok kagyló általi ismételt felhalmozódása következtében. Az összetett szerkezete ezeket a köveket megtalálható gondos tanulmányozása alapján a rá tízszeres nagyítóval vagy mikroszkóppal, figyelembe véve elsősorban a kristály, tedd a szélén, párhuzamosan az asztal szélére.
A közelmúltban a "Linde" cég kiváló minõségû mesterséges smaragd hidrotermális eljárást hozott létre. A tenyésztést több lépésben végeztük, és a kalapács vetését eltávolítottuk. A kristály gyors növekedésének biztosítása érdekében az embrionális lemezeket az optikai tengelyhez képest szögben vágjuk le. Optikai állandók (.
0,006) és a fajsúly (2,67-2,69) ugyanolyan tartományban vannak, mint a természetes smaragdokra jellemző értékek; sikerült elérni a kiváló színt és a magas optikai tulajdonságait szintetikus smaragd. Tulajdonságaik intenzív vörös fluoreszcencia.
Egy kis mennyiségű szintetikus berill festett vanádium (nélkül keveredés króm) az élénk zöld fű állítjuk elő hidrotermális módszerrel „Crystal rizech” Melbourne, Ausztrália. Konstansok Beryl állandóknak ezek szinte azonos a kapott kristályokat „Linde”, de az abszorpciós spektrum jellemző különbség a természetes smaragd: a vörös része a spektrum nincs króm vékony vonalak. A Szovjetunióban és Ausztráliában készült egyéb festett "false" beryl, beleértve világoszöld (Ni), szürkés-zöld (M), világos ciánkék (C), sötétkék (Fe), rózsaszínes-barna (Co) .
Igénypontok hogy Emerald szintetizáljuk közvetlen melegítéssel egy égő lángjában Beryl atmoszferikus nyomáson, úgy kell tekinteni, némi bizalmatlanság, mivel úgy vélik, hogy olvadása nem kongruens beryl (például a közelmúltban megerősítette) *; de a közelmúltban beszámoltak a berillium por kristályosításáról, az egyes kristályok magas hőmérsékleten és nyomáson való kialakulásáról.
Azt, hogy milyen eredetű - természetes vagy mesterséges - egy smaragd, akkor először alaposan megvizsgálja azt nagyító alatt a tízszeresére nőtt, vagy mikroszkóp alatt, és megállapítani, hogy be van kapcsolva. A múltban ismertetett három teszt nagyon fontos volt a smaragdok eredetének igazolásához. Míg a fajsúly és az optikai állandók a természetes smaragd függően változik természetétől és a szennyezések mennyiségét, van egy figyelemre méltó konzisztenciát a fizikai tulajdonságait a szintetikus kő, köszönhetően annak a ténynek, hogy anyaguk tiszta anyagokat. Hogy ellenőrizze a fajsúly, akkor elő kell készíteni egy nehéz folyadék, például bromoformból hígítjuk, hogy ez lebegett egy darab kvarc. Egy ilyen folyadékban minden természetes smaragd meg fog fulladni, és a régi mesterséges kövek felszínre kerülnek.
Egy másik, könnyen elvégezhető teszt a kőzetek beolvasztása egy merülő folyadékba n törésmutatóval
= 1, 57; benzil-benzoátot használnak. A régebbi szintetikus kövek törésmutatója alacsonyabb, mint ez az érték, és a természetes smaragd nagyobb.
Végül a harmadik teszt egy fluoreszcens teszt Chelsea szűrő, keresztszűrő vagy ultraibolya lámpa alkalmazásával. Korábban szintetikus kövek éles, és néhány újabb - rendkívül éles fluoreszcencia képest természetes smaragd (néhány természetes kő nem létezik).
Azonban a közelmúltban kapott kövek részben elhomályosítják ezt a képet. törésmutatójú, kettős törést, míg ez az arány néhány mesterséges smaragd kapott a közelmúltban (főleg termesztett fajták hidrotermális) halmozott értelmében rejlő természetes smaragd. Az éles fluoreszcenciát ténylegesen megszüntette a vas (amely a spektrumban 4270 A
). Ez a három teszt még mindig használatban van, de a zárványok tanulmányozása nagy jelentőséggel bír.