Технология за производство на синтетичен кварц с хидротермална метод
Силициев диоксид семейство включва разнообразие от изненадващи скъпоценни камъни. Освен безцветни минерали наречените рок кристал, то включва аметист виолетово, жълт или кафяв цитрин, опушен кварц, кварц и розово кафяв разнообразие от кварц с включвания от азбест - тигър очите. Всички тези видове кварц е кристална форма на силициев диоксид, или силициев диоксид (SiO2), с различни видове примес, определящи характер цветове.
Quartz привлече особено внимание в средата на ХХ век. Кварцови кристали имат пиезоелектрични свойства, което означава, че те могат да вибрира, когато се прилага променливо електрическо поле, вибрациите се характеризира с постоянна честота, независимо от размера на продукта. Намаляването на плоча от кварцов кристал има характерен честота, която е стабилна в изключително тесни граници, при условие, че температурата на кварц остава постоянна. Следователно, кварц плоча - неразделна част пиезоелектрически генератор, важен инструмент в областта.
на кристал експерти растеж са установили отличен метод за получаване на големи и доста сложни кварцови кристали в автоклави. правилно възприемат намек за природата. Ако се добави алкален на вода, след това при температура от около 400 ° С разтворимост кварц става доста висока.
Обикновено кварц отглежда като се използва температурен градиент когато плоча семена изрязани от кристала са разположени в горната част на студения разтвор и фините частици на кварцови "храни" - долната част горещо. Обикновено, в частта, където семена, температура 360 ° С, и в региона на доставка - 400 ° С Количеството на разтвора внимателно се регулира така, че температурата и налягането, необходимо за кристален растеж, тя напълно запълва кухината на съда. При високи температури, фините частици се разтварят кварц и силициев диоксид конвективни потоци се прехвърля горе регион, където кристали растат. плоча семена намали перпендикулярна на тройна ос на кварцов кристал, по който най-голямата скорост на растеж. Кристалите могат да растат при скорост от около 1 mm / дневно.
В края на краищата, кристалът ще трябва да бъде увенчан с двойно пирамида, но изкуствено отглеждане финала по-рано, тъй като навика на пирамидата растат много бавно. Синтетичен кристал повърхност има характерен паважа форма, което прави възможно да се разпознае тези кристали преди рязане. Неравномерното повърхността на кристала е свързана с вътрешната структура на кристалните дефекти, позволява indentifitsirovat синтетични кварцови кристали дори след рязане, истината за откриване на тези дефекти структури могат да изискват сложни устройства.
До началото на 70-те години. XX век, производството на цветни кварцови кристали имат проблеми, свързани с факта, че много метални соли са неразтворими в алкални разтвори, и отглеждане на кварцови кристали се характеризират с много силна склонност към "отхвърляне" примеси, които за процес на кристален растеж кварц остават непроменени в разтвор. Този имот обяснява чистотата на естествените планински кристал кристали и млечно бял кварцов кристал единици, доста често срещани в природата.
Желязо може да бъде част от кристали при разтварянето на кварц вместо натрий се разтваря във вода kalisodergaszczye съединение. В този случай, кварц става зелено или кафяво. Тези цветове не са особено привлекателни, и те не могат да бъдат променени, за да по-желана цвят лилав аметист. Blue кварц първо бе получено в СССР, където култивирането на кварц от хидротермични разтвори се провежда на много голям мащаб. Атрактивен син цвят, който не е характерен за естествен камък, поради наличието на кобалт. Сините кристали се получават чрез нагряване в редуцираща кобалтови камъни (при недостиг на кислород) атмосфера в резултат на преобразуване на тривалентен кобалтови йони към двувалентен.
Brown синтетичен кварц, наподобяваща природен цитрин, се получават чрез добавяне на хидротермичната разтвор на железни съединения, при което плочата за семена изрязани в специално избрани посоки. Кафяво оцветяване, причинени или въвеждане на кристалната решетка на ферийони или фино диспергирани железни силикати присъстват под формата на много фини частици в кварцов кристал. Ниски концентрации на ферийони предизвика образуването на жълти кристали (класически бижута цитрин).
Зелени камъни, не съществуват в природата, получен чрез нагряване на кафяви видове за възстановяване на фери желязо с цветни или в кристалната решетка, или фини частици.
При излагане на радиация (например, като източник на лъчение се използва кобалт-60), съдържащ желязо кварц става пурпурно оцветяване характеристика аметист. Този цвят се дължи на наличието на веществото в така наречените цветни центрове, които действат като електрон капани и забавят именно тези електрони, които причиняват селективна абсорбция на светлина и по този начин водят до оцветяване камък лилаво.
Може да се предположи, че цветовите центрове, които определят цвета на аметист, изисква наличието на железни йони. образуване на цветни центрове изисква относително висока енергия при ниска температура. Тази енергия се доставя най-удобно чрез радиоактивни частици, които бомбардират кристала. Ако бомбардировката се извършва при високи температури, цветни центрове се формират, тъй като в този случай електроните се връщат към първоначалното си орбита. Наистина, експерименти са потвърдили, че лилавият цвят изчезва, когато разгорещени камъни. Вероятно, използван за производството на синтетичен аметист метода, възпроизвежда действителните условия на околната среда, тъй като естествените кварцови кристали в образуването на дълго аметист изложени на радиация поради наличието на радиоактивни елементи в скали.
Тъмнокафяв опушен кварц кристали също изисква характеристика екраниране ефект на цвят центрове. Естествените минерали на тези центрове са образувани от едновременното присъствие на примеси в кристалите на натрий (или литий) и алуминий, който задължително трябва да бъде впоследствие облъчени. Цвят синтетични минерали се подобрява чрез добавяне към разтвора на малки количества германий, последвано от облъчване на кристалите, които са обезцветени.
ТАБЛИЦА цвят производство на синтетичен кварц
Свързани статии