Umetni kamni

Video: Kako narediti umetne kamne?

V prvi polovici XIX stoletja je bilo na poskuse za izdelavo prvega pogojno sintetični dragi kamni, in je začela v XX stoletja, nove tehnologije že zagotavljajo velike monokristalov nekovinskih in kovinskih teles: polprevodnikov, piezoelektričnega, feromagnetnega in ferrimagnetic.

Vse to omogoča proizvodnjo zahtevane količine sintetičnega kristala imajo najrazličnejše lastnosti in področja uporabe. Velik vlogo pri ustvarjanju sintetičnih kamnov Datum ugotovitve na področju analizne kemije - zlasti podrobno kemična analiza dragi kamni omogočil sintezo umetne rubina.
Naloga je bilo težko, saj aluminijev oksid, ki je sestavljen iz rubina, topi le pri temperaturi 2045 stopinj C.

kisik vodik gorilnik je bil uporabljen, da dobimo želeno temperaturo.

Francoz Marc Gaudin, zlitine aluminija in kalijeve soli, je najprej stalimo aluminijevega oksida kroglice in jim dali rdeče barve z kalijevega dikromata. Posledica pa je rodila malo spominja na pravi rubinasto: kristali so bile majhne in mat. Deset let po prvih sintetičnih biseri en Francoz - Jacques Joseph Ebelman - bela safirji proizvedena s taljenjem aluminijevega oksida v borovo kislino, Edmond Fremy skupaj z enim izmed njegovih študentov sintetizirati aluminijev oksid, aluminijeve zlitine in svinčevega oksida.

Nastalo svinca taline aluminat vzdržujemo pri visoki temperaturi v porcelanski lonček, kar tvori svinčev silikat, in aluminijev oksid kristaliziramo kot beli safir, ki po dodatku kromove soli pridobljenih rdeče rubinasto videz.

Še boljši rezultati so bili doseženi Auguste Fremy in VERNEUIL, vendar so pridobljeni sintetičnih kamnov dobiti globo.

Verneuil razvili novo industrijsko sintezo tehnologije rubini velike velikosti, ki obsega taljenje aluminijevega oksida z dodatkom barvil v ognju plinskega gorilnika posebej oblikovano.

Znanstveniki so poskušali sintetizirati diamant - najtežji minerale, toda če za proizvodnjo sintetičnega safirja je precej sam, visoke temperature, nato preoblikovanje grafita v diamant morajo imeti več in veliko pritiska. Tehnologija potrebna, da dosežemo temperaturo 3000 stopinj C in tlak 7000 MPa, vendar na stičišču stoletja XIX in XX, ta oprema ne obstaja.

Sinteza korunda izvedemo v napravi VERNEUIL, katere glavni del je kisik, vodik gorilnik.

Aluminijev oksid je počasi zlijemo v posodo skozi pokončno cev, ki se napaja tudi vodik in kisik. Na izhodu iz cevi so plini vžigu ustvarja temperaturo sposoben aluminijevega taline. Na nosilec, ki je pritrjen na premično mizo v navpični ravnini, ki jo tvori kapljice taline sintetični korund kristalno hrušk ali stožca. Po pridobitvi potrebnega krmljenja količine kristalnega aluminijevega oksida se zaključi, da je kristalna ohladili in ločili od baze. traja več ur za pripravo monokristala.

Sintetični korund kristali doseže višino 2 - 5 cm, širina 1 - 2.5 cm in težo 50 - 300 karatov. Samo ustvarjanje Percy Williams Bridgman-prefektura in Balthasar ozadje Platenom bale dovoljene podjetja "ACEA" in "General Electric" poskus sinteze diamant v industrijskem merilu. Po drugi svetovni vojni se je začela intenzivno delo na sintezo in drugih posameznih kristalov, je poskusiti, da jih raste iz tekoče faze.

Trenutno se izvaja raziskave v preoblikovanje domeni, posamezni kristali natrijevega kalijevega aluminijevega silikata v hrbtu in aluminosilikati z ionsko izmenjavo. Hiter razvoj fizike trdne snovi v zadnjih desetletjih XX stoletja je omogočila razvoj novih metod za proizvodnjo velikih posameznih kristalov. En postopek njihove sinteze vključuje kristalizacijo iz raztopine pri atmosferskem tlaku.

To proizvaja supernasičene raztopine snovi - glavno komponento kristala, na primer bakrovega sulfata, - in da se postavi kristal zarodka, ki je pritrjen na rotacijskem gibanju za bolj učinkovito rast. Iz vodne raztopine je mogoče pridobiti zelo velike kristale, včasih tehta več kot 20 kg. Prav pogosta je metoda hidrotermalne - kristalizacijo iz vodne raztopine pri visokih tlakih in temperaturah nad 100 ° C.

Tako pripravljeno na primer kremena kristalov. Quartz zrna so postavljeni v pet odstotkov raztopine natrijevega karbonata na dnu zatesnjenih avtoklav, kjer se temperatura vzdržuje pri približno 400 stopinj C, je kristala objavljen v območju, kjer nekaj deset stopinj pod temperaturo. S stalno vzdržuje tlak okoli 120 MPa kremena kosov na dnu posode za raztapljanje, in kristala, temperature okoli katerega spodnji, začne naraščati. Tako dobljeni kristali Beryl, granat, topaz žada in muskovit.

Za rast kovinskih kristalov, anorganskih in organskih spojin z kristalizacijo s hlajenjem raztaljenega materiala, isti kristalni strukturi.

Naprave, ki se uporabljajo za to bistveno razlikujejo, saj so temperatura tališča snovi zelo različna - njihov razpon od - 271 do 3700 stopinj C. prvič je bil ta Postopek za kristalizacijo monokristala kovinskih žic: lončku postavljen v peči s staljeno kovino, ki temperatura rahlo presežen temperatura plavleniya- kristalno kal potopijo v talino, nakar postavljeno majhno konstantno hitrost nad površino.

Podobno goji polprevodniška kristali - germanij in silicij.

Na voljo je tudi postopek za pripravo kristalov z polimorfnih transformacij: je s pomočjo grafita, ogljikovih ali saje pripravimo umetnih diamantov. Posamični kristali se pogosto uporabljajo v optičnih naprav, naprav za snemanje jedrskega sevanja, laserji in mazerah- pogosto uporabljajo kot polprevodniki, feriti, dragih kamnov.

V optični industriji kristala, izdelane leče, prizme, poralizatorji in filtrov. Uporabna značilnost neke kristala - npr kvarca ali fluorita - je njihova prepustnost za infrardeče in ultravijolično sevanje. Pri proizvodnji polarizatorjev uporabljajo kristale kalcita in natrijevega nitrata.

Števci registrirajo jedrsko sevanje, so na voljo scintilacijski kristali, ki običajno alkalijske jodidi ribolova. Taki kristali se uporabljajo pri radiokemijsko analizo, radiobiologije, iskanje rude radioaktivnih elementov. Široka uporaba tehnike je pojav Piezoelektricitet, da je pojav električnih nabojev pod vplivom napetosti ali stiskanje kristala.

Najpogosteje uporabljena je piezoelektrični kremen - plošča iz svojih kristalov so stabilizatorji na radijske frekvence, ki se uporabljajo v telefonu in v preudarne - naprave, ki omogočajo, da se določi globino, lega set ledenih gorah ali ribje šole.

Kot polprevodnika se najpogosteje uporabljajo posamezni kristali silicija in germanija in elementi odpornosti polprevodnikov so narejene iz silicijevega karbida. Izdelano s sintranjem feritno pridobijo razen feromagnetnega posestva poluprovodnikov- lastnostmi in njihove strukture se lahko brez težav, in med sintezo pri temperaturi 900 - 1400 ° C - prenesti nobene želeno obliko. Posamezni kristali so zelo pomembni v proizvodnji laserjev in masers. Uporablja se v astronomijo masers dovolijo vzeti šibke signale, ki zagotavlja več kot njihov tisočkrat ojačanja brez popačenja.

Te naprave so razdeljene v masers delujejo v infrardečem območju, UV območju in v območju vidne svetlobe.

Sintetični monokristali se pogosto uporabljajo v nakit, in najbolj priljubljenih sintetičnih biseri so korund, kremenjak in itrij aluminija granat. Stone litje različnih elementov iz - cevi stroj okvirja, menjalnika, - litega iz staljene kamnine. Kot rezultat, taljenje in kristalizacija kamna z drobnozrnatega snov ustvarjena s tehničnimi lastnostmi v mnogih pogledih presega značilnosti litega železa, porcelana ali stekla.

Prvi elementi bazalta in andezit je bilo oddanih v Franciji. Izhodni material, glede na svojo sestavo naravnamo na temperaturo 1300 - 1750 ° C, nato ohladimo na 800 - 1000 ° C in zlijemo v kalupe. Čas hlajenja vpliva na obseg kristalizacije sredstvom. Poleg bazalta in Andesite za opravljanje kamen litje uporablja diabaz, amphibolite in nekatere druge kamnine.

Skupaj z razvojem industrije se je pojavila potreba za razvoj novih abrazivnih materialov - v prahu ali, ki v obliki abrazivne plasti deponirano na podlagi enega ali drugega, saj bi obseg izpisanih naravnega korunda ne izpolnjujejo več potreb vseh panogah, v katerih je bila uporabljena.

Proizvodnja brusilnih materialov začela, ko Edward dobil Acheson silicijevega karbida. Nekoliko kasneje razvil tehnologijo izdelave tehnične Umetni korund boksita s taljenjem v električni peči. Trenutno izdelek višje kakovosti - bela korund - izdelana iz aluminija.

Karsteklobid silicijev dioksid, pridobljen s taljenjem v električni peči pri temperaturi od 2100 - 2400 ° C od pristojbine, ki sestoji iz kremenčevega peska, premoga, soli in žagovina.

Hiter razvoj umetne minerali nomenklature - polizdelki z želene lastnosti ali kristali za različne namene - včasih povzroča težave pri izbiri ustreznega imena delov. Ko poskuša organizirati umetnih kamnov je na podlagi podobnosti njihovih struktur na strukturo naravnih mineralov. Glina, lončene, porcelana, gline, ognjevzdržnih materialov in sintetična posamični kristali primerjavi z metamorfnih porodami- imajo svoje umetne analoge in kamnine: je beton, cement, pesek, apno opeko in mavca.

Osnovna konstrukcija in velikost in oblika kristalnih zrn so podobni magmatskih kamnin take lastnosti materialov, kot so steklo, žlindre gramoz, ognjevzdržnih keramike in kompozitov.

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný