Umjetnih kamenje

Video: Kako napraviti umjetni kamenje?

U prvoj polovini XIX stoljeća je učinjen pokušaj za proizvodnju prvi probni sintetički dragog kamenja, i počeo u XX veku, nove tehnologije su već pružaju velike monokristala nemetalnih i metalnih tijela: poluvodiča, piezoelektrični, feromagnetski i ferrimagnetic.

Sve ovo čini moguće proizvesti potrebne količine sintetičkih kristala koji imaju širok spektar svojstava i polja primjene. Veliku ulogu u stvaranju sintetičkih kamenja igrao otkrića na polju analitičke hemije - posebno, kemijske analize dragog kamenja omogućio sintezu veštačke rubinima.
Zadatak je bio težak, jer aluminij oksid, koji se sastoji od rubina, topi tek na temperaturi od 2045 stupnjeva C.

kisika i vodika plamenika je korištena da se dobiju željenu temperaturu.

Francuz Marc Gaudin, legura aluminija i kalijeve soli, bio je prvi istopio glinice lopte i dao im crvene boje sa kalijum dihromata. Rezultat je, međutim, rodila malo liči na pravi rubin: kristali su mala i dosadna. Deset godina nakon prvog sintetičkog rubina još jedan Francuz - Jacques Joseph Ebelman - beli safira proizvodi topljenjem glinice u bornu kiselinu, a Edmond Fremy zajedno sa jednim od njegovih učenika sintetizirati aluminijum oksid, legure aluminija i olova oksid.

Rezultanta olovo topi aluminatnog zadržao na visokoj temperaturi u porculana retorte, što je rezultiralo formirana olova silikata, i aluminij oksid kristalizovana kao beli safir, koja je nakon toga hromne soli stečenih crveni rubin izgled.

Čak i bolji rezultati postignuti su Auguste Fremy i Verneuil, ali su izvedeni sintetičkog kamenja da dobije kaznu.

Verneuil razvili novu industrijsku sintezu tehnologija rubina velikih dimenzija, koja se sastoji od topljenja glinice s dodatkom pigmenta u požaru jedne plinskim plamenikom posebno dizajniran.

Naučnici su pokušali sintetizirati dijamant - najteže od minerala, ali ako za proizvodnju sintetičkih safir je bio prilično sam, visoke temperature, a zatim transformacija grafita u dijamant bi trebalo imati sve više i veliki pritisak. Tehnologiji potrebnoj da se postigne temperaturu od 3000 stupnjeva C i pod pritiskom od 7000 MPa, ali na raskrsnici XIX i XX veka, takva oprema ne postoji.

Sinteza korunda se vrši u aparat Verneuil, čiji glavni dio je kisik-vodik plamenika.

Alumina polako sipa u posudu kroz vertikalnu cijev koja je također hranio vodika i kisika. Na izlazu iz cijevi gasovi se zapalio, stvarajući temperatura sposoban glinice topi. Na podršku, montiran u pokretnom stolu u vertikalnoj ravni, formirana od melt padne sintetičkih korund kristalno kruške ili u obliku kupe. Nakon dobijanja potrebne količine kristala glinice hranjenje prestaje, kristal se hladi i odvojen od baze. potrebno je nekoliko sati za proizvodnju jednog kristala.

Sintetički korund kristala do visine od 2-5 cm, širina 1-2,5 cm, a težina 50-300 karata. Samo stvaranje Percy Williams Bridgman-prefekturi i Balthasar pozadini Platenom bale dozvoljeno firme "ACEA" i "General Electric" je pokušao da sinteza dijamant na industrijskom nivou. Nakon Drugog svjetskog rata počeo je intenzivan rad na sintezi i drugi singl kristala, je da pokušamo da ih rastu iz tečne faze.

Trenutno, istraživanja se sprovodi u pretvorbu domenu, monokristala natrijum aluminosilikat u leđa i aluminosilikate po ionskom izmjenom. Brz razvoj fizike čvrstog stanja u poslednjih decenija XX vijeka omogućili su razvoj novih metoda za proizvodnju velikih monokristala. Jedna od metoda njihove sinteze sastoji od kristalizacije iz rastvora na atmosferskom pritisku.

To proizveo prezasićenih rješenje supstance - glavna komponenta kristala, na primjer bakar sulfat, - a nalazi se embriona kristal, koji je priključen na rotacionog kretanja za efikasniju rast. Iz vodene otopine moguće je dobiti vrlo velike kristale, ponekad težine preko 20 kg. Jednako zajedničko je metoda hidrotermalna - kristalizacije iz vodenog rastvora na visokim pritiscima i temperaturama iznad 100 ° C.

Tako pripremljen, na primjer, kvarc kristala. Kvarcnog zrna su smješteni u pet posto rastvoru natrijum karbonata na dnu zatvorenoj autoklava, gdje se održava temperatura na oko 400 stupnjeva C, sjeme kristal se nalazi na području gdje je nekoliko desetina stepeni ispod temperature. Uz stalno održava pritisak od oko 120 MPa kvarc komada na dnu posude da raspusti, i kristalno, temperatura oko koje se niže, počinje da raste. Tako dobiveni kristali beril, granat, topaz, žad i muskovit.

Za rast metala kristala, anorganski i organski spojevi pomoću kristalizacije s hlađenjem otopljenog materijala, isti kristalnu strukturu.

Uređaji koji se koriste za ovu znatno variraju, jer topljenja tvari su vrlo različiti - njihov raspon je od - 271-3700 stupnjeva C. po prvi put se primjenjuje ovu metodu za kristalizaciju monokristala metalnim žicama: lonac postavljen u peći sa rastopljeni metal, koja temperatura je blago premašio temperatura plavleniya- sjeme kristala umočen u Melt, nakon čega mali konstantnom brzinom podigao iznad površine.

Slično tome, poluvodičkih kristala uzgaja - germanija i silikona.

Tu je i metoda za proizvodnju kristala po polimorfne transformacije: to uz pomoć grafita, ugljen ili čađi pripremljen umjetnih dijamanata. Monokristala su naširoko koristi u optičkim uređajima, uređajima za snimanje nuklearno zračenje, lasere i mazerah- često se koriste kao poluvodiča, ferita, drago kamenje.

U optičku industriju kristal proizvedene leće, prizme, polarizatore i filtera. Koristan karakteristika pojedinih kristala - npr, kvarca ili fluorit - je njihova propusnost za infracrveno i ultraljubičasto zračenje. Za proizvodnju polarizatore koristiti kristale kalcita i natrijum nitrata.

Brojači registracije nuklearno zračenje, scintilacija kristali se pružaju, napravljen uglavnom od alkalnih metala jodidi ribolov. Takvi kristali se koriste u radiohemijske analize, radiobiologiju, u potrazi rude radioaktivnih elemenata. Široke upotrebe tehnike je fenomen piezoelektricitet, to jest, pojava naelektrisanja pod utjecajem napetosti ili kompresije kristala.

Najčešće se koristi je piezoelektrični kvarc - ploče od svojih kristala su stabilizatori u radio frekvencije koja se koristi u telefonskom iu sirene - uređaji koji omogućavaju određivanje dubine, lokacija set sante leda ili škole riba.

Kao poluvodiča se najčešće koriste monokristala silicija i germanija, a elementi otpora poluvodiča su izrađene od silikon karbida. Proizveden od sinterovanja ferit steći osim feromagnetna svojstva poluprovodnikov- svojstva i njihova struktura može lako mijenjati, a tokom sinteze na temperaturi od 900 - 1400 stupnjeva C - prenese bilo koji željeni oblik. Jedinstvenog kristala su od velike važnosti u proizvodnji lasera i Masers. Koristi u astronomiji Masers omogućiti uzeti slab signal, pružajući više od svojih hiljadu pojačanje bez izobličenja.

Ovi uređaji su podijeljeni u Masers rade u infracrvenom području, UV domet i u vidljivom svjetlu opsega.

Sintetički monokristala su naširoko koristi u nakit, a najpopularniji sintetičkih dragulja su korund, kvarc i itrijum aluminij granat. Stone casting razne elemente iz - cijev stroj okvir, opremu, - cast od rastopljenog rock. Kao rezultat toga, topljenje i kristalizacije rock stvorio sitnozrnog supstanca sa tehničkim osobinama u mnogim aspektima prelazi karakteristike od lijevanog željeza, porculan ili staklo.

Prvi elementi bazalt i andezitskog su izlivena u Francuskoj. Polaznog materijala, ovisno o njenom sastavu se prilagođava temperaturi od 1300 - 1750 stupnjeva C, a zatim ohladi na 800 - 1000 stupnjeva C. i sipa u kalupe. Trajanje hlađenja utiče na obim kristalizacije agent. Osim bazalt i andezit za obavljanje kamena lijevanje koristi dijabaz, amfibolit i neke druge stijene.

Uz razvoj industrije pojavila se potreba za razvoj novih abrazivnih materijala - u prahu ili su u obliku abrazivnim sloj talože na osnovu jedne ili druge, jer je obim izvađen prirodnih korunda više ne može zadovoljiti potrebe svih industrija u kojoj je koristiti.

Proizvodnja brusnih materijala je počelo kada je Edward dobio Acheson silicij karbida. Malo kasnije razvio proizvodnju tehnologija tehničkih umjetnog korunda boksita topljenjem u električnom peći. Trenutno proizvod visokog kvaliteta - bijelo korund - napravljen od glinice.

Karsteklobid silika dobijen fuzijom u električnom peći na temperaturi od 2100 - 2400 stupnjeva C od optužbe koja se sastoji od kvarcnog pijeska, ugljena, soli, i piljevine.

Brz razvoj umjetnih minerala nomenklatura - polu-gotovih proizvoda sa željenim svojstvima ili kristala za različite namjene - ponekad uzrokuje poteškoće u odabiru vlastita imena dijela. Prilikom pokušaja da se organizuje veštačke kamenje se zasniva na sličnosti njihovih struktura na strukturu prirodnih minerala. Šamotni, zemljani, porculan, terakota, vatrostalnih materijala i sintetičkih monokristala u usporedbi s metamorfnih porodami- imaju umjetnih analoga i sedimentnim stijenama: to je beton, cement, pijesak-vapno opeke i gipsa.

Osnovna struktura i veličina i oblik kristala zrna su slične magmatskih stijena takve karakteristike materijala kao što su staklo, šljaka šljunka, vatrostalne keramike i kompozita.

Udio u društvenim mrežama:

Povezani