Изкуствени камъни

Видео: Как да си направим изкуствени камъни?

През първата половина на XIX-ти век той е бил направен опит за производство на първия ориентировъчни синтетични скъпоценни камъни, и стартира през ХХ век, новите технологии вече предоставят големи единични кристали от неметални и метални тела: полупроводници, пиезоелектрични, феромагнитен и феромагнетичната.

Всичко това дава възможност да се получат необходимите количества синтетичен кристал с голямо разнообразие от свойства и области на приложение. Голяма роля в създаването на синтетични камъни играе констатации в областта на аналитичната химия - специално подробно химичен анализ на скъпоценни камъни възможно синтеза на изкуствен рубин.
Задачата е трудно, тъй като алуминиев оксид, който е съставен от рубин, се топи при температура от 2045 градуса С.

кислород водород горелка се използва за получаване на желаната температура.

Французин Marc Gaudin, сплав от алуминий и калиеви соли, е първо се стопява топки триоксид и им даде червен цвят с калиев дихромат. Резултатът обаче не приличаше много истински рубин: кристали са малки и скучни. Десет години след първите синтетични рубина друг французин - Jacques Joseph Ebelman - бели сапфири получени чрез стапяне алуминиев оксид в борна киселина и Edmond Fremy заедно с един от неговите ученици за синтезиране алуминиев оксид, сплав от алуминий и олово оксид.

Получената стопилка олово алуминат на съхранение при висока температура в порцеланов тигел, в резултат на което образува олово силикат и алуминиев оксид изкристализира като бяло сапфир, който след добавяне на хромни соли придобити червен вид рубин.

Дори и по-добри резултати са постигнати Огюст Fremy и Verneuil, но са получени синтетични камъни, за да се получи глобата.

Verneuil разработил нова индустриална технология за синтез на рубини големи размери, състояща се от топенето на алуминий с добавянето на оцветителя в огъня на газова горелка, специално предназначени.

Учените са се опитвали да синтезира диамантът - най-трудното от минералите, но ако за производството на синтетичен сапфир е съвсем сам, висока температура, а след това превръщането на графит в диамант трябва да има повече и по-голям натиск. Технологията изисква да се постигне температура от 3000 градуса по Целзий и налягане от 7000 МРа, но на кръстопътя на вековете XIX и XX, такова оборудване не съществува.

Синтез на корунд се извършва в апарат Verneuil, основната част от които е кислород водород горелка на.

Alumina се излива бавно в съда през вертикална тръба, която също се подава водород и кислород. На изхода на тръбата на газове се запалват, създавайки температура в състояние на алуминиев стопилка. На опора, монтирани в подвижната маса във вертикална равнина, образувана от стопилка капки синтетичен корунд кристал круша или конусовидна. След получаване на необходимата храненето количества кристали алуминиев се прекратява, кристалът се охлажда и се отделя от основата. отнема няколко часа за получаване на единичен кристал.

Синтетични корунд кристали достигнат височина от 2 - 5 cm, широчина 1 - 2.5 cm и тегло 50 - 300 карата. Само създаването Пърси Уилямс Bridgman-префектура и Балтазар фон Platenom бали допускат фирми "ACEA" и "General Electric" се опитва да синтез диамант в индустриален мащаб. След Втората световна война започна интензивна работа по синтез и други единични кристали, е да се опитаме да ги отглеждат от течната фаза.

Понастоящем изследване се провежда в трансформиране домен, единични кристали от натриев калиев алумосиликат в гърба и алумосиликати с йонен обмен. Бързото развитие на физика на твърдото тяло в последните десетилетия на ХХ век стана възможно благодарение на разработването на нови методи за производство на големи единични кристали. Един метод за техния синтез се състои в кристализация от разтвор при атмосферно налягане.

Той произвежда свръхнаситен разтвор на веществото - основният компонент на кристала, например меден сулфат, - и тя се поставя ембриони кристал, който е прикрепен към въртеливо движение за по-ефективен растеж. От водни разтвори е възможно да се получат много големи кристали, понякога с тегло над 20 кг. Също така е общ метод на хидротермичната - кристализация от воден разтвор при високи налягания и температури над 100 ° С

Така получено, например, кварцови кристали. Кварцови зърна се поставят в пет процента разтвор на натриев карбонат при дъното на запечатан автоклав, където температурата се поддържа при около 400 градуса С, зародишен кристал се поставя в зона, в която няколко десетки градуса под температурата. С непрекъснато се поддържа налягане от около 120 МРа кварцови парчета на дъното на съда за разтваряне и кристала, температурата около която по-ниска, започва да се увеличава. Така получените кристали берил, гранат, топаз, нефрит и мусковит.

За растежа на метални кристали, неорганични и органични съединения, използващи кристализация при охлаждане на разтопения материал, същата кристална структура.

Устройства, използвани за тази различават значително, тъй като точката на топене на веществата са много различни - техния обхват е от - 271 до 3700 градуса С за първи път е бил приложен този метод за кристализация на единичен кристал метални проводници: тигел поставя в пещ с разтопен метал, която температура е леко превишена температура кристал plavleniya- семена потопени в стопилката, след което малка постоянна скорост повиши над повърхността.

По същия начин, отглеждани кристали полупроводникови - германий и силиций.

Налице е също така метод за получаване на кристали от полиморфни превръщания: това с помощта на графит, въглерод или сажди получава изкуствени диаманти. Единични кристали са широко използвани в оптични устройства, устройства за записване на ядрена радиация, лазери и mazerah- често те се използват като полупроводници, ферити, скъпоценни камъни.

В оптичната промишленост кристал произведени лещи, призми, поляризатори и филтрите. Една полезна функция на някои кристал - например, кварц или флуорит - е тяхната пропускливост на инфрачервена и ултравиолетова радиация. За производството на поляризатори използват кристали на калцит и натриев нитрат.

Стойки регистрират ядрена радиация, са предвидени сцинтилационни кристали, изработени обикновено от йодиди алкални метали риболов. Тези кристали се използват в анализа радиохимичната, радиобиология, търсене руди радиоактивни елементи. Широкото използване на техниката е явлението пиезоелектричество, което означава, че появата на електрически заряди под влиянието на напрежение или компресия на кристала.

Най-често използваният е пиезоелектрически кварц - плочката от своите кристали са стабилизатори в радиочестотата, използвани в телефона и в сирената - устройства, които позволяват да се определи дълбочината, местоположението, зададено айсберги или риба училища.

Както полупроводника единични кристали от силиций и германий са най-често използвани и съпротивителните елементи полупроводникови са направени от силициев карбид. Произведен чрез синтероване ферит придобива освен феромагнитни свойства poluprovodnikov- свойства и тяхната структура може лесно да се променя, и по време на синтеза при температура от 900 - 1400 ° С - придаване всяка желана форма. Единичните кристали са от голямо значение при производството на лазери и masers. Използва се в астрономията masers позволи да вземе слаби сигнали, осигуряващи повече от тяхната хилядократно усилване без изкривяване.

Тези устройства са разделени в masers, работещи в инфрачервения спектър, УВ обхват и във видимата светлина диапазон.

Синтетични единични кристали са широко използвани в бижута, и най-популярните синтетични камъни са корунд, кварц и итрий алуминиев гранат. Stone леене на различни елементи, посочени - тръбата машина рамка, принадлежности, - отливка от разтопени скали. В резултат на това топенето и кристализацията на рок, създадена от фина субстанция с техническите качества в много отношения надхвърля характеристиките на чугун, порцелан или стъкло.

Първите елементи на базалт и андезит бяха хвърлени във Франция. Изходният материал, в зависимост от неговия състав се довежда до температура от 1300 - 1750 ° С, след това се охлажда до 800 - 1000 градуса С и се излива в калъпи. Продължителност на охлаждане засяга степента на агента кристализация. Отделно от базалт и андезит за извършване на камък леярския диабаз, амфиболит и някои други скали.

Заедно с развитието на промишлеността, че има нужда за развитието на нови абразивни материали - продукти на прах или изработени във вид на абразивен слой депозирани въз основа на една или друга страна, тъй като обемът на добитата естествен корунд вече не може да отговори на нуждите на всички отрасли, в които е бил използван.

Производство на абразивни материали започна, когато Едуард имам Ачисън силициев карбид. Малко по-късно разработена технологията на производство техническа изкуствен корунд боксит чрез топене в електродъгова пещ. В момента продукт на по-високо качество - бял корунд - изработени от алуминий.

Karsteklobid силициев диоксид, получен чрез сливане в електрическа пещ при температура 2100 - 2400 ° С от такса, състояща се от кварцов пясък, въглища, сол и дървени стърготини.

Бързото развитие на изкуствен номенклатура минерали - полуготови продукти с желани свойства или кристали за различни цели - понякога предизвиква трудности при избора на имена част. Когато се опитвате да организира изкуствени камъни е на базата на сходството на техните структури за структурата на естествени минерали. Шамотни, керамика, порцелан, теракота, огнеупорни материали и синтетични единични кристали в сравнение с метаморфен porodami- имат изкуствени аналози и седиментни скали: е бетон, цимент, пясък, вар тухла и мазилка.

Основната структура и размера и формата на кристални зърна са подобни на вулканични скали такива характеристики на материали като стъкло, шлака чакъл, огнеупорна керамика и композити.

Споделяне в социалните мрежи:

сроден