Umjetni kamen

Video: Kako napraviti umjetne kamenje?

U prvoj polovici XIX stoljeća je učinjen pokušaj da se proizvesti prvi provizorni sintetičkih drago kamenje, i počeo u XX stoljeću, nove tehnologije su već pružaju velike monokristala nemetalnih i metalnih tijela: poluvodiča, piezoelektrični, feromagnetski i ferimagnetskih.

Sve to ga čini moguće proizvesti potrebne količine sintetičkog kristala koji imaju širok izbor svojstava i područjima primjene. Veliku ulogu u stvaranju sintetičkih kamena igrao nalaze u području analitičke kemije - posebno detaljna kemijska analiza dragog kamenja omogućio sintezu umjetne rubin.
Zadatak je teško, jer aluminij oksid, koji je sastavljen od rubin, topi tek na temperaturi od 2.045 stupnjeva C.

kisik vodik plamenik koristi se za dobivanje željene temperature.

Francuz Marc Gaudin, legura aluminija i kalijeve soli, je prvo rastali alumina kuglica te im crvenu boju s kalijevim dikromata. Rezultat je, međutim, imao vrlo malo sličnosti sa stvarnom rubin: kristali su bili mali i dosadan. Deset godina nakon prvih sinteze bisera drugi Francuz - Jacques Joseph Ebelman - bijeli safir proizvodi se taljenjem aluminijevog oksida u bornu kiselinu i Edmond Fremy zajedno s jednim od njegovih učenika za sintezu aluminijev oksid, slitine aluminija i olova oksida.

Nastala talina olovo aluminat drži na visokoj temperaturi u lončiću porculan, čime formirana olovo silikat, aluminijev oksid i kristalizira kao bijela safir, koji nakon dodatka kromne soli stečenih crvenu izgled rubin.

Čak i bolje rezultate postigao Auguste Fremy i Verneuil, ali su izvedeni sintetičkih kamenje dobiti kaznu.

Verneuil razvio novi industrijska sinteza tehnologije rubinima velike veličine, koji se sastoji u topljenje aluminija s dodatkom bojilo u požaru plinskog plamenika posebno dizajniran.

Znanstvenici su pokušali sintetizirati dijamant - najteži od minerala, ali ako za proizvodnju sintetičkog safira bila je posve sam, visoka temperatura, zatim transformacija grafita u dijamant bi trebao imati sve više i veliki pritisak. Tehnologija potrebna za postizanje temperature od 3000 stupnjeva C i tlaku od 7000 MPa, ali u spoju XIX i XX stoljeća, takva oprema ne postoji.

Sinteza korund provodi u aparatu Verneuil, čiji je glavni dio je kisik vodik plamenika.

Aluminijev polagano izlivena u posudu kroz vertikalne cijevi koji se dovodi vodika i kisika. Na izlazu iz cijevi plinovi se zapali, stvarajući temperaturu sposoban aluminij taline. Na podlozi pričvršćenog na pomičnom tablici u vertikalnoj ravnini, načinjen od kapljica taline sintetskog korund kristalnu kruške ili konične. Nakon dobivanja potrebne količine punjenja kristala glinice prekinut, kristal je ohlađena i odvojen od baze. to traje nekoliko sati za proizvodnju jednog kristala.

Sintetski korund kristali doseći visinu od 2 - 5 cm, širinu od 1 - 2,5 cm, a težina od 50 - 300 karata. Samo stvaranje Percy Williams Bridgman-prefektura i Balthasar pozadina Platenom balirke ljubimaca firme „ACEA” i „General Electric” pokušao sintezu dijamant na industrijskoj skali. Nakon Drugog svjetskog rata počela intenzivno raditi na sintezu i drugih pojedinačnih kristala, je pokušaj da im rastu iz tekuće faze.

Trenutno se provode istraživanja na području transformirati, pojedinačni kristali natrij aluminosilikate kalij u leđima i aluminosilikate pomoću ionske izmjene. Brz razvoj fizike čvrstog stanja u posljednjim desetljećima XX stoljeća omogućila je razvoj novih metoda za proizvodnju velikih monokristala. Jedan postupak za njihovu sintezu sastoji se kristalizacijom iz otopine pri atmosferskom tlaku.

Proizvela prezasićene otopine tvari - glavni sastojak kristal, na primjer bakar sulfat, - i stavi se embrio kristal, koji je pričvršćen na kružno gibanje za učinkovitije rast. Iz vodenih otopina moguće je dobiti vrlo velike kristale, ponekad težine preko 20 kg. Jednako čest je metoda hidrotermalne - kristalizacijom iz vodene otopine pri visokim tlakovima i temperaturama iznad 100 ° C.

Tako pripremljen, na primjer, kvarcni kristala. Kvarca su smješteni u pet-postotnom otopinom natrijevog karbonata pri dnu zatvoreni autoklav u kojem se održava temperatura na oko 400 stupnjeva C, kristalna klica se nalazi u području u kojem nekoliko desetaka stupnjeva ispod temperature. Uz stalno održava tlak od oko 120 MPa kvarca komada na dnu posude da se otopi, i kristal, temperature oko kojeg je niža, počinje rasti. Tako dobiveni kristali krizolita, granat, topaz, zada i muskovit.

Za rast kristala, metalnih anorganskih i organskih spojeva pomoću kristalizacije s hlađenjem rastaljenog materijala, o istoj kristalnoj strukturi.

Uređaji koji se koriste za to znatno varirati, budući da talište tvari vrlo različite - njihov raspon je od - 271 do 3700 stupnjeva C za prvi put ovaj postupak se primjenjuje za kristalizaciju monokristalnim metalne žice: a lončiću stavljena u peć s rastaljenog metala, koji je temperatura lagano je premašen temperatura plavleniya- sjeme kristala umočene u talinu, nakon čega se mala konstantna brzina podignuta iznad površine.

Slično, poluvodiča kristali narasli - germanij i silicija.

Tu je i postupak za proizvodnju kristala od polimorfnih transformacije: to uz pomoć grafitne, ugljika ili čađe pripravljen umjetnim dijamanta. Pojedinačni kristali su naširoko koristi u optičkim uređajima, uređajima za snimanje nuklearnog zračenja, laseri i mazerah- često se koriste kao poluvodiči, feritnim jezgrama, dragog kamenja.

U optička industrija kristalno proizvedene leće, prizme, polarizatorima i filtera. Korisna značajka nekih kristala - npr kvarcnim ili fluora - je njihova propusnost infracrvenog i ultraljubičastog zračenja. Za proizvodnju polarizatorima koristiti kristale kalcita i natrijevim nitratom.

Brojači registracije nuklearno zračenje, scintilacijske kristali nalaze, izrađen obično jodidi alkalijskih metala ribolov. Takvi kristali se koristi u analizi, radiobiologiju radiokemijsku, traži rude radioaktivni elementi. Raširena upotreba tehnike je fenomen piezoelektricitet, odnosno pojava električnog naboja pod utjecajem napetosti ili kompresije kristala.

Najčešće se koristi je piezoelektrični kvarcni - ploča od njegovih kristala su stabilizatori u radijske frekvencije koriste u telefon i krda - uređaji koji omogućuju da se odredi dubinu, mjesto set ledenjaci ili riba školama.

Kao poluvodičkog se najčešće koriste monokristali silicija i germanija, a elementi otpor poluvodiča su od silicij karbida. Proizveden sinteriranjem feritne stjecalo osim feromagnetskih svojstava poluprovodnikov- svojstvima i njihovoj strukturi mogu lako mijenjati, a za vrijeme sinteze, na temperaturi od 900 - 1400 ° C - dati bilo koji željeni oblik. Pojedine kristali su od velike važnosti u proizvodnji lasera i maserom. Koristi se u astronomiju maserom dopustiti uzeti slabe signale, pruža više od njihove tisuću puta pojačanja bez izobličenja.

Ovi uređaji su podijeljeni u maserom djeluju u infracrvenom području, UV području te u vidljivom području svjetla.

Sintetički pojedinačni kristali su naširoko koristi u izradi nakita, a najpopularnije sintetičkih dragulja su korund, kvarc i itrij aluminij granat. Kamen bacaju razne elemente iz - cijevi stroja, brzina, - lijeva od rastaljenih stijena. Kao rezultat toga, topljenje i kristalizacija stijene stvorio fino zrnate tvari s tehničkim svojstvima u mnogočemu prelazi karakteristike lijevanog željeza, porculana ili stakla.

Prvi elementi bazalta i andezit su bačeni u Francuskoj. Polazni materijal, ovisno o sastavu namjesti se na temperaturu od 1300 - 1750 stupnjeva C, zatim se ohladi na 800 - 1000 stupnjeva C i zatim izlije u kalupe. Trajanje hlađenja utječe na opseg sredstva kristalizacije. Osim bazalta i andezit za obavljanje kamena lijevanje koristi dijabaz, amfibolitnom i neke druge stijene.

Zajedno s razvojem industrije pojavila se potreba za razvojem novih abrazivnih materijala - u prahu ili izrađene u obliku abrazivnim sloj položen na temelju jedne ili s druge strane, budući da je volumen ekstrahirane prirodnog korund više ne može zadovoljiti potrebe svih industrija u kojoj je koriste.

Proizvodnja brusnih materijala počelo kada je Edward dobio Acheson silicij karbida. Nešto kasnije razvio tehnologiju proizvodnje tehničkog umjetnog korunda boksita topljenjem u električnoj peći. Trenutno proizvod visokog kvaliteta - bijeli korund - izrađene od aluminija.

Karsteklobid silika dobiven je fuzijom u električnoj peći na temperaturi od 2100 - 2400 stupnjeva C s naplatu koja se sastoji od kremenog pijeska, ugljena, sol i piljevine.

Brz razvoj umjetne minerala nomenklature - polu-gotovih proizvoda sa željenim svojstvima ili kristala za različite namjene - ponekad uzrokuje poteškoće u odabiru odgovarajuće nazive njegovih dijelova. Prilikom pokušaja organizirati umjetne kamenje je na temelju sličnosti njihove strukture na strukturu prirodnih minerala. Neizgoriva ilovača, zemljani, porculana, terakote, vatrostalnog materijala i sintetičkih pojedinačni kristali u usporedbi s metamorfnih porodami- imaju svoje umjetne analoga i sedimentne stijene: to je beton, cement, pijesak vapno cigle i žbuke.

Osnovna struktura, a veličina i oblik kristala zrna slična magmatskih stijena takve karakteristike materijala kao što je staklo, šljake šljunka vatrostalne keramike i kompozita.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan