Sünteetiline krüsoberüll (HDSM)
Sissejuhatus krüsoberülli
Mineraal ehk vääriskivi krüsoberüll on berülliumaluminaat keemilise valemiga BeAl 2 O 4 . Krüsoberüll on tähelepanuväärne selle poolest, et see on tugevuselt kolmas sagedamini esinev looduslik vääriskivi, mille kõvadus Mohsi skaalal on 8,5, tehes sellest vastupidava valiku ehete jaoks.
Ostke looduslikud vääriskivid meie vääriskivipoest
Krüsoberülli päritolu ja omadused
Nimetus „krüsoberüll“ tuleneb kreekakeelsetest sõnadest „chrysos“, mis tähendab „kulda“, ja „beryllos“, mis viitab vääriskivile. Tavaline krüsoberüll on üldjuhul kollakasroheline ning ulatub läbipaistvast poolläbipaistvani.
Krüsoberülli erimid
Tavaline krüsoberüll on enamasti kollakasroheline, ulatudes läbipaistvast poolläbipaistvani. Kui mineraalil on erksalt roheline kuni kollane värvus ja see säilitab läbipaistvuse, liigitatakse see vääriskivi kvaliteediga krüsoberülliks. Krüsoberülli peamised erimid on tavaline kollane kuni roheline krüsoberüll, kassisilm (tsümofaan) ja kuulus värvimuutev aleksandriit. Iga erim pakub omanäolist visuaalset ilu, mis on köitnud kollektsionääre ja vääriskivide austajaid.
Ajalooline kontekst
Ajalooliselt nimetati kollakasrohelist krüsoberülli sageli „krüsoliidiks”, eriti kuninganna Victoria ja kuningas Edwardi ajastul. See terminoloogia tekitas aga segadust, kuna sõna „krüsoliit” kasutati ka mineraali peridoot kirjeldamiseks. Seetõttu ei kasutata seda nimetust gemoloogilistes ringkondades enam krüsoberülli tähistamiseks.
Bagdasarovi modifikatsioon (HDSM)
Sissejuhatus HDSM-tehnikasse
Sünteetiline krüsoberüll, mis on kasvatatud spetsiaalselt „horisontaalse suunatud tahkumise meetodil“ ("Horizontal Directional Solidification Method" – HDSM), oli uuendus, mille tõi 1964. aastal välja H. S. Bagdasarov. See teedrajav tehnika tähistas suurt sammu edasi monokristallide kasvatamise tehnoloogias. Bagdasarovi meetod hõlmab toormaterjali ja monokristalli idu sisaldava tiigli liigutamist horisontaalsuunas – protsess, mis on osutunud tõhusaks mitte ainult laserkristallide, vaid ka vääriskivide tootmisel.
HDSM-meetodi rakendamine
HDSM-meetod töötati algselt välja suurte ja äärmiselt täiuslike Nd-legeeritud ütrium-alumiiniumgranaadist laserkristallide kasvatamiseks. See tehnika osutus väga edukaks suurte ja visuaalselt veatute sünteetiliste vääriskivide, sealhulgas sünteetilise krüsoberülli tootmisel. Neid kristalle iseloomustab ühtlus, puhtus ja erakordselt sile pind – omadused, mida oli teiste meetoditega varem keeruline saavutada.
Sünteetilise krüsoberülli kasvuprotsess
Sünteetilise krüsoberülli kasvuprotsessi HDSM-meetodil võib kirjeldada järgmiselt:
- Kindlasse kristallograafilisse suunda orienteeritud idukristall asetatakse anuma esiotstarusse. Horisontaalset laeva meenutav anum mahutab kristalli kasvuks vajalikku toormaterjali.
- Anum paigutatakse spetsiaalsesse ahju, mis on loodud hoidma kogu kasvuprotsessi vältel täpset temperatuuri.
- Kogu kasvuprotsess viiakse läbi kas vaakumis või inertgaasi keskkonnas, et tagada kristallide puhtus.
- Ahju kohale on paigutatud kaamera kasvuprotsessi jälgimiseks ja diagnoosimiseks, tagades pideva järelevalve kõrgete kvaliteedistandardite hoidmiseks.
- Kui soovitud kristallikasv on saavutatud, jahutatakse sulamit aeglaselt, et soodustada optimaalset kristalliseerumist ja vältida struktuurseid pingeid.
HDSM-meetodi eelised
HDSM-meetod võimaldab toota suuri ja peaaegu täiuslike servadega plaate mis tahes kristallograafilises suunas, nagu C-tasand, M-tasand, R-tasand või A-tasand. Tänu suurepärasele optilisele kvaliteedile ja struktuursele terviklikkusele sobivad need plaadid paljudeks optilisteks, mehaanilisteks, raadiosageduslikeks (RF) ning LED-rakendusteks.
HDSM-tehnika ainulaadsed omadused
Üks HDSM-tehnika unikaalseid aspekte on võimalus viia läbi korduvat kristalliseerumist, mis on kasulik juhul, kui toormaterjal vajab täiendavat keemilist puhastamist. Lisaks on võimalik teostada pidevat kristalliseerumist, liigutades tiiglit järk-järgult läbi kristalliseerumistsooni, mis võimaldab kvaliteetsete kristallide katkematut tootmist.
Temperatuurikontroll ja kvaliteet
HDSM-meetod paistab silma ka täpse temperatuurikontrolli poolest, mis on määrava tähtsusega suurte ja minimaalsete defektidega monokristallide kasvatamisel. Selline kontroll võimaldab luua sünteetilist krüsoberülli, mille omadused sarnanevad suuresti looduslike vääriskividega, kuid millel on veelgi ühtlasem kvaliteet ja paremad optilised omadused.
Sünteetilise krüsoberülli rakendused ja eelised
Bagdasarovi meetodil toodetud sünteetilise krüsoberülli kristallid on kõrgelt hinnatud oma suurepäraste optiliste omaduste poolest, mistõttu sobivad need nõudlikeks rakendusteks erinevates tööstusharudes. Nende kristallide veatu olemus koos kõrge murdumisnäitaja ja suletiste puudumisega teeb neist ideaalse materjali nii ehete kui ka tipptasemel optikatehnoloogiate jaoks.
Sünteetilise krüsoberülli (HDSM) omadused
Sünteetiline krüsoberüll (HDSM)
- Keemiline valem: BeAl2O4:Cr3+
- Süngoonia: Rombiline
- Kõvadus (Mohsi skaalal): 8,5
- Tihedus: 3,7 g/cm3
- Murdumisnäitaja: 1,741 - 1,75
- Dispersioon: 0,015
- Suletised: Suletistevaba. Peamised eristustunnused looduslikust krüsoberüllist on hägusused, praod, tühimikud, mitmefaasilised suletised, kvarts, biotiit ja fluoriit.
Sünteetilise krüsoberülli kasvav turg
Sünteetilise krüsoberülli kasutamine vääriskiviturul on viimastel aastatel kasvanud, eelkõige tänu selle kõrgekvaliteedilistele visuaalsetele omadustele, mis pakuvad konkurentsi looduslikele kividele. Võimalus toota kindla orientatsiooni ja suurema puhtusega sünteetilist krüsoberülli muudab selle atraktiivseks valikuks nii vääriskivikollektsionääridele kui ka optikaseadmete tootjatele.