Nhiều hợp chất oxit, đặc biệt là các silicat, đông cứng rất nhanh từ dung thể khi nhiệt độ giảm xuống, tạo ra các loại thủy tinh (không kết tinh), vì vậy không thể tổng hợp được bằng phương pháp nóng chảy trong ngọn lửa. Để tổng hợp chúng người ta phải sử dụng các chất trợ dung (flux) khác nhau.
Chất trợ dung là những chất có năng lực làm giảm nhiệt độ nóng chảy của những chất khác khi nó được trộn lẫn và đốt nóng. Ở nhiệt độ phòng, chất trợ dung ở trạng thái rắn, nhưng khi nóng chảy, chúng trở thành những dung môi rất mạnh, hoàn toàn có thể hòa tan những nguyên vật liệu nuôi. Lúc này ta có một dung dịch, trong đó dung môi là chất trợ dung nóng chảy, còn chất hòa tan là những nguyên vật liệu để nuôi tinh thể. Quá trình kết tinh sẽ xảy ra từ dung dịch ( chứ không phải là từ dung thể như nhóm chiêu thức trên ) một khi dung dịch này trở nên quá bão hòa .Tài trợ nội dung
Phương pháp này được dùng để tổng hợp nhiều loại đá quý khác nhau: ruby, sapphire, emerald, spinel, elexandrit, thạch anh… trong đó nhiều nhất là corindon và emerald.
Corindon. Corindon lúc bấy giờ được nhiều nhà phân phối tổng hợp bằng chiêu thức chất trợ dung. Mỗi nhà phân phối lại sử dụng những chất trợ dung khác nhau, với những kỹ thuật khác nhau ( Bảng 6.2 ). Cho đến nay đã có đến 6 nhà phân phối tổng hợp corindon bằng chiêu thức này, trong đó Open trên thị trường nhiều nhất là những mẫu sản phẩm của hãng Chatham và Ramaura .
Người ta tạo ra dung dịch bão hòa bằng cách hòa tan nguyên vật liệu nuôi ( Al2O3 + chất tạo màu ) trong chất trợ dung ở nhiệt độ hơi cao hơn điểm bão hòa. Trong tiến trình này người ta thường cho lò quay để bảo vệ những chất hòa tan hết. Quá trình kết tinh mở màn khi nhiệt độ được hạ từ từ trong khoảng chừng nhiệt độ kết tinh của corindon. Thường người ta để một phần của lò nguội hơn phần khác để tạo ra những dòng đối lưu, tinh thể mở màn sinh trưởng ở phần nguội này trải qua sự kích thích hạt nhân hoặc tăng trưởng trên những tinh thể mầm. Khi đạt đến size thiết yếu, người ta lấy những tinh thể ra bằng cách gạn dung thể còn lại qua một lỗ khoét ở đáy lò ( hình 6.6 ) .
Emerald. Emerald lúc bấy giờ được rất nhiều hãng và công ty trên quốc tế sản xuất công nghiệp theo chiêu thức chất trợ dung dưới những tên gọi khác nhau. Các đơn vị sản xuất khác nhau hoàn toàn có thể có những kỹ thuật tổng hợp không như nhau, nhưng nhìn chung sơ đồ tổng hợp emerald bằng giải pháp chất trợ dung được minh họa như hình 6.6 .
Phương pháp này sử dụng một buồng bằng bạch kim, trong đó những nguyên vật liệu nuôi ( oxit Bc và Al + oxit Cr là chất gây màu ) được hòa tan trong một dung môi ( chất trợ dung ) của molipdat liti đã được đốt nóng đến 800 °C. Các tấm thủy tinh SiO2 nổi trên mặt phẳng của dung thể và những oxit Be và Al sẽ phối hợp với chúng để tạo nên dung dịch beryl. Các tinh thể mầm từ beryl tự nhiên hoặc tự tạo trong những lồng bạch kim sau đó được thả vào trong dung dịch, nhiệt độ của lò được hạ dần đến mức đã đặt trước .
Khi dung dịch beryl trở nên quá bão hòa, những tinh thể emerald sẽ được kết tủa và tăng trưởng trên những tinh thể mầm. Quá trình này diễn ra rất chậm rãi và nhiệt độ cần được kiểm soát và điều chỉnh rất đúng chuẩn để tạo nên gradient nhiệt độ và những dòng đối lưu : ở phần dưới nhiệt độ cao hơn để hòa tan những nguyên vật liệu nuôi, được những dòng đối lưu đưa lên phần trên có nhiệt độ thấp hơn và kết tủa trên những tinh thể mầm. Trong quy trình nuôi, nguyên vật liệu được cấp phối tiếp qua một cửa ở đỉnh lò trong những khoảng chừng thời hạn đều nhau .
Quá trình tổng hợp tinh thể bằng phương pháp chất trợ dung diễn ra rất chậm chạp, từ 2 đến 10 tháng (phụ thuộc vào từng nhà sản xuất) để có thể nuôi được những tinh thể có kích thước đủ lớn có thể chế tác được. Đương nhiên khoảng thời gian này hoàn toàn không thể so sánh được với các quá trình địa chất kéo dài hơn rất nhiều, vì vậy phương pháp này thường cho ra số lượng lớn các tinh thể nhỏ.
Daquyvietnam tổng hợp ,
Chia sẻ:
Like this:
Like
Đang tải …
