იტრიუმის ალუმინის ბროწეული. სინთეტიკური ქვები
სტრონციუმის ტიტანატი (ფაბულიტი)
რუტილთან შედარებით, ეს სინთეზური ქვა უფრო შესაფერისია ალმასის ჩასანაცვლებლად სამკაულები. ის არის სრულიად უფერო, ოპტიკურად იზოტროპული და აქვს ალმასის მსგავსი რეფრაქციული ინდექსი (2.41). ფაბულიტის დისპერსია (0,1 - 0,2) უფრო მაღალია, რაც უზრუნველყოფს ლამაზ თამაშს სინათლის სხივების ან განათების დაცემის კუთხის ცვლილებისას. ფაბულიტის სიმტკიცე არის 5,5 - 6,5, ამიტომ მიზანშეწონილია მისი გამოყენება საყურეების ან გულსაკიდის დასამზადებლად და არა რგოლებში, სადაც უფრო სწრაფად ცვდება.
სტრონციუმის ტიტანატის სინთეზი ხორციელდება M.A. Verneuil-ის ცნობილი მეთოდით.
გაზრდის შემდეგ, კრისტალები უნდა გაიწმინდოს ჟანგბადის ნაკადში დაბალ ტემპერატურაზე. საზღვარგარეთ ფაბულიტის სამრეწველო წარმოებას ახორციელებს კომპანია National Ice and Co (აშშ). Fabulite არ იწარმოება სსრკ-ში.
იტრიუმის ალუმინის ბროწეული (YAG)
იტრიუმის ალუმინის ოქსიდს (Y 3 A1 5 O 12) აქვს ბროწეულის სტრუქტურა და მას უფრო ხშირად უწოდებენ იტრიუმის ალუმინის ბროწეულს - YAG ან გარნეტიტს. თუმცა, YAG ყველაზე ხშირად იზრდება Czochralski მეთოდით კარგი შედეგიასევე იძლევა ნაკადით დნობისგან კრისტალიზაციის მეთოდს. YAG-ის სინთეზის პირობები ძალიან ჰგავს კორუნდის ზრდის პირობებს.
თავიდან იტრიუმის ალუმინის ბროწეული გამოიყენებოდა მხოლოდ ტექნოლოგიაში; ზოგიერთი ლანთანიდის (კერძოდ, ნეოდიმი) დამატებით გაიზარდა ლაზერული ტექნოლოგიაში გამოყენებული კრისტალები: გარდა ამისა, YAG კრისტალები ემსახურება როგორც სუბსტრატს ლაზერულ ტექნოლოგიასა და რადიოელექტრონიკაში გამოყენებული ფერმაგნიტური გარნიტების სინთეზში.
IN ბოლო წლები YAG ფართოდ გამოიყენება სამკაულებში. ლანთანიდების დამატების წყალობით შესაძლებელი გახდა კრისტალების მიღება განსხვავებული ფერი- ბუნებაში არ გვხვდება წითელი, მწვანე, ყვითელი, ყავისფერი და ა.შ. საზღვარგარეთ, YAG იწარმოება მრავალი კომპანიის მიერ; ყველაზე პოპულარულია ლინდას (აშშ) ყუმბარები.
სსრკ-ში YAG იწარმოება მიმართულების კრისტალიზაციის მეთოდით, რაც საშუალებას იძლევა გაიზარდოს იდეალურად რეგულარული და სუფთა კრისტალები.
ხელოვნური ბროწეული იქმნება როცა მაღალი ტემპერატურამაღალ ვაკუუმში სპეციალურ აპარატში. მცენარე გამოიმუშავებს ღია, ვარდისფერ, ყვითელ და მწვანე გარნიტებს. სინთეზის დრო დაახლოებით 4 დღეა. ტარდება კვლევა, რომელიც მიზნად ისახავს ნებისმიერი ფერის YAG კრისტალების მიღებას - მეწამულიდან და ლიმონიდან სუფთა ლურჯი და იასამნისფერი.
ლითიუმის ნიობატი
ლითიუმის ნიობატი - LiNbO 3 - შედარებით რბილი სინთეტიკური ქვაა (სიხისტი დაახლოებით 5,5 მოჰსის მასშტაბით). საინტერესოა, პირველ რიგში, თავისი ოპტიკური თვისებებით, რამაც შესაძლებელი გახადა მისი გამოყენება ლაზერულ ტექნოლოგიაში. მისი რეფრაქციული ინდექსია 2.2 -2.3, დისპერსია მაღალია 0.12, რაც უზრუნველყოფს ქვის ლამაზ თამაშს.
კრისტალები იზრდებიან ჩოხრალსკის მეთოდით. გარდამავალი ჯგუფის ლითონების ოქსიდების დნობისას მიიღება სხვადასხვა ფერის კრისტალები: ქრომის ოქსიდის დამატებისას - მწვანე, რკინის ოქსიდი - წითელი, კობალტის ოქსიდი - ლურჯი ან ლურჯი. სსრკ-ში ლითიუმის ნიობატი არ არის სინთეზირებული.
არსებობს რამდენიმე სახის სინთეზირებული ქვები, რომლებიც ბუნებაში არ გვხვდება. ეს კრისტალები შემთხვევით გაიზარდა მყარი მდგომარეობის ფიზიკის სფეროში კვლევის დროს. ამ კრისტალების ზოგიერთი ნაწილი, ჭრის შემდეგ, დაიწყო სამკაულებში გამოყენება.
სტრონციუმის ტიტანატი
ერთ-ერთი მათგანია სინთეზური სტრონციუმის ტიტანატი, რომელიც გაშენებულია ვერნეის სანთურში. სტრონციუმის ტიტანატს აქვს ქიმიური შემადგენლობა SrTiO3. სტრონციუმის ტიტანატი და მინერალი პეროვსკიტი (CaTiO3) ძალიან ჰგავს კუბურ სტრუქტურასა და ბროლის ფორმას. სტრონციუმის ტიტანატი არის იზოტროპული, თითქმის უფერო, აქვს რეფრაქციული ინდექსი ნატრიუმის შუქზე 2.410, დისპერსია 0.19 დიაპაზონში B-დან G-მდე, სპეციფიკური სიმძიმე 5.1 და სიმტკიცე 6. სტრონციუმის ტიტანატს ასევე აქვს სხვა სახელები, როგორიცაა მაგ. starilian, fabulite, diagem. ბრწყინვალედ მოჭრილი სტრონციუმის ტიტანატი ძალიან წააგავს ალმასს, თუმცა მისი ამოცნობა ადვილად შეიძლება მისი სიხისტის ან 3,52 სპეციფიკური სიმძიმის მიხედვითაც კი, და ის არ ფლუორესცირდება ულტრაიისფერ შუქზე. იმის გამო, რომ სტრონციუმის ტიტანატი ადვილია განასხვავოთ ალმასისგან, იგი არ გამოიყენებოდა სამკაულებში.
ლითიუმის ნიობატი
კიდევ ერთი ნივთიერება, რომელიც ბუნებაში არ გვხვდება, მაგრამ შეიძლება ხელოვნურად გაიზარდოს, არის ლითიუმის ნიობატი. ნატრიუმის ნიობატი შემოვიდა ამერიკულ საიუველირო ბაზარზე Linobat-ის სახელით. ლითიუმის ნიობატი იზრდება ძირითადად უფერო, მაგრამ თუ სპეციალური დანამატები დაემატება, მას შეუძლია შეიძინოს ფერი, რომელიც მერყეობს წითელიდან მეწამულამდე. ლითიუმის ნიობატს აქვს ქიმიური შემადგენლობა LiNbO3. მისი ქიმიური თვისებებით ის ძალიან ახლოსაა სტრონციუმის ტიტანატის თვისებებთან. მაგრამ სტრონციუმის ტიტანატისგან განსხვავებით, ეს ხელოვნურად გაზრდილი ნივთიერება არ არის იზოტროპული, არამედ ცალღეროვანი ან სხვაგვარად ტრიგონალური. ლითიუმის ნიობატს აქვს ჩვეულებრივი სხივის გარდატეხის ინდექსი ნატრიუმის შუქზე 2,30, ხოლო არაჩვეულებრივი სხივის გარდატეხის ინდექსი 2,21. ლითიუმის ნიობატს აქვს სიმტკიცე 5,5, ხვედრითი წონა 4,64, დისპერსია 0,120 B-დან G-მდე, რაც 3-ჯერ აღემატება ალმასის დისპერსიას.
ფიზიკოსებმა მოახდინეს გარნეტის მსგავსი სტრუქტურის რამდენიმე ნივთიერება სინთეზირებული. ასეთი მინერალები ბუნებაში არ გვხვდება. ამ ბროწეულის მსგავს ნივთიერებებს აქვს ქიმიური ფორმულა X3AL3O12. ეს ნივთიერებები იქმნება ვერნეის საწვავში ან ჩოხრალსკის მეთოდით, რომლის დროსაც დნობის ზევით შეჩერებული ბუნებრივი მინერალი თესვის სახით ქვევით იკლებს დნობის ზედაპირს შეხებამდე, შემდეგ კი ამაღლდება და ბრუნავს. ამის გამო კრისტალი დიდი და ცილინდრული ფორმის გამოდის. ამ პროცესს ასევე უწოდებენ დნობის ნახატს. ამ ნივთიერებებიდან ყველაზე მოთხოვნადია იტრიუმის ალუმინის ბროწეული და Daimonair. როგორც წესი, იტრიუმის ალუმინის ბროწეული და Daimonair მზადდება უფერო, მაგრამ მათ შეიძლება მივცეთ განსხვავებული ფერი სპეციალური მინარევების დამატებით. მაგალითად, თუ დაამატებთ ქრომს, ნივთიერება შეიძენს მწვანე ფერს და გახდება დემანტოიდის მსგავსი. თქვენ შეგიძლიათ განასხვავოთ სინთეზური ნივთიერება დემანტოიდისგან მისი სპეციფიკური სიმძიმით, ვინაიდან ნივთიერებას აქვს ხვედრითი წონა 4.6, ხოლო დემანტოიდი გაცილებით ნაკლებია.
იტრიუმის ალუმინის ბროწეული (YAG) არის ოპტიკური მასალა, რომელიც შესაფერისია UV და IR ოპტიკაში გამოსაყენებლად.. YAG პროდუქტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ოპტიკური ელემენტები ფართო სპექტრულ რეგიონში 250-5000 ნმ. YAG-ის მექანიკური და ქიმიური თვისებები ახლოს არის საფირონთან, მაგრამ YAG არ არის ორმხრივი გამანადგურებელი და მისი დამუშავება გარკვეულწილად უფრო მარტივია, ვიდრე საფირონის. YAG-ს არ აქვს შთანთქმის ხაზები 2 - 3 μm რეგიონში, სადაც სათვალეები, როგორც წესი, ძლიერ შთანთქავენ იმის გამო. ძლიერი კავშირებიწყლის მოლეკულები. მაღალი სიმტკიცის, მოტეხილობის ზღურბლის, გარდატეხის ინდექსისა და თბოგამტარობის გამო, YAG შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალ ტემპერატურაზე და მაღალი სიმძლავრის ლაზერებში.
ჩვენ ვიყენებთ მაღალი ხარისხის კრისტალებს ჩვენი ოპტიკისთვის, რომლებიც გაიზარდა ჩოხრალსკის მეთოდით და ჰორიზონტალური მეთოდით მომხმარებლის არჩევანით. ჩვენი კომპანია ახორციელებს YAG ლაზერულ პოლირებას, აწარმოებს სინათლის გიდებს, პრიზმებს და სარკეებს.
|
ოპტიკური თვისებები |
|
| გადაცემის რეგიონი, μm | 0.21-დან 5.3-მდე |
| რეფრაქციული ინდექსი, 1,064 მკმ | 1.82 |
| არეკვლის დაკარგვა, % ორი ზედაპირისთვის 1.064 μm | 16.7% |
| თერმოოპტიკური ფაქტორი (dT), 633 ნმ | 7.3 * 10 -6 * K -1 |
|
ფიზიკური თვისებები |
|
| სიმკვრივე, გ/სმ3 (20°C) | 4.56 |
| ხსნადობა | წყალში უხსნადი |
| მასალის ტიპი | სინთეტიკური მონოკრისტალი |
| კრისტალური სტრუქტურა | კუბური |
| დნობის წერტილი °C | 1940 |
| თბოგამტარობა W * სმ -1 * °K -1 | 0.14 |
| წრფივი გაფართოების ტემპერატურული კოეფიციენტი 1/°C | 7.8 x 10 -6 |
| სპეციფიკური სითბო J /(კგ * კ) 0 °C-ზე | 590 |
| დიელექტრიკული მუდმივი | 11.7 |
| იანგის მოდული (E), GPa | 300 |
| ელასტიურობის კოეფიციენტები | C11 = 333 C 12 = 111 C 44 = 115 |
| ელასტიური ლიმიტი MPa | 280 |
| მოჰს სიმტკიცე | ~8,5 |
იტრიუმის ალუმინის ბროწეული დოპირებული ნეოდიმით (Y 3 A 15 O 12: Nd 3+)
იტრიუმის ალუმინის ბროწეულინეოდიმი დოპირებული ( Y 3 A 15 O 12: Nd 3+) არის ლაზერული კრისტალი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო, სამედიცინო და სამეცნიერო მიზნებისთვის. მისი მთავარი უპირატესობებია: დაბალი წარმოების ბარიერი, მაღალი ეფექტურობა, დაბალი დანაკარგები 1.064 μm, ასევე მაღალი ოპტიკური ხარისხი, კარგი თბოგამტარობა და ტემპერატურის ცვლილებებისადმი გამძლეობა, სტაბილური ქიმიური და მექანიკური თვისებები, რაც საშუალებას იძლევა გამოიყენოს Nd:YAG ყველა ტიპის მყარი მდგომარეობის ლაზერებში.
| Თვისებები | |
| ქიმიური ფორმულა | Nd 3+ :Y 3 Al 5 O 12 |
| კრისტალური სტრუქტურა | კუბური |
| ლიგატური კონცენტრაცია, ზე.% | 0.5 - 1.2 |
| ლატის მუდმივი, ა | 12.01 |
| სიმკვრივე გ/სმ3 | 4.56 |
| დნობის წერტილი, °C | 1950 |
| დიელექტრიკული მუდმივი | 11.7 |
| ხავსის სიმტკიცე | 8.5 |
| 7.8 x 10 -6 x °K -1,<111> 8.2 x 10 -6 x °K -1,<100> |
|
| თბოგამტარობა 25°C, W x სმ -1 x °K -1 | 0.14 |
| დაკარგვის კოეფიციენტი 1064 ნმ, სმ -1 | 0.003 |
| რეფრაქციული ინდექსი, 1 მკმ | 1.82 |
Nd:YAG ლაზერული წნელების სპეციფიკაცია
| მასალა | იტრიუმის ალუმინის ბროწეული ნეოდიმით დოპირებული |
| შენადნობის დონე | 0.5 - 2.3 % |
| შენადნობის გავრცელება | +/- 0.1 % |
| ორიენტაცია | <111> |
| ორიენტაციის ტოლერანტობა | +/-5º |
| დიამეტრის ტოლერანტობა | +/- 0,05 მმ |
| სიგრძის ტოლერანტობა | +/- 0,5 მმ ან საჭიროებისამებრ |
| კონკურენტულობა | |
| პერპენდიკულარულობა | |
| ტალღის ფრონტის დამახინჯება | ლამბდა/8 ინჩზე 633 ნმ |
| სიბრტყე | Lambda/10 633 ნმ ან მომხმარებლის მოთხოვნის მიხედვით |
| ნაკაწრი წერტილები | 10-5 MIL – 13830B |
| გვერდითი ზედაპირი | ქვიშიანი ან გაპრიალებული |
| მსუბუქი დიაფრაგმა | 90% ცენტრალური ნაწილი |
| ჩამფერები | <0.15 мм x 45º |
| საფარები | AR საფარი R<0.2% с поверхности на1064 nm или по требованию заказчика |
გარდა ამისა, ARD-OPTIX გთავაზობთ სარემონტო მომსახურებას
დამკვეთის ლაზერული ელემენტების (გაპრიალება და დაფარვა).
იტრიუმის ალუმინის ბროწეული დოპირებული ერბიუმით (Er:Y 3 Al 5 O 12 ან Er:YAG)
იტრიუმის ალუმინის ბროწეული დოპირებული ერბიუმით ( Er:Y 3 Al 5 O 12 ან Er:YAG) არის ლაზერული კრისტალი, რომელსაც აქვს ფართო უპირატესობები ტალღის სიგრძეზე გამოყენებისას 2.94 μ . Er:YAG-ს აქვს მაღალი ოპტიკური ხარისხი, მაღალი ეფექტურობაკარგი თბოგამტარობა, სტაბილური ქიმიური და მექანიკური თვისებები. Er:YAG გადატუმბულია ფართო ფართობზე 600 - 800 ნმ. ყველა ეს თვისება ქმნის Er:YAGშესანიშნავი მასალა სტომატოლოგიური და სხვა სამედიცინო ლაზერებისთვის.
| ძირითადი თვისებები | |
| ქიმიური ფორმულა | Er:Y 3 Al 5 O 12 |
| კრისტალური სტრუქტურა | კუბური |
| შენადნობის კონცენტრაცია, ზე.% | 1 - 50% |
| ლატის მუდმივი, ა | 12.00 |
| სიმკვრივე, გ/სმ3 | 5.35 |
| დნობის წერტილი, ºC | 1970 |
| დიელექტრიკული მუდმივი | 11.7 |
| ხავსის სიმტკიცე | 8.5 |
| .თერმული გაფართოების კოეფიციენტი | 7.7 x 10-6 x ºK-1,<111>8.2 x 10-6 x ºK-1,<100> |
| თბოგამტარობა 25ºC-ზე, W x სმ-1 x ºK-1 | 0.12 |
| დაკარგვის კოეფიციენტი 1064 ნმ, სმ-1 | 0.003 |
| რადიაციის ტალღის სიგრძე, ნმ | 2940 |
| რეფრაქციული ინდექსი, 2940 ნმ | 1.79 |
Er:YAG ლაზერული წნელების სპეციფიკაცია
| მასალა | იტრიუმის ალუმინის ბროწეული დოპირებული ერბიუმით |
| შენადნობის დონე | 1 - 50 % |
| ორიენტაცია | <111> |
| ორიენტაციის ტოლერანტობა | +/-5º |
| დიამეტრის ტოლერანტობა | +/- 0,05 მმ |
| სიგრძის ტოლერანტობა | +/- 0.5 მმ ან მომხმარებლის მოთხოვნით |
| კონკურენტულობა | |
| პერპენდიკულარულობა | |
| ტალღის ფრონტის დამახინჯება | ლამბდა/8 ინჩზე 633 ნმ |
| სიბრტყე | Lambda/10 633 ნმ ან მომხმარებლის მოთხოვნით |
| ნაკაწრების წერტილები | 10-5 |
| გვერდითი ზედაპირი | ქვიშიანი ან გაპრიალებული |
| მსუბუქი დიაფრაგმა | 90% |
| ჩამფერები | <0.15 mm x 45º |
| საფარები | AR საფარი R-ით<0.25 % на 2940 нм или по требованию заказчика |
გარდა ამისა, ARD-OPTIX გთავაზობთ სარემონტო მომსახურებას
დამკვეთის ლაზერული ელემენტების (გაპრიალება და დაფარვა).
იტრიუმის ალუმინის ბროწეული დოპირებული იტერბიუმით (Yb: Y 3 Al 5 O 12 ან Yb:YAG)
იტერბიუმ-დოპირებული იტრიუმის ალუმინის ბროწეული (Yb: Y 3 Al 5 O 12 ან Yb:YAG) არის ერთ-ერთი პერსპექტიული ლაზერული აქტიური მასალა და უფრო მოსახერხებელია დიოდური ტუმბოსთვის ტრადიციულთან შედარებით. Nd garnets. მას შეუძლია წარმოქმნას ტალღის სიგრძეზე 1.03μ, როდესაც ტუმბოს 940 ნმ. Yb:YAG-ის ძირითადი უპირატესობები: ფართო შთანთქმის ზოლი, მაღალი ეფექტურობა და შესანიშნავი გამონაბოლქვი. Yb:YAG ლაზერული მასალა ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო ლაზერებში ლითონის ჭრისა და შედუღებისთვის. ეს კრისტალი ასევე გამოიყენება ელექტრონიკაში, ოპტიკაში და ლაზერულ ტექნოლოგიებში.
| ძირითადი თვისებები | |
| ქიმიური ფორმულა | Yb 3+ :Y 3 Al 5 O 12 |
| კრისტალური სტრუქტურა | კუბური |
| დოპინგის კონცენტრაცია, %-ზე | 5 - 30 % |
| ლატის მუდმივი, ა | 12.01 |
| სიმკვრივე გ/სმ3 | 4.56 |
| დნობის წერტილი, °C | 1970 |
| ხავსის სიმტკიცე | 8.5 |
| თერმული გაფართოების კოეფიციენტი | 7.8 x 10 -6 x °K -1,<111> |
| თბოგამტარობა25°C, W x სმ -1 x °K -1 | 0.14 |
| დაკარგვის კოეფიციენტი 1064 ნმ, სმ -1 | 0.003 |
| ლაზინგის ტალღის სიგრძე, ნმ | 1030 |
| რეფრაქციული ინდექსი, 1 μ-ზე | 1.82 |
Yb:YAG ლაზერული ღეროების სპეციფიკაცია
| მასალა | იტრიუმის ალუმინის ბროწეული დოპირებული იტერბიუმით |
| შენადნობის დონე | 5 - 30 % |
| ორიენტაცია | <100> |
| ორიენტაციის ტოლერანტობა | +/-5º |
| დიამეტრის ტოლერანტობა | +/- 0,05 მმ |
| სიგრძის ტოლერანტობა | +/- 0.5 მმ ან მომხმარებლის მოთხოვნით |
| პარალელიზმი | |
| პერპენდიკულარულობა | |
| ტალღის ფრონტის დამახინჯება | ლამბდა/8 ინჩზე 633 ნმ |
| სიბრტყე | Lambda/10 633 ნმ ან მომხმარებლის მოთხოვნით |
| ნაკაწრი წერტილები | 10-5 |
| გვერდითი ზედაპირი | ქვიშიანი ან გაპრიალებული |
| მსუბუქი დიაფრაგმა | 90% ცენტრალური რეგიონი |
| ჩამფერები | <0.15 мм x 45º |
| საფარები | AR საფარი R-ით<0.25% с поверхности на требуемой длине волны |
გარდა ამისა, ARD-OPTIX გთავაზობთ სარემონტო მომსახურებას
დამკვეთის ლაზერული ელემენტების (გაპრიალება და დაფარვა).
საიუველირო ქვებს შორის განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს სინთეტიკური ქვები, რომლებსაც არ აქვთ ბუნებრივი ანალოგი. დიდი ხნის განმავლობაში, ჩვენს ქვეყანაში ინტენსიურად განვითარდა ასეთი კრისტალების ზრდის ტექნოლოგიები, რადგან ისინი ფართოდ გამოიყენება სამეცნიერო და ტექნიკური მიზნებისთვის, მაგალითად, ლაზერულ ტექნოლოგიაში, სადაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია კრისტალების სისუფთავე და დეფექტი. . სწორედ ამ თვისებებმა, სხვადასხვა ფერის კრისტალების მიღების უნართან ერთად, მიიპყრო იუველირების ყურადღება. ამჟამად სინთეტიკური ქვები, რომლებსაც არ გააჩნიათ ბუნებრივი ანალოგი, ფართოდ გამოიყენება სამკაულებში, როგორც დამოუკიდებლად, ისე უფრო ძვირადღირებული ბუნებრივი საიუველირო ქვების იმიტაციად.
ბევრად ყველაზე პოპულარული სინთეტიკური ქვები, რომლებსაც არ აქვთ ბუნებრივი ანალოგი, არიან
- კუბური ცირკონიები,
- იტრიუმის ალუმინის ბროწეული (YAG),
- მწვანე და ლურჯი კვარცი,
- მინა,
- ნაკლებად გავრცელებულია გადოლინიუმის გალიუმის ბროწეული (GGG) და ლითიუმის ნიობატი.
იტრიუმ-ალუმინის გარნიტებიდა ზოგიერთი სხვა ჯიშის სინთეზური ბროწეული გამოჩნდა 60-იანი წლების დასაწყისში და მოიპოვა ფართო აღიარება საიუველირო ინდუსტრიაში, როგორც საჭრელი მასალა. სინთეზურ ბროწეულებს შორის ყველაზე გავრცელებულია იტრიუმ-ალუმინი (YAG) და გადოლინიუმ-გალიუმი (GGG). YAG და განსაკუთრებით GGG კრისტალები ფართოდ გამოიყენება მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში და სწორედ ამან შეუწყო ხელი მათ სინთეზსა და ზრდაზე მუშაობის განვითარებას. სინთეზური ბროწეულის საიუველირო ქვებად გამოყენებას ხელი შეუწყო მათი გაშენების ეკონომიური მეთოდების - მიმართული კრისტალიზაციისა და ზონის დნობის მეთოდების შემუშავებამ.
იტრიუმის ალუმინის ბროწეული ერთადერთი სინთეზური ბროწეულია, რომელიც ჯერ კიდევ გამოიყენება სამკაულებში, როგორც ძვირფასი ქვების იმიტაცია. სუფთა YAG-ები უფეროა; მინარევების შეყვანა შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა ფერის მიღებას, მაგალითად, ქრომის ნაზავი - მწვანე, კობალტი - ლურჯი, მანგანუმი - წითელი, ტიტანი - ყვითელი. უფერო YAG გამოიყენება როგორც ალმასის იმიტაცია, ხოლო მწვანე იმდენად ჰგავს დემანტოიდს, რომ მისი ვიზუალურად გარჩევა თითქმის შეუძლებელია.
გადოლინიუმის გალიუმის ბროწეულიარის გამჭვირვალე მასალა მკრთალი ყავისფერი ელფერით და ძალიან მაღალი ბზინვარებით და ერთ დროს ჰქონდა გარკვეული წარმატება, როგორც იმიტაციური ბრილიანტი. HGG-ის დიაგნოსტიკური თვისებები მოცემულია ცხრილში. აღსანიშნავია მისი დაბალი სიხისტე, რამაც არ მისცა საშუალება ფართოდ გავრცელებულიყო როგორც საიუველირო მასალა.
სინთეზურ გარნიტებში შიდა მახასიათებლებს შორის ხშირად შეინიშნება ზონირება, აირის და მყარი ჩანართები, ბლოკირება და მოტეხილობა. YAG და სხვა სინთეზური ბროწეულის დიაგნოსტიკა არ წარმოადგენს რაიმე განსაკუთრებულ სირთულეს.
ბოლო დროს ყველაზე პოპულარულია ყველა სინთეზური მასალისაგან, რომელიც ალმასის იმიტაციას ახდენს კუბური ცირკონია - სტაბილიზირებული კუბური ცირკონიუმის ოქსიდი. პირველად კუბური ცირკონიის კრისტალები ჩვენს ქვეყანაში 60-იანი წლების შუა ხანებში გაშენდა ფიზიკურ ინსტიტუტში. პ.ი. ლებედევა ა.ნ. სსრკ (FIAN), რის შემდეგაც დაარქვეს მიღებულ კრისტალებს. სკალოპის დნობის მეთოდი ამჟამად გამოიყენება კუბური ცირკონიის კრისტალების გასაშენებლად. ფლობს მეცნიერულ და ტექნიკურ მიზნებში გამოსაყენებლად მნიშვნელოვან თვისებებს, კუბური ცირკონია, თუმცა მათი წარმოების მეთოდის შემუშავებიდან ძალიან მალე დაიწყო გამოყენება საიუველირო ინდუსტრიაში. ამას, უპირველეს ყოვლისა, შეუწყო ხელი უფერო მოჭრილი კუბური ცირკონიის ბრილიანტების სილამაზემ და გასაოცარმა გარეგნულმა მსგავსებამ, ასევე მათმა უნარმა შეღებვა, ქრომოფორული მინარევებისაგან, სხვადასხვა ნათელ ფერებში. მაგალითად, ევროპიუმის ნაზავი აძლევს კუბურ ცირკონიას ვარდისფერ ფერს, რკინას - მოყვითალო, კობალტს - მუქ მეწამულს, ვანადიუმს - მწვანეს, სპილენძს - ყვითელს და სერიებს - ნათელ წითელს. ახლახან რუსეთმა შეიმუშავა ტექნოლოგია გაუმჭვირვალე თეთრი, ვარდისფერი და შავი ჯიშების წარმოებისთვის, რომლებიც მოქმედებენ როგორც მარგალიტის, შავი ქალცედონის ან შავი ალმასის იმიტაცია. დღეს კუბური ცირკონიის დიაგნოსტიკა არ წარმოადგენს რაიმე განსაკუთრებულ სირთულეს (დიაგნოსტიკურ თვისებებს მიეკუთვნება სიმკვრივე, სიმტკიცე და ულტრაიისფერი ფლუორესცენცია).
კუბური ცირკონია, სინთეტიკურ გარნიტებთან ერთად, ღირსეული კონკურენტებია ბუნებრივი საიუველირო ქვებისთვის. ამავდროულად, კუბურ ცირკონიას, რომელიც ხასიათდება უფრო მაღალი რეფრაქციული ინდექსით და დისპერსიული მნიშვნელობებით, აქვს უფრო კაშკაშა ბრწყინვალება და შუქის თამაში, ვიდრე, მაგალითად, იტრიუმ-ალუმინის ბროწეული.
შემდეგი სინთეტიკური კრისტალი, რომელსაც არ აქვს ბუნებრივი ანალოგი და გამოიყენება სამკაულებში ლითიუმის ნიობატი, ასევე ცნობილი სავაჭრო სახელით "ლინობატი". ის იზრდება ჩოხრალსკის მეთოდით, ერთკრისტალები ამოღებულია ნიობატის დნობიდან პლატინის ჭურჭელში. ლითიუმის ნიობატი ორმხრივად გამანადგურებელია, მაგრამ მისი რეფრაქციული ინდექსი (იხ. ცხრილი) ახლოს არის ალმასის ინდექსისთან. მისი "აბრეშუმისებრი" გარეგნობის გამო, საკმაოდ მაღალი ორმაგდნობისა და დაბალი სიხისტის გამო, ლინობატი ერთ-ერთი ყველაზე ნაკლებად ღირებული ალმასის იმიტაციაა. სუფთა სახით უფერო ლითიუმის ნიობატი შეიძლება შეღებილი იყოს მწვანედ ქრომის შერევით, ყვითლად ნიკელის შერევით, ცისფერი კობალტის და წითელი შავი რკინის შერევით. მისი მაღალი ორმხრივი შეკუმშვის გამო, ლითიუმის ნიობატი ადვილად შეიძლება შეცდომით ჩაითვალოს ცირკონში, მაგრამ იგივე მახასიათებლით ის ადვილად შეიძლება გამოირჩეოდეს ალმასისგან ან დემანტოიდისგან.
სხვადასხვა ხელოვნურ სათვალეებს დიდი ხანია იყენებდნენ, როგორც ბუნებრივი საიუველირო ქვების იმიტაციას და კვლავაც ფართოდ გამოიყენება სამკაულებში. ლიტერატურაში ნაპოვნი სახელი "rhinestones" ასევე ეხება მინას. აღსანიშნავია, რომ ასევე არსებობს ნატურალური სათვალეების ნაირსახეობა - მოლდავიტები, ობსიდიანი, ლეჩატელიერიტი და ა.შ., ქვემოთ იქნება აღწერილი მხოლოდ ხელოვნურად მიღებული და ბუნებრივთან არავითარი კავშირი. ფერით, მინას შეუძლია ზუსტად მიბაძოს საიუველირო ქვების უმეტესობას, განსაკუთრებით იმის გამო, რომ დაბალი რეფრაქციული ინდექსის მქონე ქვებს, როგორც წესი, აქვთ მინისებრი ბზინვარება. მიუხედავად იმისა, რომ სათვალეების თვისებები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, ახლა უკვე გამოვლენილია საიმედო დიაგნოსტიკური მახასიათებლები შუშის იმიტაციების იდენტიფიცირებისთვის. ყველაზე მნიშვნელოვანი არის: გაზის ბუშტების ჩანართები (ზოგჯერ საკმაოდ დიდი), ანომალიური ორმხრივი შეფერხება (ყოველთვის არ შეინიშნება), კონქოიდური მოტეხილობა (მინა საკმაოდ მყიფეა), რეფრაქციული მაჩვენებლები და სიმკვრივე (სათვალეებისთვის ეს მუდმივები იშვიათად შეესაბამება სიმულაციური ქვების მუდმივებს). , და სათვალეები ხშირად შეიცავს ე.წ.
მათ შორის სინთეტიკური ქვებიასევე უნდა აღინიშნოს, რომლებსაც არ აქვთ ბუნებრივი ანალოგი ლურჯი, მწვანე კვარცი და ლურჯი სინთეტიკური ფორსტერიტი. მიუხედავად იმისა, რომ კვარცი და ფორსტერიტი ბუნებაში გვხვდება, ჩამოთვლილი ფერის ჯიშები მინარევებისაგან და პროცესების კომბინაციაში, რომელიც იწვევს ასეთი ფერის გამოჩენას, ბუნებაში არ არსებობს. სინთეზური კვარცი იზრდება ჰიდროთერმული მეთოდით. ლურჯი ფერის მისაღებად სისტემაში შეჰყავთ კობალტის ნაზავი და რკინას უმატებენ მწვანე და ყავისფერი ჯიშების მისაღებად.
ექსპერიმენტული მიზნებისათვის, მცირე რაოდენობით სინთეზირებული იყო ფორსტერიტი, რომელიც შეიცავს კობალტის ნარევს. ამ მინარევის თუნდაც მცირე რაოდენობით შეყვანით, სინთეზური ფორსტერიტი იძენს ლურჯ ფერს და ძლიერ პლეოქროიზმს წითელ ტონებში, რაც საშუალებას აძლევს მას იმოქმედოს როგორც ტანზანიტის იმიტაცია (ცისფერი ზოიზიტი, პოპულარული საზღვარგარეთ).
გარკვეულწილად, აღწერილ კატეგორიამდე სამკაულები სინთეტიკური ქვებიქვები, რომლებსაც აქვთ ბუნებრივი ანალოგები, ასევე შეიძლება შევიდეს, მაგრამ ბუნებრივი ქვები გვხვდება ყველაზე პატარა ინდივიდების სახით, ამიტომ ისინი არ გამოიყენება სამკაულებში. ამ ქვებს შორის ყველაზე ცნობილია მოისანიტიერთ-ერთი ნაკლებად ცნობილი არის თუთია. ორივეს აქვს მაღალი რეფრაქციული ინდექსი. მოისანიტი გამოიყენება როგორც ალმასის იმიტაცია 1996 წლიდან, ხოლო თუთია ნაკლებად გავრცელებულია, რადგან მას აქვს დაბალი სიმტკიცე.
პროდუქცია სინთეზური ქვებით, რომლებსაც არ აქვთ ბუნებრივი ანალოგი, იკავებენ სტაბილურ პოზიციას ბაზარზე იაფი სამკაულების სექტორში, რომელიც ხელმისაწვდომია მომხმარებელთა ფართო სპექტრისთვის. მათი თვისებები (როგორიცაა ფერი, დისპერსიული, სიმტკიცე) და მაღალი ხარისხის ინდიკატორები საშუალებას აძლევს მათ წარმატებით გამოიყენონ როგორც იმიტაცია, ე.ი. როგორც ძვირადღირებული საიუველირო ქვების ალტერნატივა. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს ქვები ბუნებრივ ქვებზე უკეთესადაც კი გამოიყურება; მაგალითად, უფერო კუბური ცირკონია აჯობებს ალმასს თავისი „თამაშით“ და ბრწყინვალება საღამოს შუქზე. ვინაიდან სინთეზის ტექნოლოგიები მუდმივად ვითარდება, შეიძლება ველოდოთ ახალი საიუველირო მასალების და არსებულის ახალი სახეობების გაჩენას.
მაგიდა. ზოგიერთი სინთეზური ქვის დიაგნოსტიკური თვისებები, რომლებსაც არ აქვთ ბუნებრივი ანალოგი.
|
ქიმიური ფორმულა |
რეფრაქციული ინდექსი |
ორმხრივი შეფერხება |
დისპერსია |
სიმჭიდროვე |
ულტრაიისფერი ფლუორესცენცია |
სიხისტე |
|
|
კუბური ცირკონია |
იზოტროპული |
DV: ყვითელ-მწვანე ან ყვითელი |
|||||
|
იზოტროპული |
DV: ნათელი, დამოკიდებულია მინარევებისაგან |
||||||
|
იზოტროპული |
|||||||
|
ლითიუმის ნიობატი |
|||||||
|
შუშა |
იზოტროპული |
მაქსიმ ვიქტოროვი
ქსენია როზენბერგი
მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის გემოლოგიური ცენტრი
ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მყარი მდგომარეობის ლაზერი დღეს არის ლაზერი, რომელშიც იტრიუმის ალუმინის ბროწეული ემსახურება როგორც მატრიცა, ხოლო იონები, როგორც აქტივატორი. ამ ლაზერის მიღებული აღნიშვნაა
ლაზერს აქვს აგზნების შედარებით დაბალი ზღურბლი და მაღალი თბოგამტარობა, რაც შესაძლებელს ხდის ლაზინგის გენერირებას პულსის გამეორების მაღალი სიჩქარით, ასევე ლაზირების უწყვეტ რეჟიმში. ლაზერის ეფექტურობა შედარებით მაღალია; რამდენიმე პროცენტს აღწევს.
ნეოდიმის იონის ძირითადი გადასვლები ბროწეულში ნაჩვენებია ნახ. 1.16. გადასვლები ხდება გარკვეულ ატომურ ნაწილაკებს შორის, რომლებიც ფიგურაში გამოსახულია როგორც „ენერგეტიკული ზოლები“. თითოეული „ზოლი“ (თითოეული ტერმინი) შეესაბამება შედარებით ვიწრო ენერგიის დონეების ჯგუფს, რომელიც წარმოიქმნება მოცემული ტერმინის გაყოფის შედეგად ბროწეულის კრისტალური მედის ელექტრულ ველში (Stark splitting).
გადატუმბვის პროცესში ნეოდიმის იონები ტერმინის შესაბამისი ძირითადი მდგომარეობიდან გადადიან სამ ჯგუფად: A, B, C. ჯგუფი A შეესაბამება ტერმინებს, ჯგუფი B - ტერმინები და ჯგუფი B - ტერმინი. შეესაბამება სამ ზოლს ნეოდიმის შთანთქმის სპექტრში გარნეტში,
ნაჩვენებია ნახ. 1.17, a (A-, B- და C-ზოლები, შესაბამისად). შთანთქმის ზოლების მშვენიერი სტრუქტურა, რომელიც აშკარად ჩანს ფიგურაში, ასახავს სტარკის ტერმინების გაყოფის ეფექტს.
ტერმინი არის ზედა სამუშაო "დონე". ნეოდიმის იონები განათებულია, რომლებიც გადადიან ამ "დონიდან" თერმების შესაბამის დონეზე. ენერგიის ძირითადი წილი (60%) ნაჩვენებია გადასვლებში; ჩვეულებრივ, განიხილება ნახ. წარმოდგენილია ნეოდიმის ლუმინესცენციის სპექტრი გარნეტში გადასვლებისთვის, სპექტრი შეიცავს 7 ხაზს; ყველაზე ინტენსიური ხაზებია 1.0615 და 1.0642 მკმ. მაგიდაზე 1.1 გვიჩვენებს ტალღის სიგრძეებს 18 ლუმინესცენციის ხაზისთვის, სხვადასხვა გადასვლების გათვალისწინებით 114]; მონაცემები მიღებულია 300 კ ტემპერატურაზე. ლაზერის გამარტივებულ ხედში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოთხდონიანი სამუშაო სქემა; მთავარი "დონე" - ტერმინი 4/9/2, ქვედა სამუშაო "დონე" - ტერმინი ზედა სამუშაო "დონე" - ტერმინი "დონე" აგზნების - ტერმინები და გაითვალისწინეთ, რომ გადასვლები აკრძალულია დიპოლური მიახლოებით (ოპტიკურად აკრძალულია), ვინაიდან ასეთი გადასვლები ნეოდიმის იონის ორბიტალური კვანტური რიცხვი იცვლება 3-მდე; შესაბამისად, ტერმინების შესაბამისი მდგომარეობები მეტასტაბილურია.