Патент на изобретение №2178019
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ КВАРЦА
(57) Реферат: Изобретение относится к технологии получения окрашенных кристаллов кварца и может быть использовано в ювелирной промышленности. Сущность изобретения: способ осуществляется в гидротермальных условиях, методом температурного перепада, перекристаллизацией кварцевой шихты на затравку из водного раствора карбоната натрия в присутствии в растворе кобальтсодержащего соединения и алюминия при следующем содержании элементов: Со (0,1-0,2)  10-3 г/л, Аl (3,0-6,0)10-3 г/л с последующим ионизирующим облучением. Изобретение позволяет выращивать окрашенные кристаллы кварца по цвету, близкому к “сапфиру”. 1 табл.
Изобретение относится к технологии получения окрашенных кристаллов кварца и может быть использовано для гидротермального выращивания монокристаллов кварца по цвету, близкому к “сапфиру”, которые могут найти применение в ювелирной промышленности. Известен способ выращивания кристаллов кварца синего цвета (авт. св. ЧССР 153359, МКИ: В 01 J 17/02, приоритет 29.10.70) гидротермальным методом, при использовании в качестве транспортирующей среды раствора карбоната или гидроокиси щелочного металла, с добавкой в него раствора NaCl, а красящую добавку, твердый оксид кобальта, вводят в систему, смешивая его с твердой фазой. Однако данный способ не позволяет получить желаемую окраску, близкую к “сапфиру”. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату при его использовании является способ получения окрашенных кристаллов кварца (авт. св. СССР 1834922, МKИ: С 30 В 7/10, 29/18, приоритет 1l. 10.91), где кристаллы кварца сине-зеленого цвета получают гидротермальным методом из водного раствора карбоната натрия с примесями железа и K2CO3, и добавкой оксида кобальта в количестве 0,02-2,00 г/л на затравку. Данный способ не позволяет получить широкую цветовую гамму окрашенного кварца, приближая его к коммерческому оттенку по цвету, близкому к “сапфиру”, используемого в ювелирной промышленности. Технической задачей предлагаемого изобретения является выращивание окрашенных кристаллов кварца по цвету, близкому к “сапфиру”, с целью расширения цветовой гаммы окрашенных кристаллов кварца для ювелирной промышленности. Поставленная техническая задача решается за счет того, что выращивание окрашенных кристаллов кварца цвета “сапфира” проводят в гидротермальных условиях методом температурного перепада, перекристаллизацией кварцевой шихты на затравку из раствора карбоната натрия, в котором совместно с кобальтсодержащим соединением дополнительно вводят добавку алюминия при следующем содержании элементов: Со – (0,1-0,2) 10-3 г/л, Al – (0,3-6,0) 10-3 г/л, с последующим ионизирующим облучением выращенных кристаллов.
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в гидротермальный раствор дополнительно с кобальтсодержащим соединением вводят добавку алюминия при следующем содержании элементов: Со – (0,1-0,2) 10-3 г/л, Al – (3,0-6,0) 10-3 г/л с последующим ионизирующим облучением. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения “новизна”. Совместное присутствие в гидротермальном растворе карбоната натрия добавок, соединений кобальта и алюминия, позволяет выращивать окрашенные кристаллы кварца по цвету, близкому к “сапфиру”. Оптимальная концентрация элементов в гидротермальном растворе, а именно, Со – (0,1-0,2) 10-3 г/л и Al – (3,0-6,0) 10-3 г/л установлена опытным путем.
Указанные сочетания добавок позволяют регулировать желаемые оттенки и приближать их к коммерческому оттенку (по цвету, близкому к “сапфиру”). Повышение концентрации алюминия в гидротермальном растворе выше указанного предела отрицательно сказывается на самом процессе синтеза кварца, а именно, появляются поверхности вырождения, меняются свойства при облучении, кварц приобретает сильно дымчатую окраску. Содержание алюминия ниже указанных пределов не обеспечивает получения (потребительской) коммерческой окраски. Повышение содержания кобальта в растворах Na2CO3 выше предельного значения не обеспечивает желаемый тон окраски цвета “сапфира”. Аналогично, снижение концентрации кобальта в растворе ниже указанных пределов обеспечивает получение слабо-голубой окраски или ведет к получению практически бесцветного кварца. Во всех этих случаях потребительские свойства выращенных кристаллов, а следовательно, и спрос на них снижается. Последующее ионизирующее облучение дает приближение окраски синего кварца к требуемой гамме.
Пример конкретного выполнения.
Кристаллы окрашенного кварца “сапфирового” цвета выращивали в автоклаве емкостью 750 л, в водном растворе Na2CO3 концентрации 10% при температуре 300 2oC и давлении 390 атм, при температурном перепаде 322oC. В нижнюю зону автоклава помещали кварцевую шихту. Кристаллы выращивали на кварцевые затравки базисной ориентации. В гидротермальный раствор вводили добавки: соединение кобальта, например, Co3O4 в пересчете на Со – (0,1-0,2) 10-3 г/л и алюминий в виде стружки в пересчете на Al – (3,0-6,0) 10-3 г/л. Автоклав герметизировали, вводили в режим и проводили цикл выращивания кристаллов, которые затем подвергали ионизирующему облучению. В результате были получены кристаллы необходимой коммерческой окраски цвета “сапфира”. Результаты опытов, проведенных в соответствии с вышеуказанным примером, изменяя соотношение добавок, сведены в таблицу.
По данному способу получают окрашенные кристаллы кварца заданных оттенков, приближающихся к коммерческому оттенку, близкому к “сапфиру”, что позволяет расширить цветовую гамму окрашенных кварцевых кристаллов, используемых в ювелирной промышленности.
Формула изобретения
10-3 г/л, Аl(3,0-6,0)10-3 г/л с последующим ионизирующим облучением.
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 25.04.2005
Извещение опубликовано: 20.04.2006 БИ: 11/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
