Hydrothermal synthesis method voor het kweken groeien van Smaragd Emerald 

Hydrothermal synthesis method voor het kweken groeien van Smaragd Emerald 

Hydrothermale synthese is het proces van kristalgroei onder hydrothermale omstandigheden die plaatsvindt met hoge drukken in gecontroleerde omgeving  Er vindt als het ware een natuurlijke nabootsing plaats van kristallisatie van smaragd.
 dit proces start in speciale dikwandige vaten - zogezegde  autoclaven, gemaakt van speciaal zeer sterk corrosie- en hittebestendig staal. De autoclaaf in de figuur is niet groot, het werkvolume is ongeveer 250 ml, waardoor men in één groeicyclus ongeveer 100 g smaragdgroene kristallen overhoudt 

 

 
De essentie van de hydrothermale groei van smaragdkristallen met behulp van de " Emerald" -technologie is als volgt. Aan de onderkant van de werkholte van de autoclaaf wordt lading (4) - gemalen natuurlijke smaragd van niet-sieradenkwaliteit gevuld. Daarboven bevindt zich een diafragma (5) - een stalen cirkelvormige plaat met gaten, die de werkholte van de autoclaaf in twee zones verdeelt: oplossen (onder het diafragma) en groei (boven het diafragma). Plaats in de groeizone een frame (6) met een of meer zaden afzettingszaden die het groeiproces op gang brengen de zaadjes zijn dus rechthoekige dunne platen gesneden uit de hoogste kwaliteit smaragdgroene kristallen die in eerdere cycli zijn gegroeid. Verder naar de binnenholte voegt de nodige hoeveelheid water en mineralisator (een mengsel van een bepaalde samenstelling dat de oplosbaarheid van beryl ruwe smaragd in een hydrothermale oplossing verhoogt). Als mineralisator in de technologie van smaragdteelt worden zouten gebruikt die aanwezig zijn in echte pegmatietprocessen, waarbij de vorming van natuurlijke berylkristallen optreedt.
Zo worden natuurlijke stoffen of volledig analoog aan natuurlijke stoffen gebruikt als initiële producten in de technologie van de smaragdteelt. De geladen autoclaaf wordt in het bovenste deel verzegeld en in een speciale verticale oven geplaatst waarin de autoclaaf wordt verwarmd tot ongeveer 600 ° C en de druk erin wordt verhoogd tot 1500 atmosfeer.

 

 

Bovendien wordt het onderste deel van de autoclaaf (de oploszone) verwarmd tot een hogere temperatuur dan het bovenste (groeizone). In de oploszone is het hydrothermale complex van de ladingscomponenten (beryl) verzadigd. Verzadigde oplossingen uit de oploszone als gevolg van natuurlijke thermische convectie komen de groeizone binnen, waar ze afkoelen en oververzadigd raken. De overtollige substantie van de oververzadigde oplossing wordt afgezet op de zaadplaten - het kristal van de smaragd groeit. De totale duur van één groeicyclus is ongeveer 1 maand, waarin een of meerdere kristallen van smaragd groeien tot een totaal gewicht van maximaal 100 g, met een totale lengte van maximaal 19 cm en een dikte van maximaal 2,5 cm.

 

Flame fusion voor groei van Ruby, (robijn )  Sapphire (saffier)en Alexandrite, Spinel, 

korund middels flame fusion

Flame fusion voor groei van Ruby, (robijn )  Sapphire (saffier Alexandrite     

De vlamfusiemethode (ook bekend als het "Verneuil-proces") om synthetische edelstenen te kweken, werd in 1893 gecreëerd door Auguste Victor Louis Verneuil (1856-1913) als een middel om synthetisch korund te kweken. In 1904 deelde Verneuil zijn kennis met de wereld in een publicatie in het Franse tijdschrift "Extrait des Annales de Chimie et de Physique" en zijn techniek wordt vandaag de dag nog steeds gebruikt, al dan niet met kleine aanpassingen, om een verscheidenheid aan synthetische edelstenen als korund te laten groeien. spinel, rutiel en strontium titaniet.
Vanwege de hoge glans die dit synthetische korund kan nemen (en de relatief hoge hardheid) waren en zijn de geproduceerde kristallen erg in trek bij de horloge-industrie. Hetzij als lagers of als horlogebril.

 

 
Vereenvoudigd vlamfusiediagram (Verneuil-proces) om synthetisch korund te laten groeien.

 

Om synthetisch korund (of een ander mineraal dat geschikt is) te laten groeien, wordt een toevoer van bronpoeder in een container met een zeefachtige vloer gehouden. Bij het tikken met een hamer geeft de container een bepaalde hoeveelheid van het poeder af dat in een kamer wordt gevoerd en gemengd met samengeperste zuurstof. Men kan dit vergelijken met het tikken tegen een keukenzeef om bloem of poedersuiker te doseren.
Het poeder met de extra zuurstof valt naar beneden in een ontstoken oxywaterstofvlam (bij ongeveer 2200 ° C) en het voedingspoeder begint te sinteren op een keramische staaf (een "kaars" genoemd). In eerste instantie mag het poeder een "starter" -massa maken waarop de rest van het gesinterde poeder zal groeien.
Wanneer de "starter" boule zich heeft gevormd, wordt de snelheid waarmee de hamer de poedercontainer raakt verlaagd en wordt het zuurstof / waterstofmengsel aangepast aan de meest gunstige omstandigheden. De keramische kaars wordt met een constante snelheid uit de vlam neergelaten om de bovenkant van de groeiende massa in het heetste deel van de vlam te houden om de boule te laten groeien.
Typisch geproduceerde boules groeien tot ongeveer 100 mm lang en met een diameter van 20 mm (hoewel ze niet rond zijn in doorsnede). Het voetstuk van de "kaars" wordt verlaagd met een snelheid van 10 mm / uur, dus een afgewerkte boule van 100 mm lang zou 10 uur duren om te creëren.

Na de groei wordt de boule van de kaars gebroken en in de lengte gescheiden om hem van stress te verlossen.

 

Hoewel de techniek eenvoudig klinkt, vereist het in feite een zorgvuldige controle van alle betrokken stappen, inclusief temperaturen en positie van de boule.

Geschat wordt dat 90% van de kunstmatige productie van synthetisch korund wordt gedaan via de vlamfusiemethode [Hughes, 1997].

Pulled Czochralski Methode

Pulling Methode Czochralski wordt gebruikt met het marteriaal bekend als YAG om de eigenschappen van Pariaba tourmalin na te maken. Maar ook ruby kan zo worden na gemaakt en Tanzanite Spinel 

Je krijgt hierdoor een echt schitterende steen Pariana Tourmaline zee groen echt bij heel helder groen