Способ получения окрашенных кристаллов кварца

 

Использование: для ювелирных целей. Сущность изобретения: при выращивании кристаллоэ кварца гидротермальным методом на затравку в водный раствор карбоната калия с примесями железа добавляли окислитель, состоящий из азотнокислого галлия (10-50 мг/л) м азотнокислое железо

"41

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1()з С 30 В 7/10. 29/18

ГОСУДАРСТВЕIIHOE ПАТЕНТНОЕ (3ЕДОМС1 ВО СССР (ГОС((АТЕ HT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ОО

1СО (21) 5007097/2 б (22) 25.09.91 (46) 15,08.93. Бюл, М 30 (71) Малое научно-производственное предприятие "ЛКТ" (72) Ю,H.Êîëîáoe и А.Н.Юдин (73) Малое научно-производственное предприятие "ЛКТ" (56) 1. Балицкий В.С. и др. Синтетические аналоги и имитации природных драгоценных камней. M.: Недра, 1981, с.91 — 92, 2. Балицкий B.Ñ., и др, СиитЕти,еск Е аиалои и "митации природных дра:оценньс камней. M. Недра. 1981, с,88 — 9 l, 3. l."Bii (1K(IÉ В,, M gp. Синтетическиe аналогии иг(итаци,(природных драгоцен. ((ь х камней. М,: Недра, 1981, с.98.

4. Балицкий В,С, и др. Синтетическ(э аналоги и имитации природных драго:6(ных камн -A. М.: Недр"., 1981, с.96-97. (54) СПОСОБ ПОЛУ lEH!4(R ОКРАШЕН1-1Ь(Х

КРИСТАЛЛОВ КВАРЦА

Изобретение относится к области выращивания монокристаллов, в частности, окрашенного, кварца и поомышле IHG применимо для ювелирных целей.

Целью изобретения является повышение ювелирной ценности кристаллов окрашенного кварца эа счет расширения гаммы окраски, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения окрашенных кристаллов кварца гидротермальиым ме эдом из водного раствора карбоната калия. содержащего окислитель, и примеси железа, на затравку, в качестве окислителя использу(от азотнокислый галлий в количе„„Щ„„ i 834921 АЗ (57) Использование: для ювелирных целей.

Сущность изобретения: при выращивании крис|аллов кварца гидротермальным методом на затравку в водный раствор карбоната калия с г,:римесями железа добавляли окислитель, состоящий из аэотнокислого галли", (10-50 мг/л) и азотнскислое железо (0,5-1,5 г/n}. Введение этих добавок создает сильну о окислитель:-ую среду в растворе, в рез, ьтате чего, в ээ исимости от их концентрации и псследугощей дозы облучения, .ьосмиоуются жел-. ые центоы окраски, оттенок которых можно варьировать, Для получения аметистова(. окраски, рост ведут на за-равку., параллельну.с грани малого ромбоэдра, = раствор,ополнительно содержит сксид кобальта I< eзстнскислый литий. Для получ6ния окраски цитрина, рост ведут на пи lal(о(!дальну(с затравку, а об луч6ние проводят дозой 10 -10 Р2 э.п.Ф-лы, 2 табл. стве от 10 до 50 мг,. л и аэотнокислое железо в количестве от 0.5 до 1.5 г/л.

В частности. для получения аметиста, кристаллы выра цивают на затравку, паралг ельную грани малого ромбоэдра, При этом для усиления насышенности цвета раствор может дополнитель(о содержать окись к збальта и азотнокислый литий.

В частности, для получения цитрина кристаллы выращивают на пинакоидальну(о затравку и затем облуча(от с дозой от 10 до

107Р

Как известно, при выращивании в щелочных средах примеси галлия не входят в структуру кристалла, так как галлий образует в них труднорастворимую си iMKBTHóþ фа1834921 зу К СэЯз06 и уводится из раствора. Введение в раствор азотнокислого железа, а также азотнокислых галлия и лития создает сильную окислительную среду (ЙОз)-. что даз+ ет возможность ионам Ga входить в кри4+ сталл и замещать Si а после у -облучения с дозой от 10 (при меньших

7 дозах центры окраски не создаются) до 10 (при этой дозе наступает насыщение цвета) формировать центры желтой окраски, При выращивании на затравках, параллельных з+ грани малого ромбоэдра, ионы Fe входящие sкристалл,,формируют центры фиолетовой окраски, а при выращивании на пинакоидальную затравку — центры желтой окраски, В первом случае одновременное наличие центров фиолетовой и желтой окраски позволяет получить красно-фиолетовый оттенок, что приближает кристалл по ювелирной ценности к лучшим сортам природного аметиста. Во втором случае одновременно присутствуют два типа центров желтой окраски. Оттенок в обоих случаях можно варьировать, изменял концентрацию галлия в растворе и дозу облучения.

Уменьшение концентрации Ге(ЙОз)з менее 0,5 г/л снижает окислительный потенциал раствора, что приводит к образованию вышеуказанной тоуднорастворимой сили3+ катной фазы и Ga выводится из раствора..

Увеличение концентрации азотнокислого железа свыше 1,5 r/ë приводит к тому, что насыщение Ga затрудняется из-за интенз+ сивного вхождения железа в кристалл. При концентрации Оа(ИОз)з менее 10 мг/л влияние центров желтой окраски становится малозаметным, а при концентрации эзотнокислого галлия свыше 50 мг/л в кристаллах аметиста начинает проявляться желтизна в окраске. а в кристаллах цитрина становится малозаметным влияние центров

+ желтой окраски, формируемых ионами Fe

Введение железа в виде азотнокислого приводит к тому что оно входит в кристалл

s виде ионов Fe равномерно на протяжении всего цикла выращивания, так как его концентрация в растворе на несколько порядков выше. чем в растущем кристалле.

Получение кристаллов окрашенного кварца возможно при концентрациях:

К2СОз — от 5 до 10, Со20з от 10 до 200 мг/л, 0МО от 0,01 до 0,05 . Условия выращивания: температура от 250 до 400 С, перепад температур от 20 до 40 С, давление от 40 до

160 МПа. После выращивания кристаллы обрабатывали ионизирующим у -излучением (источник Со60, доза 10 до 10 P).

Пример 1. Выращивание кристаллов аметиста проводили в стандартном автокла"0 ве емкостью 500 мл гидротермальным методом на затравки, параллельные грани малого ромбоэдра, при температуре кристаллизации 341 С, перепад температур

28,5ОС,давление115 МПа, рабочий раствор:

"5 7 К2СОз; 1,20 Ге(ИОз)з; 20 мг/л СорОз;

0,02 ЦИОз; 20 мг/л Оа(МОз)з. В результа1 были получены кристаллы аметиста равномерной, розовато-фиолетовой окраски плотностью1,6см .Другиепримеры приведены в табл,1, Пример 2, В стандартном автоклаве емкостью 500 мл при температуре 324 С, перепаде температур 29 С, давлении 60

МПа в 8%-ном растворе К2СОз с добавками

Ре(МОз)з в количестве 0,5 г/л и Оэ(ИОз)з в количестве 30 мг/л были получены кристаллы цитоина, которые после облучения с дозой 10 Р имели ярко-желтую окраску с плотностью 0,4 см . Другие примеры

30 приведены в таблице 2.

Формула изобретения

1, Способ получения окрашенных кристаллов кварца, включающий их выращивание гидротермальным методом из водного раствора карбоната калия, содержащего примеси железа и окислитель, на затравку и последующее у -облучения, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве окислителя используют азотнокислый и азотнокислое железо в количестве 10-50 мг/л и 0,5-1,5 г/л соответственно.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что для получения аметистовой окраски затравку берут параллельную грани малого ромбоэдра, а раствор дополнительно содержит оксид кобальта и азотнокислый литий.

3. Способ по fl.1, отличающийся тем, что для получения окраски цитрина используют пинакоидальную затравку, а облучение ведут дозой 10 -10 Р.

18349 1

Таблица 1

Таблица 2

Добавка Добавка

Fe МОз з, г/л Ga ИОз 3, г/л

Темпера- Пере- Полученные кристаллы т а оС па о(0,8

Желтого цвета, после -облучения окраcva почти не меняется, плотность окраски 0,2см

Желтого цвета, после у-облучения окраска ярко -желтая ° плотность окраски

0.35 см

Бледно-желтого цвета, после у- облучения - буро-желтого цвета . плотность окраски 0,5 см

Бледножелтого цвета, после р- облучения окраска слабо изменяется до желтой, плотность ок эски 0,2.см

280 28

0,6

320

1.5

330 30

1,0

340

Составитель Е.Писарева

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2706 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5