Verneuil módszer

A Verneuil-módszer ( a feltalálóról elnevezett Verneuil-eljárás is) 1173-2773 K olvadáspontú egykristályok termesztésének módszere, amelyet mesterséges drágakövek , főként szintetikus rubinok és zafírok előállítására használnak .

Mind a rubin, mind a zafír főleg Al 2 O 3 alumínium-oxidból áll , a színt más fém-oxidok kis szennyeződései hozzák létre. A Verneuil-módszer szerint egy hidrogén-oxigén égő ( Verneuil kemence ) tüzében oxidok keverékét olvasztják meg , a keletkező cseppek a hűtés során kristályt alkotnak.

A 20. század legelején feltalált technológiát kisebb változtatásokkal ma is széles körben alkalmazzák a korund és spinell alapú műkövek előállításában .

Történelem

A tudósoknak már 1817-ben sikerült összeolvasztani két természetes rubint, és 1837-ben alumínium-oxidból előállították az első mikroszkopikus rubint. 1877-ben Edmond Frémy hatékony módszert dolgozott ki rubinok olvadékból történő kereskedelmi előállítására, és megalkotta az első drágakő minőségű köveket. Auguste Verneuil párizsi kémikuseleinte Fremyvel dolgozott, de aztán önállóan kifejlesztett egy új módszert a kövek előállítására az égő lángjában. Verneuilt az úgynevezett "genfi ​​rubinok" ihlették, amelyeket 1880-ban egy ismeretlen genfi ​​kereskedő értékesített. Jelenleg a genfi ​​rubint tartják az elsőnek, amelyet égő lángjában készítenek, így valaki Verneuil előtt 20 évvel felfedezett egy hasonló módszert. Az a felismerés, hogy az átkristályosítás lehetővé tette a nagy kövek termesztését, valamint a magas hőmérsékletű hidrogénégő megjelenése vezette Verneuilt a „Verneuil-kemencéhez”, amelyben tiszta alumínium-oxid és króm-oxid finomra őrölt keverékét olvasztották meg 2000-as hőmérsékleten. legalább 2000 °C-on, és a láng alatt elhelyezett állványon átkristályosodva nagy kristályt alkotva. Verneuil 1902-ben jelentette be eredményeit, és 1904-ben tette közzé a részleteket.

Verneuil laboratóriuma ipari termelésbe fordult, és már 1907-ben 30 kemencében tonna rubint állított elő. 1910-re a termelés 3200 kilogrammra emelkedett.

A folyamat jelentős fejlesztését S. K. Popov vezette be a Szovjetunióban 1932-ben. A második világháború alatt európai kövek nem álltak rendelkezésre, és az Egyesült Államok is nagyszabású termelést indított a háborús erőfeszítésekre.

2000-ben csak a montei (Svájc) gyár állított elő 250 tonna követ évente.

Technológia

A nagy tisztaságú (legalább 99,9995%) töltetet 1-20 mikron méretű részecskékre aprítják, és egy alján lyukakkal ellátott garatba öntik. A vibrációs garatból a por a lyukakon keresztül a kemencébe ömlik, és ezzel együtt oxigént is szállítanak a kemencébe. A por és az oxigén egy része egy másik csövön keresztül megy keresztül, amelyen keresztül hidrogént szállítanak. A hidrogén ég a kemencében, megolvasztja a töltetet. Az olvadék felépíti a magkristályt; ahogy a kristály növekszik, a mag leesik, így a kristály felső felülete mindig ugyanazon a szinten marad, és forog az egyenletes növekedés és melegítés érdekében.

A kristály táguló kúp, majd henger formájában nő. A módszer lehetővé teszi hosszú kristályok előállítását több milliméter óránkénti sebességgel, de megköveteli a töltési sebesség, a gázellátás és a kristály forgási sebességének összehangolását. A módszer előnyei a következők:

A hátrányok közé tartozik:

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák