способ получения синтетического опала

Формула изобретения

Способ получения синтетического опала, включающий выращивание в гидротермальных условиях с последующей термообработкой, отличающийся тем, что выращивание ведут при температуре 250 - 300^oС и давлении 20 - 39 МПа, после чего осуществляют резку кристаллов на заготовки, их механическую обработку и полировку, а термообработку заготовок проводят в засыпке из песка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству искусственных ювелирно-ограночных материалов, а именно, монокристаллов кварца и его окрашенных разновидностей раухтопаза, мориона, цитрина, аметиста и других, получаемых гидротермальным способом. Однако кристаллы кварца, полученные таким образом, не обладают опалесценсией, в то время, как этим свойством обладают природные благородные опалы, которые высоко ценятся на мировом рынке и широко используются в ювелирных изделиях. Кроме благородных опалов, обладающих опалесценсией, существует обширный класс обыкновенных опалов. К обыкновенным опалам относится также молочный опал.

Наиболее близким к предложенному является способ получения синтетического опала, включающий выращивание в гидротермальных условиях с последующей термообработкой при температуре 500-800^oC. После термообработки заготовки приобретают ярко опалесцирующую окраску. Однако как показало промышленное выращивание опаловидного кварца в автоклавах емкостью 4,0 м³ (4000 л) имеются случаи, когда выращенный кварц при температурах термообработку до 550^oC не становился опалесцирующим. Только при термообработке такого кварца при температуре более 570^oC он становится ярко опалесцирующим. Однако при такой температуре возрастает вероятность растрескивания заготовок. Опыты на промышленных автоклавах показали, что ярко опалесцируют после термообработки при температуре 550^oC заготовки, изготовленные из кристаллов кварца, выращенных при температуре кристаллизации до 300^oC в водном растворе с концентрацией 10% Na₂CO₃ плюс 1% NaOH.

Пример.

По разработанной технологии проведен опытный цикл выращивания в промышленном автоклаве емкостью 4,0 м (4000 л) при следующих параметрах: температура кристаллизации 298^oC, давление 30,5 МПа (305 кГс/см²), раствор 10% Na₂CO₃ плюс 1% NaOH; скорость роста кристаллов 0,4 мм/сутки (на затравках базисного среза).

После завершения цикла выращивания из автоклава извлечено 800 кг прозрачных кристаллов, из которых затем изготовлены заготовки размера (8 х 8 х 18) мм. Заготовки помещали в емкость с песком и прокаливали при 550^oC в течение 15 часов, при этом скорость подъема и спада температуры была 60^oC в час. После прокаливания 100% заготовок приобрели молочно-белый оттенок и "игру" оранжевых и желтых цветов, т.е. опалесценсию. Растрескивание заготовок в результате термообработки не превышало 5%.

Сравнительные данные предлагаемого способа и прототипа сведены в таблицу (см. в конце описания).

Как видно из таблицы, уменьшение температуры кристаллизации позволяет получить кристаллы кварца, которые при термообработке с высокими скоростями подъема и спада температуры приобретают опалесценцию при небольшом растрескивании заготовок.

Заявленный способ осуществляется с помощью широко известного в области выращивания кристаллов гидротермального синтеза методом температурного перепада и термообработки кварцевых заготовок.

Процесс осуществляется в автоклавах емкостью от 7 м³, рассчитанных на давление до 120 МПа (1200 кГс/см²) и температуру до 500^oC.