Самыми дорогими ювелирными камнями являются натуральные алмазы. Будучи огранёнными и полированными - бриллианты сверкают всеми цветами радуги. Алмазы имеют самые высокие твёрдость, показатель преломления и его дисперсию, которые создают непревзодённую игру света. Всеми этими уникальными свойствами, очень близкими к свойствам алмаза, обладают искусственные кристаллы - фианиты.

Фианитам, путём изменения их состава или термообработки, можно придать практически любой цвет и оттенок и воспроизвести многие натуральные ювелирные камни: алмаз, гранат, изумруд, рубин и др. Фианиты нашли применение также в технике, медицине и науке.

В монографии описана новая технология получения высокотемпературных диэлектрических кристаллов, в том числе широко известных фианитов, стёкол и плавленых керамических материалов. В основе технологии лежит метод прямого индукционного плавления в холодном контейнере. изложены физические основы технологии, описаны технологические установки, показаны возможности и преимущества новой технологии, приведены свойства полученных новых материалов. Особое внимание уделено кристаллам фианитов, получение которых другими методами практически невозможно.

Для химиков, инженеров-технологов и студентов соответствующих специальностей.

Предисловие	3
Введение	5

Глава 1
Физические основы метода плавления вещества в холодном контейнере	10
1.1. Воздействие электромагнитного излучения на диэлектрики	10
1.2. Развитие теории	16
1.3. Параметры прямого ВЧ-нагрева расплавов	22
1.4. Волны плавления диэлектрика при нагреве джоулевым теплом	25

Глава 2
Получение и удержание расплава	34
2.1. Технологическое оборудование	34
2.2. Нагрев вещества	41
2.2.1. Стартовый нагрев	43
2.2.2. Удержание расплава в стационарном состоянии	46
2.3. Температурные градиенты в расплавах	48
2.3.1. Техника измерения температуры расплава	48
2.3.2. Распределение температурных полей в расплаве	51
2.4. Контроль и регулирование температуры расплава	55
2.5. Влияние пористости шихты на режимы плавления	59
2.5.1. Техника эксперимента	60
2.5.2. Результаты исследования	63
2.5.3. Динамика рабочих параметров ВЧ-генератора при плавлении и кристаллизации материала	66
2.6. Воздействие гарниссажа на состав кристаллизуемого вещества	69

Глава 3
Варка стекла прямым высокочастотным нагревом	74
3.1. Синтез стекла в холодном контейнере	76
3.1.1. Элементы технологии стекла	76
3.2. Распределение температуры в стеклообразующих расплавах	80
3.2.1. Влияние электропроводности и вязкости расплава на распределение температуры	82
3.3. Оптическая однородность стекла	91
3.4. Нарушение химического состава при варке стекла	96
3.5. Синтез высокотемпературного стекла	98
3.6. Области стеклообразования в системах: La₂O₃-Al₂O₃-SiO₂ и Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂	105

Глава 4
Направленная кристаллизация в холодном контейнере	110
4.1. Влияние формы фронта кристаллизации на структуру кристаллов	111
4.2. Влияние перегрева расплава на процесс вырождения кристаллов	114
4.3. Управление процессами плавления и кристаллизации	120
4.4. Выращивание монокристаллов направленной кристаллизацией расплава	125
4.5. Выращивание фианитов (лабораторная технология)	132
4.6. Выращивание монокристаллов методом Чохральского	139
4.7. Модификация метода холодного контейнера	145

Глава 5
Дефекты в монокристаллах, выращенных в холодном контейнере	153
5.1. Дефекты в кристаллах, образующиеся при выращивании из расплава	153
5.2. Дефекты, характерные для фианитов	156
5.3. Распределение стабилизирующего оксида в фианитах	164
5.4. Механизмы образования дефектов в фианитах	169
5.5. Включения посторонних фаз	173
5.6. Механические напряжения и термический отжиг фианитов	180

Глава 6
Семейство кристаллов - фианиты
6.1. Кристаллохимия твёрдых растворов на основе оксидов ZrO₂ и HfO₂	191
6.1.1. Механизмы стабилизации	191
6.1.2. Переход «порядок-беспорядок» в системах: ZrO₂-R₂O₃ и HfO₂-R₂O₃	193
6.2. Фазовые превращения в фианитах	196
6.3. Фазовая устойчивость фианитов	205
6.4. Параметры кристаллической решётки фианитов сложного состава	210
6.5. Оптические свойства фианитов	213
6.5.1. Показатели преломления	213
6.5.2. Молекулярная рефракция и дисперсия фианитов	215
6.6. Спектроскопия фианитов	220
6.6.1. Цветные фианиты	221
6.6.2. Спектры ZrO₂ и HfO₂ с примесью трёхвалентных редкоземельных элементов	222
6.6.3. Спектроскопические свойства Zr(Hf)O₂-Y₂O₃ с примесными ионами переменной валентности	223
6.6.4. Зарядовые состояния собственных и примесных дефектов в фианитах	225
6.7. Физические свойства фианитов в зависимости от химического состава	228
6.7.1. Плотность фианитов	229
6.7.2. Микротвёрдость фианитов	231
6.7.3. Электрические свойства	234
6.7.4. Упругие, фотоупругие и акустические параметры	237
6.8. Фианиты как имитаторы алмазов	239
6.8.1. Фианиты в ряду других ювелирных кристаллов	240
6.8.2. Диагностические свойства алмаза и его имитаций	243

Глава 7
Холодный контейнер - эффективный химический реактор	249
7.1. Синтез в расплаве	249
7.2. Индукционное плавление оксидных огнеупорных материалов	252
7.2.1. Процесс плавления	252
7.2.2. Специализированное оборудование для индукционной плавки оксидов	256
7.3. Получение высокочистых оксидных материалов	257
7.4. Получение плавленного муллита переменного состава	260
7.5. Синтез хромита лантана	264
7.6. Выращивание кристаллов в холодном тигле из растворов в расплаве	269
7.6.1. Выращивание кристаллов карбида бора	270
7.6.2. Синтез титанатов редкоземельных элементов	273
7.6.3. Кристаллы системы: Fe₃O₄-Fe₂TiO₄	274

Книги на ту же тему

Определитель ювелирных и поделочных камней: Справочник, Солодова Ю. П., Андреенко Э. Д., Гранадчикова Б. Г., 1985
Художественная обработка цветного камня: Учебник для средних проф.-техн. училищ, Белицкая Э. И., 1983
Ювелирные камни. — 2-е изд., перераб. и доп., Корнилов Н. И., Солодова Ю. П., 1987
Самоцветное ожерелье Гоби, Липовский Ю. О., 1991

elapsed time 0.022 sec

/Наука и Техника

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему