Verneuilova metoda

Verneuilova metoda (také Verneuilův proces , pojmenovaný po vynálezci) je metoda pěstování monokrystalů s teplotou tání v rozmezí 1173-2773 K, používaná k výrobě umělých drahokamů , především syntetických rubínů a safírů .

Rubín i safír se skládají převážně z oxidu hlinitého Al 2 O 3 , barva je vytvářena malými nečistotami jiných oxidů kovů. Podle Verneuilovy metody se směs oxidů taví v ohni vodíkovo-kyslíkového hořáku ( Verneuilova pec ), vzniklé kapičky tvoří při ochlazování krystal.

Technologie vynalezená na samém počátku 20. století je s malými změnami stále hojně využívána při výrobě umělých kamenů na bázi korundu a spinelu .

Historie

Již v roce 1817 se vědcům podařilo spojit dva přírodní rubíny a v roce 1837 získali první mikroskopické rubíny z oxidu hlinitého. V roce 1877 Edmond Frémy vyvinul účinnou metodu pro komerční výrobu rubínů z taveniny a vytvořil první kameny v kvalitě drahokamů. Pařížský chemik Auguste Verneuilnejprve pracoval s Fremy, ale poté nezávisle vyvinul novou metodu získávání kamenů v plameni hořáku. Verneuil se inspiroval takzvanými „ženevskými rubíny“, které v roce 1880 prodal obskurní ženevský obchodník. V současné době jsou ženevské rubíny považovány za první, které byly vyrobeny v plameni hořáku, takže někdo objevil podobnou metodu 20 let před Verneuilem. Poznání, že rekrystalizace umožnilo vypěstovat velké kameny, a nástup vysokoteplotního vodíkového hořáku vedl Verneuila k vynálezu „Verneuilovy pece“, ve které se jemně mletá směs čistého oxidu hlinitého a oxidu chrómu tavila při teplotě alespoň 2000 °C a rekrystalizována na podstavci umístěném pod plamenem za vzniku velkého krystalu. Verneuil oznámil své výsledky v roce 1902 a zveřejnil podrobnosti v roce 1904.

Verneuilova laboratoř se proměnila v průmyslovou výrobu a již v roce 1907 vyrobila ve 30 pecích tunu rubínů. Do roku 1910 produkce stoupla na 3200 kilogramů.

Významné zlepšení v procesu zavedl S.K. Popov v SSSR v roce 1932. Během druhé světové války nebyly evropské kameny dostupné a Spojené státy také zahájily velkovýrobu pro válečné úsilí.

V roce 2000 vyráběla pouze továrna v Monte (Švýcarsko) 250 tun kamenů ročně.

Technologie

Náplň o vysoké čistotě (ne méně než 99,9995 %) se rozdrtí na částice o velikosti 1-20 mikronů a nasype se do násypky s otvory na dně. Z vibrační násypky se prášek sype do pece otvory a spolu s ním je do pece přiváděn kyslík. Část prášku a kyslíku prochází trubicí umístěnou uvnitř další trubice, kterou je přiváděn vodík. Vodík hoří v peci a taví vsázku. Tavenina vytváří zárodečný krystal; jak krystal roste, semeno klesá dolů, takže horní strana krystalu zůstává vždy na stejné úrovni a otáčí se pro rovnoměrný růst a zahřívání.

Krystal roste ve formě rozšiřujícího se kužele a poté ve tvaru válce. Metoda umožňuje získat dlouhé krystaly rychlostí několika milimetrů za hodinu, ale vyžaduje přizpůsobení rychlosti průtoku vsázky, přívodu plynu a rychlosti otáčení krystalu. Mezi výhody metody patří:

Mezi nevýhody patří:

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie