ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЮВЕЛИРНЫХ КРИСТАЛЛОВ Российский патент 1995 года по МПК C30B11/02 C30B29/22 

Изобретение относится к составам шихты для получения ювелирных кристаллов тугоплавких оксидов на основе диоксида циркония, обладающих опалесценцией.

Известна шихта для получения окрашенных кристаллов на основе стабилизированной двуокиси циркония, включающая добавки ионов переходных и редкоземельных элементов при соотношении исходных компонентов, мол. Диоксид циркония 70-90 Оксид иттрия 10-30
Однако при использовании известной шихты нельзя получить опалесцирующие кристаллы.

Целью изобретения является получение полосчатых опалесцирующих кристаллов.

Для этого в шихту для получения ювелирных кристаллов, содержащую диоксид циркония, стабилизирующую добавку из оксида иттрия и окрашивающую добавку из оксида переходного или редкоземельного элемента, добавляют кристаллы состава, мас. Оксид иттрия, Y₂O₃ 1,5-6,5
Оксид гадо- линия, Gd₂O₃ 0,5-1,5
Диоксид цирко- ния, ZrO₂ Остальное при следующем соотношении компонентов в шихте, мас. Диоксид циркония, ZrO₂ 3-25
Оксид иттрия, Y₂O₃ 1-13
Оксид переходного
или редкоземельного элемента R₂О₃ 0,05-0,5
Кристаллы на основе диоксида циркония Остальное
В отличие от известных составов шихты в предлагаемом изобретении используют в качестве одного из компонентов шихты кристаллы на основе диоксида циркония. Используют измельченные кристаллы в виде порошка или кристаллической крупки размером до 5 мм в поперечнике. Кристаллы на основе диоксида циркония указанного состава стабилизированы в тетрагональной сингонии. Экспериментально установлено, что при расплавлении этих кристаллов в расплаве образуются участки преимущественно тетрагональной структуры. Компоненты шихты в виде оксидов образуют расплав, из которого образуются кристаллы, стабилизированные в кубической структуре. Сосуществование в расплаве различных в структурном отношении слоев приводит к росту полосчатых кристаллов, в которых наблюдается чередование прозрачных и опалесцирующих слоев, как это наблюдается в природных агатах и ониксах.

Пределы содержания оксидов в кристаллах на основе диоксида циркония определяются областью стабильности тетрагональной структуры. При содержании оксида иттрия более 6,5 мас. происходит стабилизация кубической структуры, при содержании менее 1,5 мас. образования кристаллов не происходит. Содержание оксида гадолиния в пределах 0,5-1,5 мас. способствует образованию в расплаве слоев с преимущественно тетрагональной структурой. При выходе за указанные пределы содержания оксида гадолиния наблюдается уменьшение выхода полосчатых кристаллов (при содержании менее 0,5 мас.) или получение кристаллов с равномерной опалесценцией (более 1,5 мас.).

Соотношение содержаний оксидов циркония и иттрия в шихте определяется областью стабильности кубической структуры кристаллов, образующихся без эффекта опалесценции. Количество окрашивающей добавки оксида элемента-хромофора обеспечивает различную интенсивность окраски прозрачных полос в кристаллах.

Соотношение компонентов шихты определялось опытным путем. При содержании суммы оксидов циркония и иттрия менее 4 мас. образуются кристаллы с однородной опалесценцией, а при содержании более 38 мас. образуются слабо опалесцирующие кристаллы с различной полосчатостью.

П р и м е р. Шихту готовят смешением измельченных в порошок оксидов циркония, иттрия, элемента-хромофора и кристаллов. Могут быть использованы некондиционные кристаллы, раздробленные до состояния кристаллической крупки размером до 5 мм в поперечнике. Перемешанную шихту загружают в водоохлаждаемый тигель и на установке "Кристалл 401" производят плавление гарнисажным методом. Расплав выдерживают в течение 10-20 мин и опускают в холодную зону со скоростью 20 мм/ч. Тигель со слитком охлаждают 4 ч, кристаллы выгружают и сортируют.

Примеры конкретного выполнения изобретения и характеристика кристаллов приведены в таблице.

Использование предлагаемой шихты позволяет расширить ассортимент драгоценных камней для ювелирной промышленности.

Использование: изобретение используется в ювелирной промышленности. Сущность изобретения: шихта содержит диоксид циркония JrO₂ стабилизирующую добавку из оксида иттрия и окрашивающую добавку из оксида переходного или редкоземельного элемента R₂O₃ . Дополнительно шихта содержит кристаллы (К) состава, мас.%: Y₂O₃ 1,5-6,5; Gd₂O₃ 0,5-1,5 и ZrO₂ остальное. Компоненты шихты взяты в следующем соотношении, мас. % : ZrO₂ 3-25; Y₂O₃ 1-13; R₂O₃ 0,05-0,50; К остальное. К выращивают из расплава гарнисажным методом со скоростью опускания в холодную зону 20 мм/ч. Получены К полосчатые и опалесцирующие. 1 табл.

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЮВЕЛИРНЫХ КРИСТАЛЛОВ из расплава, содержащая диоксид циркония, стабилизирующую добавку из оксида иттрия и окрашивающую добавку из оксида переходного или редкоземельного элемента, отличающаяся тем, что, с целью получения полосчатых опалесцирующих кристаллов, она дополнительно содержит кристаллы состава, мас.

Оксид иттрия Y₂O₃ 1,5 6,5
Оксид гадолиния Gd₂O₃ 0,5 1,5
Диоксид циркония ZrO₂ Остальное
при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.

Диоксид циркония ZrO₂ 3 25
Оксид иттрия Y₂O₃ 1 13
Оксид переходного или редкоземельного элемента R₂O₃ 0,05 0,50
Кристаллы Остальное