BigEdu.ru
» » » Изменение окраски природных цветных сапфиров методом термообработки
Вернуться назад

Изменение окраски природных цветных сапфиров методом термообработки

Изменение окраски природных цветных сапфиров методом термообработки

Ахметшин Эдуард Анварович

Бгашева Татьяна Владимировна

кафедра химии и технологии кристаллов

Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева

Современный уровень развития науки и техники открывает широкие возможности в облагораживании ювелирных камней. Доступно множество разнообразных способов изменения свойств камней, и не все такие изменения можно определить существующими методами. Изменение природных свойств камней производится с разными целями, включая: улучшение, удаление или изменение окраски камня, сокрытие несовершенств, упрочнение материала, улучшение внешнего вида. Оценивается, что пропорция облагороженных камней на ювелирном рынке к концу 20 века достигла 60-70%. Значительную часть среди облагороженных драгоценных камней занимают ювелирные разновидности корунда (рубин, сапфир, цветные сапфиры), причем практически все корунды, поступающие в торговлю, подвергаются тому или иному способу облагораживания. Наиболее распространенным способом облагораживания является термообработка. Облагораживание камня путем термообработки затрагивает весь объем камня, является устойчивым во времени и необратимым в нормальных условиях.

Окраска является самой визуально заметной характеристикой драгоценных камней и во многом предопределяет их стоимость. Наиболее ценными разновидностями прозрачного корунда являются рубин (красный), сапфир (синий) и сапфир падпараджа (розово-оранжевый). Остальные цветные разновидности корунда (цветные сапфиры) по стоимости уступают вышеуказанным. По интенсивности окраски наиболее дорогими считаются яркие насыщенные камни. Стоимость камня снижается также из-за неравномерности окраски. Несмотря на наличие некоторых объективных критериев, оценка ювелирных корундов и качества их оттенка представляет собой сложную проблему и по большей части очень субъективна. В противоположность алмазу эти камни ценятся не столько за чистоту, сколько за цвет: оригинальный оттенок в сочетании с небольшим дефектом предпочтительнее, чем цвет более заурядный.

Корунд α-Al2O3 кристаллизуется в тригональной сингонии. Кристаллическая структура корунда представляет собой плотнейшую гексагональную упаковку из анионов О2-, в которой две трети октаэдрических пустот заняты ионами алюминия Al3+. Окраска корундов обусловливается, главным образом, ионами Al3+ , которые замещаются 3d – ионами (ионами элементов, таких как Sc, Ti, V, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, которые имеют неспаренные электроны на внешних орбиталях) во время кристаллизационного процесса. Это возможно потому, что размер ионов 3d – переходного элемента близок к размеру ионов Al3+ . Имеющиеся данные по параметрам кристаллического поля 3d – переходных элементов, замещающих ионы Al3+ в структуре корунда (Al2О3) предполагают, что несколько первых возбужденных состояний всех элементов лежат в видимой области. Все 3d – элементы, если они присутствуют в корунде, будут участвовать в механизмах окраски. Механизмы могут вызывать полосы поглощения от слабых до сильных, электронные переходы в которых приводят к целому ряду окрасок сапфира в пределах от фиолетовой до красной.

Окраска представляет собой суперпозицию световых волн, которые не поглотились минералом при прохождении света через минерал или отражении от его поверхности, поэтому ответственными за окраску являются те или иные оптически активные центры в минерале, которые избирательно поглощают свет тех или иных длин волн. В корунде такими центрами и являются переходные d-элементы, присутствующие в минерале как изоморфная примесь. Эти элементы часто называют хромофорными. Хромофорные ионы могут быть как изолированными, так и объединенными и занимать различные структурные позиции относительно друг друга. Хромофорный эффект от вхождения ионов переходных элементов сильно зависит от структурной составляющей. Так, ионы-примеси могут занимать либо отдельные друг от друга октаэдрические позиции в решетке, либо располагаться в соседних октаэдрах. В этом случае между ионами переходных металлов могут возникать интенсивные электронные обменные взаимодействия, сопровождаемые формированием дополнительных уровней энергии у этих ионов и появлением в спектрах дополнительных полос поглощения. В минералогической литературе эти полосы называют по-разному: полосы поглощения переноса заряда металл àметалл или полосы поглощения обменно-связанных пар. Эти полосы в десятки-сотни раз интенсивнее полос поглощения спин-разрешенных d-d -полос поглощения, так как они отвечают d-d-переходам со значительной примесью электронных состояний. Нередки случаи, когда изолированные примеси сами по себе не дают существенного вклада в общую окраску минерала, тогда как при одновременном их нахождении в соседних положения решетки вызывают видимые изменения в окраске минерала.

Основные примеси, образующие центры окраски в исследуемых цветных сапфирах, это примеси хрома(III), железа(II и III) и титана (IV). Примеси хрома(III) и железа(II и III) находятся в виде ионов, а примесь титана (IV) может быть как в виде ионов, так и в виде твердой фазы (вростки рутила TiO2). В зависимости от концентраций и количественных соотношений хромофорных примесей окраска корундов будет обладать различной интенсивностью. Влияние на окраску цветных сапфиров основных хромофорных центров представлено в табл. 1.

Таблица 1.

Хромофорные примеси, центры окраски с их участием и окраска, вызывае

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать
Рефераты по биологии и химии Изменение окраски природных цветных сапфиров методом термообработки Ахметшин Эдуард Анварович Бгашева Татьяна Владимировна кафедра химии и
Оценок: 1000 (Средняя 5 из 5)

Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов.

© 2016 - 2022 BigEdu.ru