предыдущая главасодержаниеследующая глава

Искусственное получение корунда, рубина и сапфира

В настоящее время потребность в твердых камнях настолько велика, что для удовлетворения спроса промышленности их естественных месторождений не хватает. Поэтому природный корунд постепенно заменяется искусственным корундом, который получается при переработке минералов, богатых окисью алюминия (Al2O3).

Успешно разрешена также и проблема искусственного, синтетического получения рубина и сапфира в заводском масштабе. При решении этой проблемы пришлось преодолеть большие трудности технического порядка. Дело в том, что окись алюминия трудно растворима и имеет очень высокую температуру плавления порядка 2050°С. Для столь высокой температуры очень трудно было подобрать подходящий материал для тигля, который не реагировал бы с окисью алюминия и не загрязнял получаемого продукта.

Создавшееся затруднение было очень остроумно разрешено во Франции профессором Вернейлем, который предложил в 1902 г. применять бестигельный метод кристаллизации корунда.

Рис. 23. Бульки рубина
Рис. 23. Бульки рубина

Сущность метода Вернейля заключается в том, что окись алюминия, полученная в виде тончайшей пудры при прокаливании алюмоаммиачных квасцов, непрерывной тонкой струйкой проходит через пламя гремучего газа (смесь двух частей водорода и одной части кислорода), расплавляется по пути и падает на кончик тугоплавкой свечи, где и затвердевает, образуя кристаллическое тело - "бульку" конусовидной формы, состоящую из множества мелких кристаллов корунда. Для получения однородного монокристалла корунда рубиновую бульку оплавляют путем нагревания до более высокой температуры, что достигается увеличением подачи кислорода в муфель, при этом на оплавленной поверхности конуса выживает меньшее число кристаллов корунда, которые при последующем охлаждении бульки начинают расти за счет остальных.

В случае получения рубина к порошку окиси алюминия примешивают соответствующее количество окиси хрома (Cr2O3), а при получении сапфира - окиси железа (Fe2O3) и титана (TiO3).

В настоящее время в Советском Союзе по методу Вернейля, значительно усовершенствованному С. К. Поповым, производят рубины и сапфиры в заводском масштабе на установке СП-4 (рис. 24).

Рис. 24. Кристаллизационный аппарат СП-4: 1 - головка; 2 - горелка; 3 - печь; 4 - вентили; 5 - суппорт; 6 - механизм подачи шихты (молоточек); 7 - механизм вращения и опускания кристалла (Аппарат установлен в Институте кристаллографии АН СССР)
Рис. 24. Кристаллизационный аппарат СП-4: 1 - головка; 2 - горелка; 3 - печь; 4 - вентили; 5 - суппорт; 6 - механизм подачи шихты (молоточек); 7 - механизм вращения и опускания кристалла (Аппарат установлен в Институте кристаллографии АН СССР)

В установке СП-4 механизированы дозировка исходной шихты и опускание растущего монокристалла.

По методу Вернейля можно синтезировать и целый ряд других минералов, например, рутил (TiO2), шпинель (MgAl2O4), шеелит (CaWO4), вольфрамат бария (BaWO4) и некоторые другие.

предыдущая главасодержаниеследующая глава







Rambler s Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Карнаух Лидия Александровна, подборка материалов, оцифровка; Злыгостева Надежда Анатольевна, дизайн;
Злыгостев Алексей Сергеевич, разработка ПО 2008-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник: 'IzNedr.ru: Из недр Земли'