ЯК отримати рубін :: Наука

Проблема отримання штучних дорогоцінних каменів, за своїми властивостями не поступається натуральним, займала людей давно. Мабуть, з тих самих пір, як вони навчилися робити ювелірні прикраси. Спосіб вирощування штучних рубінів та деяких інших дорогоцінних каменів був запропонований французьким ученим Огюстом Вернейлем в кінці XIX століття. Розроблена ним апаратура дозволяє отримувати рубіни в промислових і лабораторних умовах.

Вам знадобиться

- окис алюмінію;
- хром;
- газовий пальник;
- кисень;
- водень;
- муфель.

Інструкція

Форма кристала рубіна називається корундом. Аналогічну кристалічну структуру має і сапфір, ці два мінерали вирощують однаковими способами. Сам по собі корунд, який називають ще білим сапфіром, забарвлення не має. Рубін стає червоним завдяки хрому. Сапфір ж може бути не тільки синім, але і рожевим, жовтим або помаранчевим.

Для отримання кристалів рубіна в лабораторії вам знадобиться апарат Вернейля. Він являє собою вертикальну пальник, в яку подається водень і кисень в співвідношенні 2: 3. З цим газом необхідно працювати гранично обережно. Необхідно уникнути витоку кисню, для чого застосовується газонепроникний сальник.

Для приготування порошку використовуйте амонієві галун, як це робив і сам Вернейль. Крім усього іншого, там є домішка хрому, причому в потрібній концентрації.

На відміну від багатьох кристалів, які можуть рости просто з розчину без будь-яких додаткових умов, корунд утворюється з розплаву порошкоподібного глинозему з домішками. Ретельно підготуйте порошок. Він повинен легко сипатися. Однак глинозем не потрібно перетирати до такої міри, щоб він почав випаровуватися при найменшому нагріванні. Оптимальна величина часток - тисячні частки міліметра.

Пальник помістіть в керамічний муфель, який охоронить зростаючий кристал від охолодження. Винахідник апарату робив муфель з віконцем, закритим слюдою. У сучасних установках частіше застосовується вогнетривке скло.

У верхній частині апарату знаходиться ємність з хімічного скла, до якої підведені 2 трубки. З тієї, що розташована вище, подається кисень, а в нижню - водень. Шар глинозему знаходиться між ними. Порошок повинен бути дуже дрібним. У верхній частині є молоточок, який легко струшує ємність. У середній частині апарату, в холодній частині полум'я, знаходиться керамічний штифт, на який потрапляє крапля розплаву. З неї і повинен вирости кристал.

Дуже важливий момент - охолодження. Винахідник штучного синтезу рубінів застосовував для цієї мети воду. Експеримент був успішним, тому може бути повторений. Нижня частина і так знаходиться в керамічній «сорочці». Поверх трубки, в нижній частині якої знаходиться пальник, зазвичай розташовують змійовик, наповнений проточною водою.

Процес отримання кристала виглядає так. Порошок з верхнього резервуара сиплеться через трубку у вогонь, де він плавиться і потрапляє на штифт. Там він знову стає твердим. Утворюється буля - частка конусоподібної форми. Вона росте, її вершина знову потрапляє в гарячу частина полум'я, де відбувається вторинне плавлення. З'являється група кристаликів, один з яких спрямований вершиною в бік більшої швидкості росту. Це найсильніший кристалик, і він буде придушувати інші. Оператор може вибрати «перспективний» кристал.

Подачу полум'я і порошку можна регулювати. Наприклад, для того, щоб збільшити діаметр були, необхідно, щоб порошок почав падати швидше. Температуру полум'я можна збільшити, якщо подавати кисень швидше. Параметри залежать від того, кристал якого розміру вам потрібен.