Cyrkonia – tajemnice produkcji
fot. Larry P kelley (licencja: Public domain)
Bryła cyrkonii po wyjęciu z tygla czaszkowego.
Tlenek cyrkonu, główny składniki sześciennych cyrkonii ma niezwykle wysoką temperaturze topnienia (ok. 2300 stopnie C), konwencjonalne tygle uległy by stopieniu, więc nie mogą być używane. Został więc opracowany specjalny proces zwany tyglem czaszkowym. Technologia ta stosowana jest do dzisiaj, w prawie niezmienionej postaci. Rury miedziane wypełnione wodą otaczają tygiel, w którym jest cyrkonia i stabilizator w proszku. Cały przyrząd jest owinięty cewkami indukcyjnymi prostopadle do rur miedzianych. Stabilizator to zazwyczaj tlenek itrowym lub tlenek wapnia.
Tygiel czaszkowy
Tygiel czaszkowy
Tygiel czaszkowy składający się z poziomo ułożonej cewki indukcyjnej i pionowych rurek chłodzących.
Podgrzewana za pomocą fal o częstotliwości radiowej mieszanina topnieje (trochę jak mikrofalówka). Gdy cyrkon topnieje, pozostawia cienką powłokę (1-2 mm), która pozostaje stała, ponieważ jest on chłodzony przez wodę w miedzianych rurkach. Tworzy w ten sposób jakby własny tygiel. Po kilku godzinach gdy tlenek cyrkonu jest stopiony ciepło jest zmniejszane w sposób kontrolowany i stopniowy, w wyniku czego powstają kryształy. Następnie przeprowadzane jest długotrwałe wyżarzanie (odpuszczanie) w temperaturze 1400 ° C którego celem jest zlikwidowanie naprzężeń. Wyżarzone w kryształy, które mają zazwyczaj 5 cm długości i 2,5 cm szerokości (chociaż mogą być też uzyskiwane znacznie większe), są następnie cięte i szlifowane na kształt kamieni szlachetnych.
Proces praktycznie nie ma odpadów, ponieważ fragmenty i niewyrośnięte kryształy są ponownie używane. Na 100 kg surowca na dobę przy użyciu generatora wysokiej częstotliwości (ok. 50 tys $) otrzymuje się do 30 kilogramów kryształu.
Cyrkonia jest zwykle wewnętrznie bez skazy, ale zdarzają się niekiedy pęcherzyki gazu i częściowo lub całkowicie nieprzetworzonego tlenku cyrkonu.
Każdy producent używa wyżej opisanych procesów, ale każdy dodaje również własne dodatki, które nieco zmieniają różne aspekty sześciennych cyrkoni.
(więcej)
Producenci ciągle szukają sposobów wyróżniający ich produktu i poprawienie wyglądu cyrkonii. Jedną z takich metod jest pokrywanie cyrkonii warstwami.
Prawie jak diament
Cyrkonia pokryta warstwą diamentu – Asha Radiant Version 6
Powlekanie cyrkonii warstwą składającą się z wielu małych kryształów amorficznych diamentów lub z diamentopodobnego węgla (DLC) sprawia, że kamień nabiera cech diamentu. Technika ta została opracowana przez BetterThanDiamond.com. Marka wprowadzona przez nich na rynek to „Asha”. Powłoka ta ma za zadanie ugasić nadmierny ogień cyrkonii, poprawić jej współczynnik załamania światła, i zbliżyć jej wygląd do diamentu. Ze względu na wysoki procent diamentu w powłoce spektroskopia Ramana sugeruje wysoką zawartość diamentu.
Nie wszystkie firmy obiecujące diamentowe powłoki tworzą je na prawdę. Czasem są to po prostu cyrkonie bez żadnych warstw i ulepszeń.
Mistyczna cyrkonia
Napylanie jonowe w próżni cienkiej warstwy tlenku metalu (zazwyczaj złota) powoduje efekt opali. Kamienie takie sprzedawane są jako mistyczne cyrkonie. Technika ta bywa stosowana do kwarcu i topazu, tam także dodawany jest przymiotnik „Mistyczny”. W odróżnieniu od poprzedniej metody warstwa bardzo łatwo się ściera i efekt jest niestały.
Najwięksi producenci cyrkonii:
- Tajwan Crystal (Tajwan),
- Ceres Corporation (Massachusetts, USA),
- Singh Industries (New Jersey, USA),
- Rosja
- Produkowane są też w Szwajcarii, Austrii, Francji
