Hỗ trợ trực tuyến
  • Quang Vinh
Quảng cáo
Lượt truy cập
DMCA.com Protection Status


  • đá ruby nhân tạo và phương pháp tổng hợp

1.       Đá ruby là gì?
      Kim cương, ruby, sapphire, ngọc lục bảo là bốn loại đá được xếp vào dòng đá quý bởi độ đẹp, tính chất và độ cứng của nó. Tiếp sau các nhóm đá quý kim cương, ruby là loại đá bán quý nhưng cực hiếm trong tự nhiên. Bởi vẻ đẹp và màu sắc được ưa chuộng lên giá trị của một viên ruby có thể tăng gấp bốn lần của một viên kim cương tương tự như chất lượng.
      Rubi và sapphire đều là khoáng vật của corundum, đó là dạng tinh thể oxit nhôm. Họ chỉ khác nhau ở do sự nhiễm nguyên tố khoáng chất gây ra màu sắc. Chromium nhiễm trong corrundum cho rubi màu đỏ, nếu tỷ lệ crom trong corundum cao thì đá ruby trở lên xuất màu tối hơn. tinh thể corundum không chứa crom được gọi là sapphire, sapphire có rất nhiều màu sắc bao gồm xanh, vàng, xanh lá cây, hồng, tím, và không màu.
      Đá ruby tự nhiên được tìm thấy trong một số ít các nơi trên toàn thế giới, đáng chú ý nhất ở Myanmar (trước đây là Miến Điện), Thái Lan, Sri Lanka, Afghanistan, Tanganyika, và Bắc Carolina. Đẹp màu, tinh thể trong suốt là những viên đá ruby hiếm và có giá trị cao, chúng sẽ sử dụng  làm đồ trang sức, còn lại các viên đá mờ đục hoặc được sử dụng cho các đồ trang sức rẻ tiền hơn hoặc chế tác theo yêu cầu.
     Đá ruby ngoài chức năng trang sức, nó còn được sử dụng một loạt các mục đích thực dụng. Ví dụ như, do độ cứng của họ, họ làm cho hướng dẫn chủ đề lâu dài cho máy dệt. Ruby có độ cứng cao hơn nhiều so với thép, vì vậy nó được sử dụng trong 1 số chi tết cho trục kim loại trong các thiết bị như đồng hồ, la bàn, và công tơ điện. Ngoài ra, với tính chất vật lý, đá rubi tạo ánh sang đơn sắc khi chiếu chum ánh sang trắng qua lên chúng đã được ứng dụng nhiều để sử dụng trong laser và maser quang học.
2.       Đá ruby được sản xuất như thế nào?
      Đá ruby tự nhiên đã được khai thác cách đây 8.000 năm hoặc trước nữa. Trong nhiều nền văn hóa cổ đại, những viên đá ruby quý đã được đánh giá cao không chỉ cho vẻ đẹp của họ mà còn cho các thế lực siêu nhiên. Người Hindu cổ đại tin rằng ruby có thể làm sôi nước, và đầu Hy Lạp nghĩ các tinh thể có thể làm tan chảy sáp. Trong nền văn hóa khác (ví dụ, Miến Điện và Native American), đá ruby được cho là vật hộ thể bảo vệ một người đeo nó .
Bởi vì  đá ruby thuộc dòng đá quý và nó khá hiếm trong tự nhiên, lên đá ruby là loại đá quý đầu tiên được thực hiện một cách giả tạo hay là sản xuất nhân tạo. Một trong những nỗ lực sản xuất ruby nhân tạo đầu tiền là các thí nghiệm của Marc A. Gaudin, một nhà hóa học người Pháp, ông đã thành công và đã sản xuất một số ruby tổng hợp từ năm 1837. Đá sau tổng hợp thành đục khi nguội. Sau 30 năm thử nghiệm, ông đã từ bỏ, thừa nhận thất bại trong các ghi chú được công bố của các thí nghiệm ruby cuối cùng của ông.
      Khoảng năm 1885, một số rubi được bán như là đá quý được phát hiện là nhân tạo (giá thấp một cách bất thường của họ nhắc nhở người mua để họ kiểm tra cẩn thận). Phương pháp mà tổng hợp ra rubi được gọi là Geneva, phương pháp này vẫn được sử dụng đến  khoảng năm 1970, khi phân tích các mẫu ruby tổng hợp từ phương pháp này kết quả đã cho thấy rằng ruby được tổng hợp bởi quá trình  tan chảy oxit nhôm bột và một lượng nhỏ ôxít crom dưới ngọn lửa nhiệt độ cao từ H2 và O2,.
      Sau đó, Auguste Verneuil, một học trò khác của Frdmy, phát triển một quá trình hơi khác nhau mà cuối cùng đã thành công. Đến năm 1891 ông sản xuất ruby nhân tạo bởi phản ứng tổng hợp ngọn lửa, mặc dù ông đã không xuất bản mô tả kỹ thuật của anh cho đến năm 1902. Trợ lý của ông trưng bày những viên ruby  tổng hợp vào năm 1900 tại Hội chợ quốc tế Paris, nơi mà họ đã khá phổ biến. quá trình của ông chỉ mất có hai giờ để phát triển tinh thể nặng 12-15 carat (2,5-3 g); những viên đá đã gần hình cầu, lên đến 0,25 trong (6 mm). Bởi thời gian Verneuil qua đời ở tuổi 57 vào năm 1913, quá trình ông đã phát minh đã được sử dụng để sản xuất 10 triệu carat (2.000 kg, hoặc 4.400 lb) ruby nhân tạo hàng năm.
                    
                                               
Đá ruby nhận tạo tổng hợp bằng ngọn lửa H2 và O2

      Năm 1918, J. Czochralski phát triển một phương pháp khác nhau để tổng hợp ruby. Được biết đến như pha lê kéo, kỹ thuật này là nhanh chóng, rẻ tiền và hiệu quả trong sản xuất đá trang sức. Trong thực tế, khi cắt như đá quý các loại đá rất rõ ràng rằng họ trông giống như mô phỏng kính. Do đó, kỹ thuật này hiện được sử dụng chủ yếu để sản xuất ruby công nghiệp sử dụng.
Phương pháp Tổng hợp ruby nhân tạo ngày nay
      Một số phương pháp hiện đang được sử dụng để sản xuất ruby; mỗi phương pháp đều có ưu điểm và hạn chế. Phương pháp phổ biến nhất có thể được phân loại thành hai loại chính: tổng hợp theo phương pháp nóng chảy, trong phương pháp này nguyên liệu bột được làm nóng đến một trạng thái nóng chảy và được pha các tạp chất nhiễm vào trong đá,  tức khi nhôm oxit nóng chảy họ hoà tan crom vào trong tinh thể rồi tiếng hành làm nguội. Phương phá thứ 2 là ngọn lửa Verneuil, đây là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng các kỹ thuật làm tan chảy nhôm oxit bằng ngọn lửa và có nhiễm crom.
Đá ruby nhận tạo thô và sau mài cắt
     
Đá ruby nhân tạo tổng hợp có số lượng lớn, mỗi phương pháp khác nhau sẽ tạo ra dòng ruby ruby với đặc điểm khác nhau, tuy nhiên với công nghệ hiện đại ngày nay. Những viên đá ruby kích thước lớn đẹp không tỳ vết có thể được tạo ra mà trong tự nhiên cực kỳ khó gặp.
      Để phân biệt được đá ruby tổng hợp và đá ruby nhân tạo thì chỉ có phòng thí nghiệm, trung tâm kiểm định với kính hiến vi quang học, ruby hình thành trong tự nhiễn sẽ nhiễm nhiều tạp chất, những vết nhiễm đó còn gọi là các bao thể, đó là dấu hiệu để phân biệt được ruby tự nhiên và ruby nhân tạo ngày nay.