Спосіб забарвлювання виробів з лейкосапфіру

Спосіб забарвлювання виробів з лейкосапфіру, що включає використання корунду з домішками ІОНІВ нікелю або ІОНІВ нікелю і заліза та Винахід належить до галузі обробки виробів з монокристалів різно кристалографічної структури, зокрема, до способів забарвлення синтетичной дорогоцінного каміння і може знайти застосування в ювелірній промисловості радіоелектроніці В ювелірній промисловості використовують монокристалічний корун, переважно червоного, рожевого, цитринового, оранжевого кольорів з різними відтінками, в меншій мірі застосовують камені інших кольорів Вирощення кристалів корунду інших кольорів, зокрема, кольору смарагду (рос - "изумруд") є дуже складним завданням, оскільки хромоформні домішки перехідних металів (а саме Fe3+, Мп 3+ , Ті 4+ , V3+, Ni2+), що обумовлюють забарвлення в цей колір, здатн ізоморфно заміщати іони АІ 3+ в структурі монокристала лейкосапфіру АЬОз, але входять в нього тільки в сотих або тисячних долях ВІДСОТКІВ, тому забарвленш отримують нерівномірним по об'єму кристала [1] При введенні в шихту при вирощуванні корунду домішок складу СогОз+УгО з великими труднощами вдається одержати корунд зеленого кольору типу турмаліну з іншого боку, зелений же колір типу смарагду отримати в процесі вирощуванню практично не вдається [1] ВІДОМІ способи забарвлення виробів з безбарвних монокристалів різноманітне) кристалографічної структури (наприклад, лейкосапфіру - АЬОз, кварцу - S1O2 благородної шпінелі - МдАІзО4, гадоліній-галієвого гранату - GdsGasO^, рубіш АЬОз Сг3+) в різні кольори з відтінками шляхом термообробки при високії температурі (950 термообробку в порошку оксиду нікелю, який відрізняється тим, що для одержання забарвлення лейкосапфіру яскраво-зеленого (смарагдового) кольору використовують шихту наступного складу (у мас %) Fe2O3 22-27 ТіО2 22-27 NiO 44-56 і термообробку здійснюють при температурі 10301070° С протягом 25-30 годин 1320С0) в дрібнодисперсних порошках оксидів металів NiO, CO2O3 МП3О4 або в шихті цих оксидів і ВаО при певних співвідношеннях компонентів [2-8 10] Зазначені способи дозволяють забарвити вироби з монокристалів в так кольори з відтінками - лейкосапфір - в колір аквамарину (голубий) і червоний, - благородну шпінель - в оранжевий колір, - кварц - в колір аметисту, - гадолшій-галієвий гранат - в колір цитрину або оранжевий, - світло-червоний або рожевий корунд (рубін) в колір александриту Найбільш близьким до запропонованого за технічною суттю та отриманими результатами (прототипом), є спосіб забарвлення виробів з корунду, включаючи v термообробку в присутності барвника - оксиду нікелю В якості матеріалу, якиї забарвлюється, використовують корунд - світлооранжевого або цитриновоп кольору з вмістом домішок нікелю від 0 02 до 0 Змас % або корунду з вмістом домішок складу ІЧЮ+РегОз від 0 02 до 0 25мас %, термообробку проводять І дрібнодисперсному порошку оксиду нікелю при температурі від 1050 до 1120°С (протягом 30-40 годин [9] Хоча цей спосіб дозволяє забарвити корундів світло-оранжевого абс цитринового кольору в смарагдовий, але не забезпечує забарвлення лекосапфіру яскраво-зелений (смарагдовий) колір В основу винаходу поставлено задачу забарвлення виробів з лейкосапфіру і яскраво-зелений з (О ^00 48462 відтінками (смарагдовий) колір Це досягається поступово охолоджується до кімнатної температутим, що І запропонованому способі використовури Після такого режиму обробки виріб з леикосається шихта такого складу (у мас %) (22пфіру набуває яскраво-зеленого (смарагдового) 27)Fe2O3+(22-27)TiO2+ (46-56)NiO, а термообробку кольору здійснюють при температур 1030-1070°С протягом Нижче в таблиці наведено результати обробки 25-30 годин виробів з леикосапфіру в шихт складу Fe2O3+TiO2+NiO при різних режимах термообробЗастосування цього методу забезпечує дифу3+ 4+ 2+ ки зію ІОНІВ Fe , Ti , Ni в гратю леикосапфіру на глибину 3-5мкм, за рахунок чого лекосапфір набуЗ таблиці видно (див рядки 2,3,5,6,8,9-11), що ває яскраво зеленого кольору Відпалювання леиоптимальний склад щихті знаходиться в наступних косапфіру в порошку NiO забезпечу! забарвлення границях хромоформних компонентів (мас %) в голубий колір, в порошку Fe2O3 - оранжевий, Fe2O3-22-27 який є близьким до рожево-жовтого, в порошку ТЮ2-22-27 ТЮ2 - сіро-зелений Запропонований спосіб забезNiO-44-56, печу рівномірне забарвлення по всій поверхні виякий забезпечує забарвлення в смарагдовий з робу, а простота його виконання не потребує вевідтінками колір леикосапфіру Оптимальний реликих затрат коштів на здійснення способу чи зажим термообробки в зазначеній шихті знаходиться стосування складного устаткування в межах 1030 1070С0 на протязі 25-30 годин Суттєвою ВІДМІННОЮ ознакою запропонованого Джерела інформації способу по відношенню до аналогів і прототипу є 1 Балицкий В С , Лисицына Е Е - Синтетичете, що для забарвлення леикосапфіру в яскравоские аналоги и имитации драгоценны камней М зеленш (смарагдовий) колір використовується ши«Недра», 1981, с 48-62 хта складу (22-27)Fe2O3+(22-27)TiO2+ (46-56)NiO і 2 А с СССР №718279, МПК В28Д5/00 Автотермообробка здійснюється при температурі 1030ры Данилов В В , Рубан В А , Бюлл №118 1980 1070°С протягом 25-30 годин, що дозволяє отри3 А с СССР №831624, МПК В28Д5/00, мати забарвлення леикосапфіру в яскраво-зеленій А44С17/00 Авторы Данилов В В , Рубан В А 1981 (смарагдовий) колір різних ВІДТІНКІВ В літературі (ДСП) таке технічне рішення невідомо тому запропоно4 А с СССР №831625, МПК В28Д5/00, ваний спосіб відповідає критеріям "новина" та А44С17/00 Авторы Данилов В В , Рубан В А 1981 "суттєві ВІДМІНИ" (ДСП) Запропонований спосіб забарвлення здійсню5 А с СССР №906713, МПК В28Д5/00 Автоється в наступним чином 3 монокристала леикоры Данилов В В , Рубан В А , 1981 (ДСП) сапфіру (безбарвного) вирізують заготівку необ6 А с СССР №942446, МПК СЗОВЗЗ/00 Авхідно геометричної форми, після виконання звиторы Данилов В В , Рубан В А , 1982 (ДСП) чайними способами гранильних шліфувальних, 7 А с СССР №1111514, МПК В28Д5/00 Авполірувальних операцій, виріб, який в даному виторы Данилов В В , Рубан В А , 1984 (ДСП) падку мав форму куль діаметром Змм, полірують 8 А с СССР №1115509, МПК В28Д5/00 Авдо 12 класу чистоти поверхні, розмішують в алунторы Данилов В В , Рубан В А , 1984 (ДСП) довому тиглі і засипають порошком шихти складу 9 А с СССР №1522708, МПК С04В41/85 АвFe2O3+TiO2+NiO (дивтабл) Тигелі розміщують в торы Рубан В А , Слободяник Н С , Данилов В В , електропечі і поступово підвищують температуру Нагорный П Г 1989 (ДСП) по 250-300 (град/годину до 1050°С При темпера10 А с СССР №1526136, МПК С04В41/85 турі 1050°С виріб витримують протягом 25 годин Авторы Рубан В А , Слободяник Н С , Данилов після чого піч вимикають з електромережі і вона В В , Нагорный П Г 1989 (ДСП) Таблиця Спосіб забарвлення виробів з леикосапфіру № п/п Співвідношення компонентів забарвлючої шихти, мас % Температура обробки виробу, °С Час обробки Стан поверхні ви- Колір виробу пісвиробу, год робу після обробки ля обробки 1 21Fe2O3+21TiO2+58NiO 1020 40 без змін 2 25Fe2O3+25TiO2+50NiO 1030 40 без змін 3 27Fe2O3+27TiO2+46NiO 1030 ЗО без змін 4 29Fe2O3+29TiO2+42NiO 1030 ЗО 5 22Fe2O3+22TiO2+56NiO 1030 ЗО 6 24Fe2O3+24TiO2+52NiO 1030 ЗО 7 27Fe2O3+21TiO2+52NiO 1030 ЗО 8 20Fe2O3+28TiO2+52NiO 1030 ЗО поверхню підтравлено без змін світло-голубий насичений зелений насичений зелений зелений зелений без змін яскраво-зелений поверхню підтравзелено-рудий лено залишки травлення блідо-зелений 48462 Продовження таблиці № п/п Співвідношення компонентів забарвлючої шихти, мас % Температура обробки виробу, °С Час обробки Стан поверхні ви- Колір виробу пісвиробу, год робу після обробки ля обробки 9 22Fe2O3+22TiO2+56NiO 1040 25 чиста яскраво-зелений 10 22Fe2O3+22TiO2+56NiO 1070 25 зелений 22Fe2O3+22TiO2+56NiO 1080 40 залишки травлення поверхню підтравлено 11 зелений Примітка_ В рядках 2-5, 10-11 за допомогою зменшення часу обробки можливе регулювання ВІДТІНКІВ забарвлення виробів ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71