| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2215455
СПОСІБ ФАРБУВАННЯ ПРИРОДНИХ І СИНТЕТИЧНИХ ЮВЕЛІРНИХ КАМЕНІВ
Ім'я заявника: Інститут експериментальної мінералогії РАН
Ім'я винахідника: Балицький В.С .; Балицька Л.В.
Ім'я патентовласника: Інститут експериментальної мінералогії РАН
Адреса для листування: 142432, Московська обл., Ногінський р-н, м Черноголовка, ІЕМ РАН
Дата початку дії патенту: 2002.06.18
Призначено для використання в ювелірній промисловості при фарбуванні безбарвних і блідо-блакитних сапфірів, безбарвних топазів, кварцу. Спосіб включає приміщення ювелірних каменів в тонко подрібнений порошок оксиду кобальту з співвідношенням закисной і окисної форм кобальту 1: 1, змішаний з оксидом цинку в співвідношенні оксид кобальту до оксиду цинку як 1 
0,25-3), і подальшу термообробку в окислювальному атмосфері при 900-1250 o С. Забезпечується отримання стійких забарвлень природних і синтетичних ювелірних каменів в широкому спектрі кольорів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способів обробки природних і синтетичних ювелірних каменів, зокрема до способів фарбування сапфірів від безбарвних і блідо-блакитних до яскраво-синіх, від рожево-фіолетових до васильково-синіх, від змінюють зелену при денному світлі забарвлення на рожево-червону при електричному світлі до, відповідно, блакитно-зеленої при денному світлі на синю при електричному світлі; безбарвного топазу - в кольори від блакитного до зеленувато-блакитного і яскраво-зеленого; кварцу - в незвичайний блакитний колір, і може знайти застосування в ювелірній промисловості.
Відомий спосіб фарбування безбарвних кристалів лейкосапфира в блакитний колір, згідно з яким на поверхню кристала напиленням наносять кобальт в металевому вигляді і здійснюють твердофазних хімічну реакцію матеріалу кристала з нанесеним на його поверхню металом шляхом термічної обробки на повітрі при температурі 1100 o С протягом 30 хв (Авторське свідоцтво СРСР 768455, кл. А 44 С 17/00, опубл. 07.10.80 р).
Недоліком цього способу є його обмеженість по відношенню до можливості фарбування інших ювелірних каменів. Зокрема, це відноситься до топазу і кварцу. Топаз до температури 960 o С не взаємодіє з нанесеним на його поверхню металевим кобальтом, а при більш високій температурі починає руйнуватися в зв'язку з переходом в іншу мінеральну фазу - муллит. Кварц і не забарвлюється нанесеним на його поверхню металевим кобальтом при зазначеної в аналогу температурі термообробки.
Відомий спосіб фарбування природних і синтетичних ювелірних каменів, зокрема топазу - в блакитно-зелений колір і кварцу - в рожевий колір, згідно з яким поліровані ювелірні камені поміщають в тонкоподрібненому порошок кобальту або оксиду кобальту і проводять подальшу термічну обробку в повітряній атмосфері при температурі 900- 1250 o С протягом 3-200 ч (Патент USA 5888918, кл. З 30 в 029/00, А 44 С 17/00, опубл. 30.03.99 р).
Однак пофарбовані цим способом камені мають обмежений спектр забарвлень.
Пропонований винахід вирішує задачу розробки технології фарбування великого класу природних і синтетичних ювелірних каменів, технічним результатом якого є отримання стійких забарвлень в широкому спектрі кольорів.
Технічний результат досягається тим, що в способі фарбування природних і синтетичних ювелірних каменів, що включає приміщення їх в тонкоподрібненому порошок оксиду кобальту і подальшу термообробку в окислювальному атмосфері при температурах 900-1250 o С, відповідно до винаходу в якості оксиду кобальту беруть оксид з співвідношенням закисной і окисної форм кобальту 1: 1 і додають в нього тонкоподрібненому порошок оксиду цинку в співвідношенні оксид кобальту до оксиду цинку як 1 0,25-3).
При інших співвідношеннях закісного і окисного кобальту в оксиді кобальту сапфіри, топаз і кварц не фарбується. При відношенні оксиду кобальту до оксиду цинку менш ніж 1 до 0,25 забарвлення візуально не відрізняється в порівнянні з фарбуванням тільки в оксиді кобальту. Ставлення зазначених оксидів більш ніж 1 до 3 призводить до отруєння поверхні каменів, налипання на ній новоствореної мінеральної фази.
При обробці сапфірів кращі результати по їх фарбування отримують при співвідношенні оксидів кобальту і цинку 1: 2 і тривалості термообробки протягом 2-х годин при 1100 o С.
При фарбуванні топазу оптимальне співвідношення зазначених оксидів кобальту і цинку становить 1: 2 і тривалості термообробки протягом 5 годин при 950 o С.
При фарбуванні кварцу оптимальне співвідношення оксидів кобальту і цинку становить 1: 3 і тривалості термообробки протягом 10 годин при 900 o С.
Позитивна роль добавки в реакційну суміш оксиду цинку полягає в освіті більш інтенсивної і чистої забарвлення.
Різноманітність забарвлень досягається і використанням в якості вихідного матеріалу не тільки безбарвних, але і первинне забарвлених каменів з непопулярною або блідою забарвленням за рахунок змішування первинного їх кольору з новоствореним кольором поверхні каменя.
приклад 1
Ювелірну вставку з блідо-рожевого сапфіра поміщають в алундові тигель з сумішшю тонкоподрібнених оксиду кобальту з співвідношенням закисной і окисної форм кобальту 1: 1 і оксиду цинку. Співвідношення оксиду кобальту до оксиду цинку становить при цьому 1: 1. Тигель поміщають в електропіч, нагрівають зі швидкістю 3 o С / хв до температурі 1100 o С в атмосфері повітря, витримують при цій температурі протягом 2-х годин і охолоджують зі швидкістю 5 o С / хв. В результаті камінь забарвлюється в найпопулярніший для сапфірів васильково-синій колір.
приклад 2
Те ж, що в прикладі 1, але порошок оксиду кобальту містить тільки його закисному (Co +2) форму. Після закінчення процесу камінь не змінив вихідну забарвлення.
приклад 3
Те ж, що в прикладі 1, але порошок оксиду кобальту містить тільки його окисную (Co +3) форму. Після закінчення процесу, камінь не змінив вихідну забарвлення.
приклад 4
Те ж, що в прикладі 1, але ставлення оксиду кобальту і оксиду цинку становить 1: 0,20. В результаті камінь забарвлюється в дуже блідо-блакитний колір, малопридатні для використання в ювелірних виробах.
приклад 5
Те ж, що в прикладі 1, але ставлення оксиду кобальту і оксиду цинку становить 1: 3,2. В результаті камінь покривається непрозорою плівкою темно-синього кольору, втрачає полірування і стає непридатним для використання в ювелірних виробах.
приклад 6
Те ж, що в прикладі 1, але в якості вихідного матеріалу беруть ванадійсодержащіе сапфір з мінливою забарвленням: зеленої при денному світлі і рожево-червоної - при електричному світлі. В результаті отримують камінь і з мінливою забарвленням, але інших квітів: блакитно-зеленої при денному світлі і яскраво-синьої при електричному світлі.
приклад 7
Ювелірну поліровану вставку з безбарвного топазу поміщають в алундові тигель, заповнений сумішшю оксидів кобальту і цинку в співвідношенні 1: 2 (співвідношення закисной і окисної форм кобальту і дорівнює 1: 1). Тигель поміщають в електропіч, нагрівають зі швидкістю 1 o С / хв до 950 o С, витримують при цій температурі протягом 5 годин і потім охолоджують зі швидкістю 2 o С / хв. В результаті вставка забарвлюється в зеленувато-блакитний колір, близький до кольору топазу з Волинського родовища.
приклад 8
Те ж, що і приклад 7, але співвідношення оксидів кобальту і цинку в суміші порошків становить 1: 4. В результаті вставка забарвлюється в інтенсивний синій колір, ділянками плямистий і непрозорий і стає непридатною для використання в ювелірних виробах.
приклад 9
Те ж, що і приклад 7, але співвідношення оксидів кобальту і цинку в суміші порошків становить 1: 0,20. В результаті вставка забарвлюється в брудно-блакитно-зелений колір, малопридатні для використання в ювелірних виробах.
приклад 10
Ювелірну поліровану вставку, виготовлену з безбарвного кварцу, поміщають в тигель з сумішшю оксидів кобальту з відношенням закисной і окисної форм кобальту 1: 1 і цинку в співвідношенні 1: 3, поміщають в електропіч, нагрівають зі швидкістю 0,5 o С / хв до 900 o С, витримують при цій температурі протягом 10 годин, потім охолоджують зі швидкістю 1 o С / хв. В результаті вставка забарвлюється в інтенсивний блакитний колір, близький до фарбування блакитного синтетичного кварцу.
приклад 11
Те ж, що і приклад 10, але процес здійснюють при співвідношенні оксидів кобальту і цинку як 1: 0,25. В результаті вставка набуває ледь помітний рожевий відтінок.
приклад 12
Те ж, що і приклад 10, але процес здійснюють при співвідношенні оксидів кобальту і цинку як 1: 3,2. В результаті вставка покривається непрозорим шаром синього кольору і не має ніякої ювелірної цінності.
Як видно з наведених прикладів проведення процесу фарбування в заявлених межах дозволяє отримати стійку забарвлення основних класів природних і синтетичних ювелірних каменів в широкому спектрі кольорів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб фарбування природних і синтетичних ювелірних каменів, що включає приміщення їх в тонко подрібнений порошок оксиду кобальту і подальшу термообробку в окислювальному атмосфері при 900-1250 o С, що відрізняється тим, що в якості оксиду кобальту беруть оксид з співвідношенням закисной і окисної форм кобальту 1 : 1 і додають в нього тонко подрібнений порошок оксиду цинку в співвідношенні оксид кобальту до оксиду цинку як 1: (0,25-3).
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що фарбування сапфірів проводять при співвідношенні оксидів кобальту і цинку, рівним 1: 2, і тривалості термообробки протягом 2 ч при 1100 o С.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що фарбування топазу проводять при співвідношенні оксидів кобальту і цинку, рівним 1: 2, і тривалості термообробки протягом 5 год при 950 o С.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що фарбування кварцу проводять при співвідношенні оксидів кобальту і цинку, рівним 1: 3, і тривалості термообробки протягом 10 год при 900 o С.
Версія для друку
Дата публікації 09.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.