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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2156330
ДОРОГОЦІННІ КАМЕНІ З КАРБІДУ КРЕМНІЮ

Ім'я заявника: СІ ТРИ, ІНК. (US)
Ім'я винахідника: ХАНТЕР Чарльз Ерік (US); ВЕРБАЙСТ Дік (US)
Ім'я патентовласника: СІ ТРИ, ІНК. (US)
Адреса для листування: 125040, Москва, Ленінградський пр-т 23, "Транстехнологія", Золотих Н.І.
Дата початку дії патенту: 1996.08.27

Винахід належить до синтетичних коштовних каменів з напівпрозорого монокристалічного карбіду кремнію і може бути використано в ювелірній промисловості. Синтетичні дорогоцінні камені, які мають надзвичайний блиск і твердість, виготовляються з великих одиночних кристалів напівпрозорого карбіду кремнію одного політипу з відносно низьким вмістом домішок. Кристали вирощуються в системі із застосуванням сублімації печі. Кристали розрізаються на невідшліфований дорогоцінні камені, яким потім надається форма, і таким чином отримують оброблені коштовні камені. В процесі вирощування за допомогою обраних присадок до кристалу камені набувають різноманітні кольори і відтінки. Безбарвний дорогоцінний камінь отримують в результаті вирощування кристала без присадки в системі, захищеної від небажаних атомів домішок.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід стосується синтетичних дорогоцінних каменів. Зокрема, винахід належить до синтетичних коштовних каменів з напівпрозорого монокристалічного карбіду кремнію.

Загальні відомості про дорогоцінні камені. Кількість елементів і хімічних сполук, що мають фізичні характеристики, що відповідають вимогам до коштовних каменів, обмежена. До фізичних характеристиках, зазвичай розглядаються як найбільш важливі в цьому сенсі, відносяться твердість, показник заломлення, і колір, хоча при цьому теплостійкість, хімічна стійкість і спаяність і вважаються важливими властивостями в багатьох випадках застосування дорогоцінних каменів.

На сьогоднішній день єдиними хімічними речовинами, які з технічної точки зору вважаються дорогоцінними каменями, є алмаз (однокрісталліческій вуглець) і корунд (сапфір і рубін) (однокрісталліческая окис алюмінію), оскільки їх твердість за шкалою Моса досягає 9 або більше одиниць. Система Моса - шкала визначення рівня твердості мінералу, згідно з якою найбільш твердим є алмаз (10 одиниць), сапфір (9 одиниць), топаз (8 одиниць) і так далі до найбільш м'якого мінералу, тальку, твердість якого дорівнює 1. Смарагд, з огляду на те , що він рідко зустрічається в природі, відносять до коштовних каменів, незважаючи на те, що твердість його дорівнює 7,5, в той час як інші дорогоцінні камені, як наприклад хризоберил, топаз і гранат зазвичай відносять до напівкоштовних через їх більш низького показника твердості. Твердість має практичне значення, оскільки вона визначає стійкість дорогоцінного каменю до подряпин.

Значення показника заломлення полягає в тому, що він визначає здатність коштовного каменя заломлювати світло. При отриманні оброблених дорогоцінних каменів з матеріалів з високим показником заломлення камені іскряться і блищать на світлі. Характерне блиск алмазу пояснюється в основному його високим показником заломлення.

Колір коштовного каменя визначається цілою низкою чинників, від атомів домішок, які можуть бути включені в кристалічну решітку, до фізичної та електронної структури самого кристала. Наприклад, рубін являє собою простий кристал сапфіра (окису алюмінію) з невеликою концентрацією атомів домішки у вигляді хрому.

Термостійкість і хімічна стійкість дорогоцінного каменю можуть бути важливими показниками для вставки каменів в ювелірні вироби. Взагалі зручно, якщо камені можна нагрівати до високої температури без зміни кольору або реакції з газами в навколишнє середовище (які псують обробку поверхні).

Спаяність дорогоцінного каменю пов'язана з його здатністю поглинати енергію без руйнування, відділення осколків або розтріскування. Дорогоцінний камінь повинен мати властивість протистояти ударам, звичайним протягом терміну служби, якщо камінь вставлений в кільце або інше ювелірний виріб.

Твердість, показник заломлення, колір, термохімічна стійкість і спаяність - все це характеристики, які в поєднанні один з одним визначають придатність матеріалу для застосування в якості дорогоцінного каменю.

Синтетичні алмази. Починаючи з 1960-х років, як видно з численних патентів, включаючи Патент США N 4042673, компанія "Дженерал Електрик" робила спроби отримати синтетичні алмази, що відповідають вимогам до якості дорогоцінних каменів. Ці спроби були зосереджені на питанні використання навколишніх середовищ з дуже високим тиском / високою температурою для вирощування монокристалічних алмазів на затравочних кристалах. Синтетичні алмази з властивостями дорогоцінного каменю, як правило, не отримували поширення на ринку.

Синтетичний карбід кремнію в якості абразивного і напівпровідникового матеріалу. Карбід кремнію рідко зустрічається в природі. Однак він проводиться вже понад вісімдесят років в кристалічній формі для абразивних виробів. Кристали карбіду кремнію, що зустрічаються в природі і в абразивних виробах, мають чорний колір і непрозорі, оскільки мають значний рівень вмісту домішок.

У 1960-х і 1970-х роках була розгорнута значна діяльність в області розробок по вирощуванню великих (об'ємних) кристалів з низьким вмістом карбіду кремнію для застосування їх у виробництві напівпровідникових пристроїв. В результаті ці спроби привели до того, що в 1990 р у виробництві з'явилися напівпрозорі кристали карбіду кремнію з відносно низьким вмістом домішок. Ці кристали карбіду кремнію виготовляються і продаються тільки як дуже тонкі, зелені або блакитні зрізи (175 мкм - 400 мкм), що застосовуються в напівпровідникових пристроях.

Карбід кремнію має дуже високу твердість (8,5-9,25 одиниць за шкалою Моса в залежності від політипу (розташування атомів) і кристаллографического напрямки) і високий показник заломлення (2,5-2,71, в залежності від політипу). Крім того, карбід кремнію - це матеріал з дуже високим коефіцієнтом спаяності і надзвичайно міцний матеріал, який можна нагрівати до температури набагато вище 2000 ^{o F} / 1093,3 ^{o C} / в повітряному середовищі без руйнування.

Карбід кремнію - це складна система матеріалу, що включає більше 150 різних політіпов, кожен з яких володіє різними фізичними та електронними властивостями. Ці різні політипія можна поділяти на три основні форми: кубічну, ромбоідальная і гексагональну. Як ромбоидальная, так і гексагональна форми можуть зустрічатися в ряді різних систем розташування атомів, які розрізняються залежно від послідовності розташування атомів.

КОРОТКИЙ ВИКЛАД СУТНОСТІ ВИНАХОДИ

Винахід в його широкому сенсі є відкриттям того факту, що одиночний кристал карбіду кремнію з низьким вмістом домішок, напівпрозорий, використовуваний в даний час в якості матеріалу для виготовлення дуже тонких напівпровідникових пристроїв, можна вирощувати з бажаної колірної забарвленням і потім різати, гранувати і шліфувати до отримання синтетичних оброблених дорогоцінних каменів, що мають: (i) твердість, близьку до алмазу, (ii) високу спаяність, (iii) відмінну термохімічну стійкість і (iv) високий показник заломлення, який надає коштовного каменя з карбіду кремнію блиск, рівний, якщо не більше, блиску алмазу. Згідно з цим аспектом винаходу одиночний кристал карбіду кремнію, переважно відповідного кольору, вирощується за відповідною технологією, такий як метод сублімації, описаний в патенті N Re. 34.861 Замість поділу великого кристала на безліч тонких зрізів, кристали використовуються як кульки, які розрізаються на невідшліфований синтетичні дорогоцінні камені вагою близько, наприклад, від 1/4 до 5 каратів. Невідшліфованим коштовних каменів потім надають форму до отримання оброблених синтетичних дорогоцінних каменів з карбіду кремнію. Методи ограновування і шліфовки засновані на нині використовуваних методах ограновування і шліфовки кольорових дорогоцінних каменів, таких як рубіни і сапфіри, включаючи певні методи, які застосовуються для алмазів.

Як зазначено вище, поодинокі кристали карбіду кремнію переважно вирощувати в одних і тих же або подібних умовах, які застосовуються для отримання кристалів з низьким вмістом домішок і необхідні для напівпровідникових пристроїв, і при цьому варто відзначити, що більш високі рівні вмісту домішок можуть бути припустимі в встановлених межах в залежності від потреби в матеріалах з відповідним ступенем напівпрозорої і іншими оптичними властивостями, відповідними застосування дорогоцінного каменю.

Кристали карбіду кремнію можна вирощувати із застосуванням широкого діапазону колірних рішень (включаючи зелений, блакитний, червоний, пурпурний, жовтий і чорний) і відтінків кожного кольору, шляхом вибору відповідних присадок (наприклад, азоту або алюмінію) і шляхом зміни щільності присадок (концентрацій). Кристали карбіду кремнію без присадок при гексагональної і ромбоідальная формах безбарвні і мають блиск, рівний блиску алмазу, або вище.

Невідшліфований дорогоцінні камені з карбіду кремнію ріжуться з великих одиночних кристалів, а потім обробляються до оброблених дорогоцінних каменів шляхом поєднання нині застосовуваних методів, використовуваних для отримання звичайних кольорових дорогоцінних каменів і алмазів. Твердість і спаяність карбіду кремнію дозволяє гранувати камені з дуже гострими краями, що покращує загальний зовнішній вигляд і підвищує блиск каменів.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

Деякі предмети вже вказані, інші предмети будуть вказані нижче при посиланні на супроводжуючі чкртежі, на яких:

Фіг. 1 - кулька великого одиночного кристала одного політипу карбіду кремнію

Фіг. 2 - збільшений вигляд невідшліфованих синтетичного дорогоцінного каменю, відсіченого від одиночного кристала, зображеного на фіг. 1

Фіг. 3 - збільшений вигляд обробленого синтетичного дорогоцінного каменю з карбіду кремнію з невідшліфованих каменю, зображеного на фіг. 2

ДОКЛАДНИЙ ОПИС ВИНАХОДИ

Оскільки більш повний опис винаходу наводиться з посиланням на супроводжуючі креслення, і в опис включені питання про бажаних методах застосування цього винаходу, після ознайомлення з нижченаведених описом необхідно зрозуміти, що фахівці у відповідних областях можуть модифікувати описане тут винахід, домагаючись при цьому вдалих результатів цього винаходу . Відповідно, наступне опис слід розуміти як велику, навчальну інформацію, призначену для фахівців в певних областях, але не обмежену цим винаходом.

На фіг. 1 показаний кулька, великий одиночний кристал 11 карбіду кремнію вагою приблизно 716 карат, з якого можна вирізати приблизно 105 невідшліфованих синтетичних дорогоцінних каменів (фіг. 2) вагою п'ять карат. З кожного дорогоцінного каменю вагою п'ять карат можна отримати оброблений дорогоцінний камінь вагою близько двох карат. Кристал 11 в основному циліндричний і має розміри приблизно 44 мм по висоті і 40 мм в діаметрі. Для пріоритетного випадку застосування винаходу кристал 11 отриманий з одного політипу з досить широким енергетичним діапазоном (досить мала кількість електрично активних атомів домішок) наприклад, гексагональної форми, такого як 6HSiC, і має досить низький рівень вмісту домішок, т. Е. Присадок, для додання кристалу достатнього блиску в цілях застосування його в якості дорогоцінного каменю.

Кристал 11 вирощений відповідним методом сублімації або осадження, або іншим методом вирощування, застосовуваним для вирощування великої (об'ємного) одиночного кристала карбіду кремнію, і при цьому переважно вирощування методом сублімації на початковий кристал. Згідно з цим предпочитаемому методу кристал 11 вирощений в результаті приміщення шліфованого монокристалічного затравочного кристала карбіду кремнію необхідного політипу в піч сублімації системи разом з містить кремній і вуглець вихідним газом або порошком (вихідний матеріал). Вихідний матеріал нагрівається до температури, достатньої для створення потоку пара, в результаті чого на поверхні зростання присадочного кристала утворюються відкладення випаровуються Si, Si ₂ C і SiC _2. Репродуктивний зростання одного обраного політипу на початковий кристал досягається шляхом збереження постійного потоку Si, Si ₂ C і SiC ₂ і шляхом контролю градієнта температури між вихідним матеріалом і затравочним кристалом.

Кристали, що вирощуються методом сублімації, використовуються як матеріал, з якого беруться дуже тонкі зрізи для застосування їх у виробництві напівпровідникових пристроїв. Ці зрізи (175-400 мкм) мають зелений і блакитний колір, як і кристал, при цьому колір (і необхідні електричні властивості) отримують шляхом додавання спеціально обраних присадок певної концентрації в процесі росту.

Карбід кремнію без присадок, тобто нелегований (справжній) ні вирощений промисловим способом. Надзвичайно низька електропровідність нелегованого карбіду кремнію пояснює його малу або практично нульову цінність для виробництва напівпровідникових виробів. Однак було виявлено, що оскільки гексагональних і ромбоідальная політипія карбіду кремнію мають великі енергетичні діапазони (> 2.7 еВ), якщо вони вирощуються без присадки (або, еквівалентно, з дуже низьким рівнем атомів домішок або дуже низьким рівнем електрично активних атомів домішок), кристали будуть безбарвними. Щоб виростити нелегіровані поодинокі безбарвні кристали карбіду кремнію, систему для вирощування кристала підтримують в основному вільної від атомів небажаних газоподібних або пароподібні домішок, які призводять до ненавмисної присадці кристала відразу після вирощування із застосуванням методу висушування в умовах низького тиску, як це добре відомо в цій галузі . Бажаний політипія для безбарвних дорогоцінних каменів є 6HSiC і 4HSiC. Запалом для початку зростання одиночного кристала для таких дорогоцінних каменів є запал, що має той же політип, 6HSiC або 4HSiC, відповідно.

Для отримання кристалів карбіду кремнію гексагональної форми, що мають різні кольори, необхідно спеціально додавати атоми певних домішок. Кубічна форма, або форма ЗС, карбіду кремнію через її більш вузького енергетичного діапазону буде жовтою при відсутності присадки у вигляді атомів домішок. Оскільки існує велика кількість різних систем розташування атомів карбіду кремнію (до будь-якої з яких можна додавати присадку в вигляді ряду різних присадок в різних поєднаннях і з різними концентраціями), можливо отримати дорогоцінні камені з великим діапазоном кольорів і відтінків. Для політипу 6Н звичайно застосовуються присадками є азот (n-тип) і алюміній (p-тип) в концентраціях зазвичай від низьких, близько 10 ¹⁵ атомів носія на кубічний сантиметр, до високих, близько 10 ¹⁹ атомів носія на кубічний сантиметр. Інші присадки, такі як бор, можна застосовувати в концентраціях, достатніх для отримання необхідних кольорів і відтінків. У табл. 1 вказані різні системи розташування атомів і присадки, які дають кілька характерних основних кольорів.

Незважаючи на те, що поєднання, наведені в табл. 1, дають широке розмаїття кольорів, все кристали мають дві дуже важливі спільні характеристики: (1) висока твердість і (2) високий показник заломлення. Карбід кремнію порівнюється з іншими матеріалами для дорогоцінних каменів по твердості і показником заломлення, а й по щільності (див. Табл. 2).

Як випливає з таблиці 2, карбід кремнію, отриманий при певній системі розташування атомів при контрольованому введенні атомів певних присадок, є відмінним матеріалом для дорогоцінного каменю, що має фізичні характеристики, вигідно відрізняються або перевершують фізичні характеристики корунду і смарагду. У його гексагональних або ромбоідальная формах без присадок (зокрема, в гексагональних формах, які повторюють одну і ту ж структуру атомів через кожні шість шарів атомів, тобто 6Н) карбід кремнію є найбільш відомим кандидатом, що повторює характеристики алмаза.

Надання форми дорогоцінного каміння

Повертаючись до креслень, можна сказати, що кристал 11 карбіду кремнію (фіг. 1) вагою, можливо, 716 карат розрізається на численні невідшліфований синтетичні дорогоцінні камені 12 (один з яких показаний на фіг. 2), що мають певну вагу, наприклад п'ять карат. Невідшліфований дорогоцінний камінь 12 переважно має кубічну або приблизно кубічну форму. Було виявлено, що для отримання обробленого дорогоцінного каменю, як показано на фіг. 3, невідшліфованих коштовного каменя бажано надати форму обробленого дорогоцінного каменю згідно новітньому розробленим процесу, найбільш зручному для використання переваг фізичних характеристик карбіду кремнію. Цей процес включає метод огранки, за допомогою якого можна отримати точні кути і дуже гострі краї, що дозволяють в повній мірі використовувати перевагу спаяності і твердості карбіду кремнію при одночасному застосуванні інших методів, більш схожих на ті, які використовуються для кольорових каменів. Більш повний опис процесу надання форми наводиться нижче, після короткого опису процесу надання форми взагалі та інформації з певних питань надання форми кольоровим дорогоцінним каменям, таким як рубіни, сапфіри і смарагди.

Загальний опис процесу надання форми (відомий рівень техніки)

Процес надання форми коштовних каменів включає застосування чотирьох методів: огранювання, Галтовка, попереднє надання форми і різання. В результаті ограновування отримують плоскі фаси (фасети) на каменях багатьох різних форм. Прозорі і високо напівпрозорі камені зазвичай огранивать. Менш прозорі і непрозорі мінерали зазвичай піддаються обробці галтування, або різьбленням, так як оптичні властивості, пов'язані з огранюванням, залежать від відбиття світла в напрямку з каменю.

Форма дорогоцінного каменю - це форма його верхній поверхні, положення, в якому на нього будуть дивитися після установки у виріб. Форми поверхні, крім круглих, бувають фігурними. Деякі популярні фігурні форми включають такі добре відомі: смарагдова ограновування, кабошон, антична кабошон, овал, груша і маркіза. Кольоровому камінню (і алмазів вагою більше трьох карат) зазвичай в процесі різання надається фігурна форма, оскільки огранщик може зберегти велику вагу вихідного дорогоцінного каменю, використовуючи фігурну форму, знижуючи таким чином втрати ваги каменю.

Точна стандартна огранювання, яку можна бачити у алмазів, рідко зустрічається у кольорових каменів. Одна з причин полягає в неможливості огранки деяких кольорових каменів до гострих кутів без руйнування каменів або поділу їх на зрізи через їх більш низької твердості і спаяності. Інша причина полягає в різниці між тим, що очікують фахівці і споживачі від алмазів в порівнянні з іншими каменями. "Східна або" колоніальна "різання" - це терміни, які використовуються для опису огранованих коштовних каменів, що мають спотворені форми і неправильне розташування фасет, що більш часто можна віднести до кольоровому камінню. Більшість кольорових каменів огранивать до ступеня, достатньої для проникнення світла.

Більшість огранованих каменів мають три основні частини: корона, поясок і віночок. Корона - це верхня частина, поясок - вузька частина, що утворює кордон між короною і віночком і є інсталяційний краєм дорогоцінного каменю. Віночок є нижню частину каменю. Кольорові камені зазвичай мають фасети на віночку.

Загальний опис процесу надання форми кольоровому камінню

Огранщик кольорових дорогоцінних каменів починає роботу зі шліфування невідшліфованих кольорового каменю до отримання приблизної форми і розмірів обробленого каменю. Цей процес називають процесом попереднього надання форми. Попереднє надання форми виконується за допомогою грубого абразивного інструменту. Велике зерно алмаза, вкладене в нікельований мідний диск - це кращий вибір для попереднього надання форми дуже твердим кольоровому камінню (корунд, хризоберил, шпінель і карбід кремнію).

Вода є агентом для змочування при виконанні процесу попереднього надання форми і наступних процесів огранки. Огранщики дорогоцінних каменів користуються різними засобами для підтримки вологості кіл. У процесі попереднього надання форми шліфується поясок і загальний профіль корони і віночка, і поверхня всього каменю при цьому стає матовою. Перед шліфуванням фасетів огранщик повинен вставити камінь у присадний стрижень. Метод називається легуванням. Камінь злегка нагрівається, потім встановлюється на кінець присадки, попередньо поміщеної в розплавлений присадний віск. Після установки обробленого до попередньої форми каменю в необхідне положення його відставляють убік для охолодження.

Фасети кольорового каменю шліфують на горизонтальних швидко обертаються колах, званих гранувальні-шліфувальними кругами. Огранщики користуються рядом кіл для різання з зернами різних розмірів, по наростаючій, для шліфування фасет і поступового вирівнювання їх поверхні. Потім виконується остаточна шліфування на спеціальному шліфувальному колі для шліфування поверхні.

Шліфувальні кола для шліфування виготовляються з різних матеріалів. Агентами для шліфування, використовуваними для цих кіл, є дуже тонкозернисті порошкоподібні матеріали, що включають алмаз, корунд, окис церію і окис олова. Для різання і шліфування під необхідним кутом, відповідно, огранщик підносить затравочний стрижень до пристрою, в якому утримується камінь при його зіткненні з колом. Традиційним інструментом для установки, що використовуються в багатьох майстерень по обробці кольорових каменів є спеціальний утримувач. Він має секцію, встановлену на вертикальній опорі. Присадний стрижень вставляється в один із низки отворів на бічній стороні секції. Положенням кожного отвору визначається конкретний розмір кута (від площини пояса каменю), під яким ріжеться фасет. Поворотом присадочного стержня в отворі забезпечується установка всіх фасетів даного типу під одним і тим же кутом по всьому колу каменю.

Процес надання форми коштовних каменів з карбіду кремнію

Оскільки краса більшості алмазів залежить від ступеня їх блиску, блиску і сяйва (не колір), різьбярі алмазів повинні ретельно контролювати чинники, що впливають на ці характеристики. Встановлювати відсічені частинки алмазу на кольорові дорогоцінні камені дуже важко.

З огляду на те, що показник заломлення карбіду кремнію більше, ніж у алмазу і кольорових каменів, відповідно до даного винаходу дорогоцінний камінь з карбіду кремнію виготовляється застосуванням точних алмазних різців, використовуваних в алмазних ручних інструментах, відомих як "алмаз". "Алмази" дозволяють різьбяреві встановлювати і регулювати кут фасети, то, що різьбяр не може зробити за допомогою попередньо встановлених інструментів для кольорових каменів. Саме точність алмазних ручних інструментів, "алмазів", дозволяє різьбяреві використовувати кут і пропорції алмаза, що дозволяє отримувати "гострі краї" на дорогоцінному камінні з карбіду кремнію, до яких відноситься даний винахід. Однак оскільки карбід кремнію не такий твердий, як алмаз, традиційні шліфувальні круги для кольорових каменів застосовуються в процесі ограновування зі швидкістю обертання нижче швидкостей, які звичайно застосовуються для алмазних кіл, тобто менше 3000 об. / хв, і переважно зі швидкістю обертання близько 300 об. / хв.

Для детальнішого про метод надання форми карбіду кремнію, описуваному в даному винаході, слід зазначити, що невідшліфований дорогоцінний камінь з карбіду кремнію встановлюється на присадний стрижні і закріплюється у верхньому "алмазі". Край пояса ріжеться спочатку на шліфувальному колі. Це визначає форму каменю.

Верхня межа, плоска верхня поверхня, що є найбільшою фасетами на всьому камені, ріжеться в наступну чергу, і з застосуванням "алмазу" для межі. Грань потім шліфується в чотири стадії із застосуванням шліфувальних кругів (дисків, коліс і т.д.) від крупнозернистих до дрібнозернистих. Шліфування можна починати з кола з зерном розміру 600, далі перейти на розмір 1200, а потім на 3000 і закінчити її керамічним диском з розміром зерна від 0,5 до 1 мкм, найдрібнішим.

Присадка потім переноситься на верхній "алмаз" для різання верхньої сторони і отримання перетину, що включає 4 основні частини (фасети). Потім присадка переходить на нижній "алмаз", і нижня сторона ріжеться для отримання перетину, що включає 4 основні частини (фасети). У цей час камінь піддається візуальної перевірки для визначення його точності. Після цієї перевірки процес шліфування із застосуванням шліфувальних кругів, описаний для межі повторюється для основних частин.

Присадка переноситься на верхній "алмаз" і фасети "зірочки" зверху, - всього таких фасет ріжеться 8 разом з верхніми фасетами пояса (16 фасет). Присадка переноситься до нижнього "алмазу", і ріжуться нижні фасети пояса (16 фасет). Процес шліфування із застосуванням 4 шліфувальних кругів, описаний для межі і основних частин, повторюється для інших фасет пояса. Тепер необроблений камінь став огранованим відшліфованим коштовним каменем з круглою діамантовою огранюванням 13, як показано на фіг. 3.

Оскільки опис винаходу супроводжується кресленнями, важливо, щоб модифікації виконувалися без відхилення від істинної сутності та обсягу винаходу.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Оброблене синтетичний дорогоцінний камінь з карбіду кремнію з відшліфованими фасетами, що відрізняється тим, що він складається з одиночного кристала синтетичного карбіду кремнію, при цьому фасети досить відшліфовані для заломлення світла в дорогоцінному камені.

2. Оброблений синтетичний дорогоцінний камінь з карбіду кремнію по п. 1, який відрізняється тим, що синтетичний карбід кремнію має кристалічну структуру, обрану з групи, що містить 6HSiC і 4HSiC.

3. Штучний алмаз, який відрізняється тим, що він складається з одиночного кристала безбарвного синтетичного карбіду кремнію з фасетами, досить відшліфованими для заломлення світла в дорогоцінному камені.

4. Штучний алмаз по п.3, що відрізняється тим, що зазначені фасети характерні для огранки алмаза.

5. Штучний алмаз по п.4, що відрізняється тим, що зазначена огранювання алмаза є круглою діамантовою огранюванням.

6. Штучний алмаз по п.3, що відрізняється тим, що синтетичний карбід кремнію має кристалічну структуру, обрану з групи, що містить 6HSiC і 4HSiC.

7. Штучний алмаз по п.6, що відрізняється тим, що безбарвний кристал синтетичного карбіду кремнію є справжнім карбідом кремнію.

8. Оброблений дорогоцінний камінь з синтетичного карбіду кремнію з відшліфованими фасетами, що відрізняється тим, що він складається з одного кристала синтетичного карбіду кремнію, що містить атоми присадки в концентрації, достатній для отримання візуально помітного кольору, при цьому фасети досить відшліфовані для заломлення світла в дорогоцінному камені .

9. Оброблений синтетичний дорогоцінний камінь з карбіду кремнію по п. 8, який відрізняється тим, що він має колір, кристалічну структуру і характеристики присадки, вибрані з групи (див. Табл. 3 в графічної частини).

10. Оброблений синтетичний дорогоцінний камінь з карбіду кремнію по п. 8, який відрізняється тим, що атоми присадки присутні в кристалі синтетичного карбіду кремнію в концентрації від 10 ¹⁵ до 10 ¹⁹ атомів носія на кубічний сантиметр.

11. Оброблений синтетичний дорогоцінний камінь з карбіду кремнію по п. 9, який відрізняється тим, що атоми присадки присутні в кристалі синтетичного карбіду кремнію в концентрації від 10 ¹⁵ до 10 ¹⁹ атомів носія на кубічний сантиметр.

12. Оброблений синтетичний дорогоцінний камінь з карбіду кремнію по п. 8, який відрізняється тим, що синтетичний карбід кремнію має кристалічну структуру з групи, що містить 6HSiC і 4HSiC.

13. Штучний алмаз з одиночного кристала безбарвного синтетичного карбіду кремнію, що відрізняється тим, що він має фасети, відшліфовані до ступеня, характерною для оброблених алмазів.

14. Штучний алмаз по п.13, що відрізняється тим, що в ньому зазначені фасети характерні для огранки алмаза.

15. Штучний алмаз по п.14, що відрізняється тим, що зазначена огранювання є круглою діамантовою огранюванням.

16. Штучний алмаз по п.13, що відрізняється тим, що синтетичний карбід кремнію має кристалічну структуру, обрану з групи, що містить 6HSiC і 4HSiC.

17. Штучний алмаз по п.16, що відрізняється тим, що безбарвний кристал синтетичного карбіду кремнію є справжнім карбідом кремнію.

18. Спосіб отримання обробленого дорогоцінного каменю, що має міцність приблизно 8,5 - 9,25 за шкалою Моса, щільність (SG) приблизно 3,2 і показник заломлення приблизно 2,50 - 2,71, що відрізняється тим, що він включає наступні стадії : вирощування одиночного кристала карбіду кремнію одного політипу необхідного кольору, і ограновування і шліфування кристала карбіду кремнію до обробленого дорогоцінного каменю.

19. Спосіб за п.18, який відрізняється тим, що він включає стадію вирощування одиночного кристала безбарвного карбіду кремнію.

20. Спосіб за п.19, який відрізняється тим, що він включає стадію вирощування одиночного кристала карбіду кремнію з затравочного кристала в сублімації системі.

21. Спосіб за п.19, який відрізняється тим, що він включає стадію вирощування одиночного кристала як 6HSiC.

22. Спосіб за п.21, який відрізняється тим, що він включає стадію вирощування одиночного кристала як справжнього 6HSiC.

23. Спосіб за п.19, який відрізняється тим, що він включає стадію вирощування одиночного кристала як 4HSiC.

24. Спосіб за п.23, який відрізняється тим, що він включає стадію вирощування одиночного кристала як справжнього 4HSiC.

25. Спосіб за п.18, який відрізняється тим, що в стадії вирощування кристала карбіду кремнію використовують обрану присадку до кристалу для отримання необхідного кольору і відтінку кристала.

26. Спосіб за п.25, який відрізняється тим, що колір обробленого дорогоцінного каменю, кристалічна структура і характеристики присадок кристала карбіду кремнію, що забезпечують колір, вибираються з групи: (а) блакитного, 6HSiC, з Al-присадкою; (Б) пурпурного, 6HSiC, з присадкою з великим вмістом Al; (В) пурпурного, 24RSiC, з N-присадкою; (Г) зеленого, 6HSiC, з N-присадкою; (Д) жовтого, 3CSiC, без присадки; (Е) жовто-зеленого, 3CSiC, з N-присадкою; (Ж) червоного, 27RSiC, з N-присадкою; (З) світло-коричневого, 4HSiC, з присадкою з низькою концентрацією N; (І) жовто-оранжевого, 8HSiC, з N-присадкою.

27. Спосіб за п.18, який відрізняється тим, що в ньому стадія ограновування і шліфовки включає огранювання кристала карбіду кремнію за допомогою алмазів.

28. Спосіб за п.27, який відрізняється тим, що на стадії ограновування і шліфовки включають шліфування фасет з поступовим зменшенням розміру шліфувального зерна.

29. Спосіб за п.18, який відрізняється тим, що він включає стадію різання вирощеного одиночного кристала відразу після вирощування на безліч невідшліфованих синтетичних дорогоцінних каменів.

30. Спосіб отримання оброблених дорогоцінних каменів з синтетичного карбіду кремнію з одиночного кристала карбіду кремнію, що відрізняється тим, що він включає наступні стадії: різання одиночного кристала синтетичного карбіду кремнію до отримання безлічі невідшліфованих синтетичних дорогоцінних каменів, і огранювання і шліфування кожного з невідшліфованих синтетичних дорогоцінних каменів до відпрацьованого дорогоцінного каменю.

31. Спосіб отримання обробленого штучного алмазу, що відрізняється тим, що він включає наступні стадії: вирощування безбарвного одиночного кристала карбіду кремнію одного політипу в системі для вирощування кристала, захищеної від атомів газоподібних і пароподібні домішок, здатних додати каменю небажаний рівень кольору, і огранювання і шліфування кристала карбіду кремнію до отримання обробленого дорогоцінного каменю.

32. Спосіб за п. 31, який відрізняється тим, що стадія ограновування і шліфовки включає огранювання кристала карбіду кремнію за допомогою алмазів.

33. Спосіб за п. 31, який відрізняється тим, що стадії ограновування і шліфовки включають шліфування фасет з поступовим зменшенням розміру шліфувального зерна.

34. Спосіб за п.33, який відрізняється тим, що стадія шліфування включає застосування шліфувального круга з поступовим зменшенням розміру шліфувального зерна.

35. Спосіб за п.34, який відрізняється тим, що він включає застосування шліфувального круга, що обертається зі швидкістю нижче 3000 об / хв.

36. Спосіб за п.35, який відрізняється тим, що на стадії застосування шліфувального круга швидкість його обертання становить близько 300 об / хв.

37. Спосіб за п.31, який відрізняється тим, що він включає стадію різання кристала відразу після вирощування на безліч невідшліфованих синтетичних дорогоцінних каменів.

38. Спосіб отримання обробленого штучного алмазу, що відрізняється тим, що він включає наступні стадії: вирощування одиночного кристала безбарвного карбіду кремнію, і надання форми і розмірів фасетами кристала карбіду кремнію і шліфування фасет до досягнення оптичних характеристик обробленого алмаза для отримання таким чином обробленого штучного алмазу.

39. Штучний алмаз, отриманий способом згідно п.38.

40. Спосіб за п.38, який відрізняється тим, що стадія тонкої шліфовки виконується із застосуванням відповідного шліфувального зерна розміром 0,5 - 1 мкм.

41. Штучний алмаз, отриманий способом згідно п.40.

42. Спосіб за п.38, який відрізняється тим, що надання форми, розміру і шліфування виконується з поступовим зменшенням розміру шліфувального зерна.

43. Спосіб отримання обробленого дорогоцінного каменю з карбіду кремнію, що має візуально помітний колір, до складу якого такі операції: вирощування одиночного кристала напівпрозорого карбіду кремнію, присадка кристала за вибором на стадії вирощування кристала шляхом додавання атомів присадки, здатних надати кристалу колір і відтінок, і надання форми і розмірів кристалу карбіду кремнію з фасетами і шліфування фасет до досягнення оптичних характеристик обробленого дорогоцінного каменю для отримання таким чином гранованого дорогоцінного каменю, що має візуально помітний колір.

44. Оброблений дорогоцінний камінь з карбіду кремнію, отриманий способом згідно п.43.

45. Спосіб за п.43, який відрізняється тим, що стадія тонкої шліфовки виконується із застосуванням відповідного шліфувального зерна розміром 0,5 - 1 мкм.

46. ​​Оброблений дорогоцінний камінь, отриманий способом згідно п.45.

47. Спосіб за п.43, який відрізняється тим, що атоми присадки додаються в концентраціях від 10 ¹⁵ до 10 ¹⁹ атомів носія на кубічний сантиметр.

48. Спосіб отримання обробленого штучного алмазу, що відрізняється тим, що він включає наступні стадії: огранювання і шліфування необробленого дорогоцінного каменю, отриманого з одиночного кристала безбарвного синтетичного карбіду кремнію для отримання обробленого штучного алмазу, що має форму і характеристики шліфування, що дозволяють до коштовного каменя заломлювати світло.

49. Спосіб за п. 48, який відрізняється тим, що оброблений штучний алмаз має круглу діамантове ограновування.

50. Спосіб за п.48, який відрізняється тим, що синтетичний карбід кремнію має кристалічну структуру, обрану з групи, що містить 6HSiC і 4HSiC.

Версія для друку
Дата публікації 03.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів