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Sábado, abril 02 2011 21: 03

Gemas Sintéticas

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As gemas sintéticas são quimicamente e estruturalmente idênticas às pedras encontradas na natureza. As gemas de imitação, em contraste, são pedras feitas para parecerem semelhantes a uma gema específica. Existem alguns processos básicos que produzem uma variedade de pedras preciosas. Gemas sintéticas incluem granada, espinélio, esmeralda, safira e diamante. A maioria dessas pedras é produzida para uso em joalheria. Diamantes são usados ​​como abrasivos, enquanto rubis e granadas são usados ​​em lasers.

A primeira gema sintética usada em joalheria foi a esmeralda. O processo empregado em sua fabricação é proprietário e mantido em segredo, mas provavelmente envolve um método de crescimento de fluxo no qual silicatos de alumina e berílio com adições de cromo para cor são fundidos juntos. As esmeraldas cristalizam a partir do fluxo. Pode levar um ano para produzir pedras por este processo.

O Verneuil ou processo de fusão por chama é usado na produção de safira e rubi. Requer grandes quantidades de hidrogênio e oxigênio, consumindo, portanto, grandes quantidades de energia. Este processo envolve o aquecimento de um cristal de semente com uma chama de oxi-hidrogênio até que a superfície fique líquida. Matéria-prima alimentada, como IA2O3 pois a safira é adicionada com cuidado. À medida que a matéria-prima se funde, o cristal semente é lentamente retirado da chama, fazendo com que o líquido mais distante da chama se solidifique. A ponta mais próxima da chama ainda está líquida e pronta para mais matéria-prima. O resultado final é a formação de um cristal em forma de bastão. Cores diversas são criadas pela adição de pequenas quantidades de vários íons metálicos às matérias-primas. O rubi é criado substituindo 0.1% de seus íons de alumínio por átomos de cromo.

Espinélio, um germe sintético incolor (MgAI2O4), é feito pelo processo Verneuil. Junto com a safira, o espinélio é usado pela indústria para fornecer uma ampla gama de cores para uso como pedras de nascimento e em anéis de classe. A cor produzida pela adição dos mesmos íons metálicos será diferente no espinélio do que na safira.

Diamantes sintéticos são usados ​​na indústria por causa de sua dureza. As aplicações para diamantes incluem corte, polimento, retificação e perfuração. Alguns dos usos comuns são corte e moagem de granito para uso na construção civil, perfuração de poços e moagem de ligas não ferrosas. Além disso, estão sendo desenvolvidos processos que irão depositar diamante em superfícies para fornecer superfícies transparentes, duras e resistentes a arranhões.

Os diamantes são formados quando o carbono elementar ou grafite é submetido a pressão e calor ao longo do tempo. Criar um diamante no chão de fábrica envolve combinar grafite e catalisadores de metal e comprimi-los em alta temperatura (até 1,500 °C). O tamanho e a qualidade dos diamantes são controlados ajustando o tempo, pressão e/ou calor. Grandes matrizes de carboneto de tungstênio são usadas para atingir as altas pressões necessárias para formar diamantes em um período de tempo razoável. Essas matrizes medem até 2 m de diâmetro e 20 cm de espessura, assemelhando-se a um grande donut. A mistura de grafite e catalisador é colocada em uma junta de cerâmica e os pistões cônicos se espremem por cima e por baixo. Após um tempo especificado, a junta contendo diamantes é removida da prensa. As juntas são quebradas e o grafite com diamante é submetido a uma série de agentes projetados para digerir todo o material, exceto os diamantes. Os reagentes empregados são agentes fortes que são fontes potenciais de queimaduras significativas e lesões respiratórias. Diamantes com qualidade de gema podem ser produzidos da mesma maneira, mas os longos tempos de impressão necessários tornam esse processo proibitivamente caro.

Os perigos resultantes da fabricação de diamantes incluem exposição potencial a ácidos altamente reativos e agentes cáusticos em grandes volumes, ruído, poeira de formação e quebra de juntas de cerâmica e exposição a poeira de metal. Outro perigo potencial é criado pela falha das matrizes maciças de metal duro. Após um número variável de usos, as matrizes falham, representando um risco de trauma se as matrizes não forem isoladas. Problemas ergonômicos surgem quando os diamantes fabricados são classificados e classificados. Seu pequeno tamanho torna este trabalho tedioso e repetitivo.

 

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