Zirkon (CZ) ist die kristallene Kubikform des Zirkonium-Dioxyds (ZrO). Das synthetisierte Material ist hart, optisch fehlerfrei und gewöhnlich farblos, aber kann in einer Vielfalt von verschiedenen Farben gemacht werden. Es sollte mit Zirkon nicht verwirrt sein, der ein Zirkonium-Silikat (ZrSiO) ist. Es wird manchmal "Kubikzirkonium" falsch genannt.

Wegen seiner niedrigen Kosten, Beständigkeit, und schließen die Sehgleichheit mit dem synthetischen Diamantzirkon ist der grösste Teil von gemologically und wirtschaftlich wichtiger Mitbewerber für Diamanten geblieben, seitdem kommerzielle Produktion 1976 begonnen hat. Sein Hauptmitbewerber als ein synthetischer Edelstein ist der mehr kürzlich bebaute materielle, synthetische moissanite.

Technische Aspekte

Zirkon ist isometrisch, ein wichtiges Attribut eines Möchtegerndiamanten simulant crystallographically. Während der Synthese würde Zirkoniumdioxid monokline Kristalle, seine stabile Form unter normalen atmosphärischen Bedingungen natürlich bilden. Ein Ausgleicher ist für Kubikkristalle erforderlich, sich zu formen, und stabil bei gewöhnlichen Temperaturen zu bleiben; das kann normalerweise entweder Yttrium- oder Kalzium-Oxyd, der Betrag des abhängig von den vielen Rezepten von individuellen Herstellern verwendeten Ausgleichers sein. Deshalb ändern sich die physischen und optischen Eigenschaften von synthetisiertem CZ, alle Werte, die Reihen sind.

Es ist eine dichte Substanz, mit einem spezifischen Gewicht zwischen 5.6 und 6.0 — mindestens 1.6mal mehr als das des Diamanten. Zirkon, ist an ungefähr 8 auf der Skala von Mohs — ein bisschen härter relativ hart als die meisten natürlichen Halbedeledelsteine. Sein Brechungsindex ist an 2.15-2.18 hoch (im Vergleich zu 2.42 für Diamanten), und sein Schimmer ist adamantine. Seine Streuung ist an 0.058-0.066 sehr hoch, diesen des Diamanten (0.044) überschreitend. Zirkon hat keine Spaltung und stellt einen Conchoidal-Bruch aus. Wegen seiner hohen Härte wird es allgemein spröde betrachtet.

Unter dem UV Kurzwellenzirkon normalerweise fluoresces ein gelbes, grünliches Gelb oder "Beige". Unter longwave UV die Wirkung wird mit einem weißlichen Glühen außerordentlich verringert manchmal gesehen. Farbige Steine können ein starkes, kompliziertes seltenes Erdabsorptionsspektrum zeigen.

Geschichte

Entdeckt 1892 ist das gelbliche monokline Mineral baddeleyite eine natürliche Form von Zirkoniumdioxid.

Der äußerst hohe Schmelzpunkt des Zirkoniumdioxids 2750°C (4976°F) macht das kontrollierte Wachstum von Monokristallen schwierig, weil kein vorhandener Schmelztiegel das Material in seinem geschmolzenen Staat halten konnte. Jedoch war die Stabilisierung von Kubikzirkoniumdioxid bald mit dem stabilisierten 1930 eingeführten Zirkoniumdioxid des synthetischen Produktes begriffen worden. Obwohl kubisch, war es in der Form einer polykristallenen Keramik: Es wurde als ein widerspenstiges Material verwendet, an den chemischen und das thermische (bis zu 2540°C oder 4604°F) Angriff hoch widerstandsfähig.

1899 haben deutsche Mineralogen M. V. Stackelberg und K. Chudoba natürlich vorkommenden Zirkon in der Form von mikroskopischen in metamict Zirkon eingeschlossenen Körnern entdeckt. Wie man dachte, war das ein Nebenprodukt des Metamictization-Prozesses, aber die zwei Wissenschaftler haben das Mineral nicht vorgehabt, das wichtig genug ist, ihm einen offiziellen Namen zu geben. Die Entdeckung wurde durch die Röntgenstrahl-Beugung bestätigt, die Existenz einer natürlichen Kopie zum synthetischen Produkt beweisend.

Als mit der Mehrheit des angebauten Diamantersatzes ist die Idee, Einkristallzirkon zu erzeugen, in den Meinungen von Wissenschaftlern entstanden, die ein neues und vielseitiges Material für den Gebrauch in Lasern und anderen optischen Anwendungen suchen. Seine Produktion hat schließlich die von früheren Kunststoffen, wie synthetisches Strontium titanate, synthetischer rutile, YAG (Yttrium-Aluminiumgranat) und GGG (Gadolinium-Gallium-Granat) überschritten.

Etwas von der frühsten Forschung ins kontrollierte Einkristallwachstum des Zirkons ist in den 1960er Jahren Frankreich, viel Arbeit vorgekommen, die durch Y. Roulin und R. Collongues wird tut. Diese Technik ist mit geschmolzenem Zirkoniumdioxid verbunden gewesen, das innerhalb einer dünnen Schale noch des festen Zirkoniumdioxids mit dem Kristallwachstum vom Schmelzen wird enthält: Der Prozess wurde kalten Schmelztiegel, eine Anspielung auf das System des verwendeten Wasserabkühlens genannt. Obwohl, versprechend, haben diese Versuche nur kleine Kristalle nachgegeben.

Später, sowjetische Wissenschaftler unter V. V. Osiko am Lebedev das Physische Institut in Moskau hat die Technik vervollkommnet, die dann Schädel-Schmelztiegel (eine Anspielung entweder zur Gestalt des wasserabgekühlten Behälters oder zur Form von Kristallen manchmal angebaut) genannt wurde. Sie haben das Juwel Fianit nach dem Namen des Instituts FIAN genannt (Physisches Institut für die Akademie der Wissenschaft), aber der Name wurde außerhalb der UDSSR nicht verwendet. Ihr Durchbruch wurde 1973 veröffentlicht, und kommerzielle Produktion hat 1976 begonnen. Vor 1980 hatte jährliche globale Produktion 50 Millionen Karate (10 Tonnen) erreicht.

Weil die natürliche Form des Zirkons so selten ist, ist der ganze in Schmucksachen verwendete Zirkon synthetisiert, oder von Menschen geschaffen worden.

Synthese

Der Sowjet-vervollkommnete Schädel-Schmelztiegel wird noch heute mit wenig Schwankung verwendet. Wassergefüllte Kupferpfeifen stellen ein becherförmiges Schafott zur Verfügung, in dem das Zirkoniumdioxid-Futter-Puder, der ganze Apparat gepackt ist, der mit Radiofrequenzinduktionsrollen wird wickelt, die Senkrechte zu den Kupferpfeifen führen. Ein Ausgleicher, normalerweise Kalzium-Oxyd, wird mit dem Futter-Puder gemischt.

Die RF Induktion rollt Funktion auf, die gewissermaßen dem primären Winden in einem Transformator ähnlich ist. Das Zirkoniumdioxid handelt als das "sekundäre Winden" eines Transformators, der tatsächlich "shorted" ist und so heiß wird. Diese Heizungsmethode verlangt die Einführung von kleinen Stücken von Zirkonium-Metall. Das Metall wird in der Nähe von der Außenseite der Anklage gelegt und wird durch den RF geschmolzen rollt auf und heizt das Umgebungszirkoniumdioxid-Puder von außen nach innen. Die kühl werdenden wassergefüllten Pfeifen, die die Außenoberfläche umarmen, erhalten eine dünne "Haut" (1-2 Mm) des ungeschmolzenen Futters aufrecht, einen geschlossenen Apparat schaffend. Nach mehreren Stunden wird die Temperatur auf eine kontrollierte und allmähliche Weise reduziert, auf die Bildung von fehlerfreien säulenartigen Kristallen hinauslaufend. Das anhaltende Ausglühen an 1400°C wird dann ausgeführt, um jede Beanspruchung zu entfernen. Die ausgeglühten Kristalle, die normalerweise durch 2.5 Cm breite 5 Cm lang sind (obwohl sie viel größer angebaut werden können), werden dann in Edelsteine geschnitten.

Die Hinzufügung bestimmten Metalloxyds dopants ins Futter-Puder läuft auf eine Vielfalt von Farben hinaus. Zum Beispiel:

Image:Baguette Doppelte Seitendamebrett-Kürzung CZ.JPG|Purple Zirkon mit dem Damebrett schneiden

Image:Multicolor Zirkon. JPG|Multi-farbiger Zirkon

Image:Multi Farbe CubicZirconia. JPG|Three-Ton-Zirkon-Edelsteine

Neuerungen

In den letzten Jahren haben Hersteller Weisen gesucht, ihr Produkt zu unterscheiden, indem sie Zirkon vermutlich "verbessern". Überzug ist fertig gewesen CZs in einem Film von diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) ist eine solche Neuerung, ein Prozess mit der chemischen Dampf-Absetzung. Das resultierende Material ist angeblich härter, glänzender und mehr wie Diamant insgesamt. Wie man denkt, löscht der Überzug das Überfeuer von CZ, während er seinen Brechungsindex so verbessert, es lassend, mehr wie Diamant erscheinen. Zusätzlich, wegen des hohen Prozentsatzes von Diamantobligationen im amorphen Diamantüberzug, wird der beendete simulant eine positive Diamantunterschrift in Spektren von Raman zeigen.

Eine andere Technik, die zuerst auf Quarz und Topas angewandt ist, ist auch an den Zirkon angepasst worden: Vakuumspritzen eine äußerst dünne Schicht von auf den beendeten Steinen (normalerweise Gold-) Metalloxyd schafft eine irisierende Wirkung. Dieses Material wird als "mystisch" von vielen Händlern auf den Markt gebracht. Verschieden von DLC ist die Wirkung nicht dauerhaft, weil Abreiben leicht die Oxydschicht entfernt.

Zirkon gegen den Diamanten

Es gibt einige Hauptmerkmale des Zirkons, die ihn vom Diamanten unterscheiden:

• Härte: Zirkon hat eine Schätzung von etwa 8 auf der Härte-Skala von Mohs gegen eine Schätzung 10 für den Diamanten.
• Spezifisches Gewicht: Zirkon ist ungefähr 1.7mal dichter als Diamant.
• Brechungsindex: Zirkon hat einen Brechungsindex 2.15-2.18, im Vergleich zu 2.42 eines Diamanten.
• Kürzung: Zirkon-Edelsteine können verschieden von Diamanten geschnitten werden.
• Farbe: Nur die seltensten von Diamanten sind aufrichtig farblos, eine Tönung des Gelbs oder Brauns einigermaßen meist zu haben. Vergleichsweise ist ein Zirkon häufig völlig farblos: Gleichwertig zu einem vollkommenen "D" auf der Farbe des Diamanten, die Skala sortiert. Jedoch bieten einige Verkäufer nahen farblosen oder gelben Zirkon, zusammen mit anderen Farben, solcher als rosa, grün usw. an.
• Thermalleitvermögen: Zirkon ist ein Thermalisolator, während Diamant einer der effizientesten Thermalleiter mit dem Thermalleitvermögen ist, das dieses von den meisten Metallen überschreitet. Das erlaubt, Diamanten vom Zirkon mit den richtigen Instrumenten zu unterscheiden.

Siehe auch

• Diamant
• Diamant simulant
• Synthetischer Diamant
• Yttria-stabilisiertes Zirkoniumdioxid

Weiterführende Literatur