Способ окрашивания ювелирно-поделочных минералов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. С 30 В 31/04 с присоединением заявки Иф(23) ПриоритетГасударственный вмнтет СССР яв аелвм нзебретеянЯ н еткрмтнЯ(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени научно- исследовательскийинститут синтеза минерального сырьяА(54) СПОСОБ ОКРИаИВАНИЯ ЮВЕЛИРНО-ПОДЕЛОЧНЫХ МИНЕРАЛОВ Изобретение относится к окрашиванию минералов и может быть использовано в ювелирной промышленности,Известен способ, предусматрива-. .ющий химическое окрашивание природного.жадеита (1.Недостатком способа является малая глубина окрашенного слоя мине. рала (не более 0,5 мм), что делает практически невозможной его дальнейшую механическую обработку без нарушения однородности окраски. Кроме того, известный способ включаетзначительное число операций . поли" ровку образца, кислотное травление, промывку, сушку, окрашивание, повторную проваювку и сушку, обработку в расплавленном парафине, что в целом; снижает технологичность способа,Наиболее близким к предлагаемому является. способ предусматривающий окрашивание белого агата в гидротермальных условиях. Процесс ведут в водных растворах солей или сахаров содержащих ионы окрашиваюцих метал" лов, йри 150-350 С и давлении 50- 400 атм в течение 5-20 ч (23,.Недостаток данного способа .- зна 3чительная длительность процесса ок" рашивания, которая обусловлена невысокой концентрацией ионов хромофора в растворе и малой интенсивностью их миграции в минерал.Цель настоящего изобретенияускорение процесса и увеличениеглубины окраски.Поставленная цель достигается тем,что предварительно минералы отжига .ют в вакууме при 450-1200 фС,а обработку ведут при 500-900 и давлениио8-20 кбар в температурном градиенте10-35 град/мм. Преимущественно отжиг ведут в вакууме 10 104 мм рт.ст.в течение 2-5 ч, а обработку - под .давлениеьГв течение 0,5-4,0 ч.На чертЕже представлена камеравысокого давления, разрез.Отожженный минерал в виде плоско.параллельных пластинок 1 размещают 20 в контейнере 2 в контакте с.сольюхрома 3 (кобальта, марганца,никелр),таким образом, чтобы при нагревереакционного пространства градиенттемпературы был направлен от зонырасположения минерала в сторону слоясоли-хромофора. В качестве защитыобрабатываемого минерала и соли-хро"мофора от графитового нагревателя 4используют спеченную окись алюминия 5.30 После этого давление поднимают доФормула изобретения 3-20 кбар (преимущественно до 15 кбар)да температуру до 500-900 С, которая превышает температуру плавления используемой соли"хромофора. При этом термоградиент составляет 10-.40 град/мм. Длительность воздействия 5 на минерал высокого давления и температуры - 0,5-4,0 ч (преимущественно 2,5 ч) .Способ осуществляется следующим образом. 10При предварительном прокаливании освобождаются каналы и межкристаллитные полости от содержащихся в них воды и других летучих компонентов. В условиях. высокого давления и температуры катионы металла-хромо- фора из расплава. под действием градиента температуры проникают вдоль каналов или межкристаллитных границ в природный минерал, производя его окрашивание. Высокое давление ин тенсифицирует процесс, обеспечивая миграцйю ионовметалла на глубину, зависящую от температуры,и длительности процесса. Глубина проникновенияварьирует от десятых долей мил лиметра до значений порядка толщины образца. Окрашивание может быть разномерным по всей поверхности образца или неравномерным, что определяется расположением образца отно О сительно источника окраски.П р и м е р 1. Две плоско-параллельные пластины бесцветного халце дона толщиной 5 мм и диаметром 12.мм помещают в вакуумную печь типа З 5 СШВЛ,6, 2/16 М 01. Давление в вакуумной камере печи понижают до 10 10"мм рт,ст., затем температуру повышают до 450 фС и выдерживают при постоянном значении 0,5 ч. После остывания печи в режиме естественного40 охлаждения и повышения давления до атмосФерного, пластинки извлекают и помещают в реакционное пространство контейнера стандартной установки высокого давления типа ДО 043 в кон такте с солью-хромофором Ь 12 Сг 07. Давление в камере повышают до 8 кбар после чего температуру повышают до 500 С. При этом между зонами располоожения пластинок халцедона и солихромофора ЬСгО создается перепад температуры с градиентом 10 град/мм. Процесс пои постоянных параметрах ведут в течение 0,5 ч затем температуРу снижают до комнатной, а давление до атмосферного. Пластинки извлекают из камеры, промывают в воде и сушат. Пластинки со стороны, контактировавшей с расплавом соли, слабо окрашены в зеленый цвет. Глубина окрашенного слоя составляет 1,0 мм. 60 П р и м е р 2. Процесс ведут как впримере 1, но две плоско-параллельныепластинки бесцветного турмалина тол"щиной 5 мм и диаметром 12 мм подвергают предварительному прокаливаниюпри 10 мм рт. ст, и температурей1200 С в течение 5 ч. Затем в камереустановки высокого давления в контакте с солью Б 1 СО 9 обрабатывают давлением 20 кбар и температурой 900 фС втечение 4 ч при термоградиенте35 град/мм. Полученные пластинки повсей своей толщине окрашены в зеленыйцвет,П р и м е р 3. Процесс ведут как впримерах 1 и 2, но две плоско-параллельные пластинки бесцветного бериллатолщиной 5 мм и диаметром 12 ммподвергают предварительному прокали "ванию при 104 мм рт. ст. и 800 С втечение 4 ч. Затем в камере установкй высокого давления в контакте сЬ 1 ТС 2 О обрабатывают давлением 15кбар и темпеарутрой 750 фС в течение3 ч при термоградиенте 25 град/мм,Пластинки по всей своей толщине равномерно окрашены в интенсивно-зеленыйцвет.Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить интенсив"ность процесса окрашивания и, темсамым, значительно сократить его длительность, что при облагораживанииразновидностей камнесамоцветногосырья в ювелирной промышленности даетсущественный экономический эффект,Способ окрашивания ювелирно-поделочных минералов путем их обработки под действием высокого давления и температуры в присутствии окрашивающих добавок, о т л и ч е ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса и увеличения глубины окраски, предварительно миноералы отжигают в:вакууме при 450-1200 С а обработку ведут при 500-900 С и давлении 8-20 кбар в температурном градиенте 10- 35 град/мм.2. Способ по п,1 о т л и ч а ю- . щ и й с я тем, что отжиг ведут в вакууме 10 З фмм рт. ст. в течение 2-5 ч а обработку под давлением в течение 0,5-4,0 ч. Источники информации,принятые во внимание При экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 502772,кл. В 44 0 5/06 1977,2. Патент Японии 40-17656,кл. 13 ЕЛ, 1968 (прототип).867946 В.Безбородовес Составит ина Техред М./31 Тираж 336 ИИПИ Государственного комитет о делам изобретений и открыти 5, москва, Х, Рауюская наб