Геммология и камень в архитектуре


ИОННАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ — СПОСОБ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ САМОЦВЕТОВ



бет17/34
Дата23.06.2016
өлшемі1.91 Mb.
#155423
түріИсследование
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   34

ИОННАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ — СПОСОБ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ САМОЦВЕТОВ

1Лопатин О.Н., 2Хайбуллин Р.И., 1Бахтин А.И., 2Хайбуллин И.Б.

1КГУ, г. Казань, Россия; 2КФТИ, г. Казань, Россия


1Lopatin O.N., 2Khaibullin R.I., 1Bakhtin A.I., 2Khaibullin I.B. Ionic implantation — a way for enhancement of semiprecious stones (1KSU, Kazan, Russia; 2KPTI, Kazan, Russia). High dose implantation of iron group elements into crystal matrix of minerals and their synthetic analogies has been made. The implantation of iron ions into matrix of beryl and quartz has led to appearance orange colour of these minerals. The implantation of cobalt ions into colourless synthetic corundum has led to appearance stable blue colour. Methods of ionic implantation can be used for enhancement of jewelry-gem stone ram material.

В настоящее время в мире широкое распространение получил метод ионно-лучевой обработки твердых тел с целью направленного изменения (модификации) их структурных и физических свойств. Методика ионной имплантации позволяет с прецизионной точностью внедрить необходимое количество примеси в приповерхностный слой твердотельной матрицы [4]. Показано, что, в зависимости от величины дозы имплантации и режима постимплантационного термического отжига, внедренные в кристалл металлические ионы могут находиться в различном зарядовом состоянии и замещать атомы исходной кристаллической матрицы в различных структурных позициях [5, 6, 9 и др]. Последние работы по имплантации ионов железа в берилл [3], синтетический сапфир [8] и кварц [7] подтверждают данные результаты.

Имплантация ускоренных до энергии 40 кэВ ионов железа и кобальта выполнялась на ионно-лучевом ускорителе ИЛУ–3 при комнатной температуре в остаточном вакууме 10–5 торр. Доза облучения варьировалась при постоянной плотности ионного тока равной 10 мкА/см2. Постимплантационная термическая обработка, необходимая для перераспределения примеси по объему кристалла и отжига радиационных дефектов, проводилась в кварцевой печи при различных температурах и временных режимах в атмосфере кислорода. Экспериментальное изучение облученных матриц проводилось с привлечением методик оптической и Мессбауэровской спектроскопии [1], а также термомагнитного анализа [2].

Высокодозная имплантация ионов железа в бесцветные пластины природного берилла и последующий термический отжиг облученных матриц привели к появлению у бериллов золотистой окраски. Экспериментальное изучение обработанных образцов методами абсорбционной оптической спектроскопии и интерпретация их гамма-резонансных спектров позволили объяснить появление наведенной окраски бериллов изоморфным вхождением имплантированных ионов железа как в тетраэдрические, так и в октаэдрические позиции кристаллической структуры минерала.



Имплантация ионов железа в кристаллографически ориентированные бесцветные пластины природного кварца и термический отжиг образцов также привели к появлению у кварца оранжево-желтого цвета. Анализ оптических спектров поглощения и кривых дифференциального термомагнитного анализа позволил констатировать наличие в обработанной кварцевой матрице нескольких новообразованных железистых фаз, главная из которых представлена ультрадисперсными частицами гематита. Именно с данной тонкодисперсной самостоятельной фазой гематита связано возникновение у кварца наведенной оранжевой окраски.

    Имплантация ионов кобальта в бесцветные пластины синтетического корунда и последующий термический отжиг также привели к существенному изменению цветовых характеристик образцов. Окраска бесцветного корунда стала голубой, схожей с окраской природных сапфиров. Интерпретация оптических спектров поглощения обработанных синтетических корундов позволяет предположить изоморфное вхождение ионов кобальта в тетраэдрические позиции кристаллической структуры матрицы.

Проделанная работа позволяет считать ионную имплантацию одним из продуктивных способов облагораживания ювелирно-поделочного сырья в геммологической практике изменения и улучшения окраски самоцветов.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных исследований, гранты N 00-05-64621 и 00-15-96615, а также Фонда НИОКР РТ.

Литература: 1. Бахтин А.И.., Денисов И.Г., Лопатин О.Н. Возможности современной оптической спектроскопии в исследовании минералов // Спектроскопия, рентгенография и кристаллохимия минералов. Казань: КГУ, 1997. 2. Буров Б.В., Ясонов П.Г. Введение в дифференциальный термомагнитный анализ горных пород. Казань: КГУ, 1979. 3. Лопатин О.Н., и др. Имплантация ионов железа в кристаллическую структуру природного берилла. // ЗВМО. 2001. N 4. 4. Риссел Х., Руге И. Ионная имплантация. М.: Наука, 1983. 5. Ohkubo M., et al. Recrystallization-driven migration of implanted ions in sapphire and resultant-oriented precipitation. // J. Appl. Phys. 1986. V. 60. N 4. 6. Perez A., et al.Iron-ion-implantation effects in MgO crystals // Phys. Rev. B. 1983. V. 28. N 3. 7. Saito Y., Kumagai H., Suganomata S. Coloration of Quartz by Metal-Ion Implantation. // J. Appl. Phys. 1985. V. 24. 8. Sakamoto I. et al. Structural and magnetic properties of Fe ion implanted Al2O3 // Nucl. Instr. and Meth. In Phys. Res. B. 1999. V. 148. N 1-4. 9. Szucs I., et al.. Iron implantation in gadolinium gallium garnet studied by conversion-electron Mossbauer spectroscopy // J. Phys.: Condens. Matter. 1998. V.10.

Структура, цели и задачи Центра сортировки алмазов АК “АЛРОСА”
в алмазно–бриллианотовом комплексе Западной Якутии

Микоева Е.И., Курбатов К.К.

ЦСА АК “АЛРОСА”, г. Мирный, Республика Саха (Якутия), Россия, dsc@alrosa-mir.ru


Mikoeva E.I., Kurbatov K.K. Tasks, aims and the structure of ALROSA’s co. ltd. diamond sorting centre in diamond industry of Western Yakutia (DSC ALROSA Co.Ltd., Mirny, Russia, Sakha, Yakutia). DSC was founded in 27 November 1990 as the center of accounting, systematization and classification of diamonds according to international standards, expert assessment by the world’s prices and operative co-ordination of the mining process of diamond production. Today DSC is a complicated balanced mechanism comprising different allotted works and services. Diamonds from mining complexes of ALROSA Co Ltd are transported to the DSC where the have to undergo the standard cycle of processing: division into classes and size, initial sorting and evaluation. The Center gathers all expert data about diamonds of all the mined deposits, analyses and indicates in its reports the dynamics of quality, colour and average cost’s positions changes. This makes it possible to forecast mining and plan average insurance cost for mining complexes. In conditions of new internal economic mechanism, it is the DSC that is the examiner, evaluator and economic controller of the whole diamond flow.

История Центра сортировки алмазов началась 27 ноября 1990 года. В этот день Генеральный директор объединения “Якуталмаз” В. Пискунов подписал приказ № 430 об организации центра сортировки алмазов.

Первоначально это подразделение задумывалось как центр по учету, систематизации, классификации по международным стандартам, экспертной оценке алмазов по мировым ценам и оперативной координации процесса добычи и обогащения алмазной продукции. Эти смелые замыслы органично вписывались в планы развития объединения “Якуталмаз”. Производство алмазных порошков, компактов, отбор сырья для абразивного инструмента требовали сортировки алмазов по специальной схеме.

Сегодня ЦСА — это сложный сбалансированный механизм, включающий в себя различные участки производства и сервисного обслуживания: “хранилище”, участок классификации, участок сортировки и оценки, участок минералогического изучения алмазов, аналитический отдел.

Алмазы из горно-обогатительных комбинатов Акционерной компании “АЛРОСА” направляются в ЦСА для первичной сортировки и оценки. Контроль за регулярностью поставок, строжайший учет веса алмазной продукции при поступлении в Центр, контроль за движением алмазного сырья внутри ЦСА и за его пределами осуществляют сотрудники участка учета и хранения алмазного сырья (“хранилища”).

С момента поступления в ЦСА и до отправки в Единую сбытовую организацию алмазы должны пройти стандартный цикл обработки: разделение по классам крупности по международной системе SYTI и первичную сортировку и оценку. Вся масса алмазов сначала проходит через ряд механических сит, на которых камни разделяются по диаметру кристаллов. Алмазы с диаметром более 3,5 мм разделяются на классы крупности по весу камня. Взвешивание каждого кристалла производится как механическим, так и ручным способом. Таким образом вся продукция обогатительных комбинатов классифицируется по международным стандартам на 16 размерно-весовых групп. Этот процесс осуществляется на участке классификации.

Из каждой размерно-весовой группы берется оценочная проба и производится ее сортировка и оценка в соответствии с утвержденными на текущий момент классификатором и прейскурантом. Эта ответственная работа осуществляется в четырех подразделениях участка сортировки и экспертной оценки алмазов. Средняя цена оценочной пробы распространяется на всю продукцию определенного ГОКа, находящуюся в этот период в “хранилище” ЦСА. Алмазное сырье приобретает стоимость и становится товаром. Движение и учет алмазной продукции полностью компьютеризированы с учетом “обратной связи” с добывающими предприятиями АК “АЛРОСА”. Данные о приеме алмазов, их рассеве, оценке и других операциях строго учитываются электроникой, а процесс классификации сырья напрямую управляется персональными компьютерами.

Самой “земной” задачей Центра был и остается тесный контакт с добывающими подразделениями. Для обработки руды разных алмазных трубок, хранящих в себе минералы с различными свойствами, необходимы особенные технологии рентгенолюминесцентной сепарации. Над этими вопросами работает лаборатория физических исследований ЦСА.

Центр также дает рекомендации горно-обогатительным комбинатам о корректировке технологии извлечения алмазов, об их сохранности, контролирует и оценивает результаты процессов добычи и обогащения алмазов каждого ГОКа.

Центр формирует экспертные данные об алмазах всех эксплуатируемых месторождений, анализирует и показывает в своих отчетах динамику изменения качества, цвета и средней цены алмазной продукции. Это позволяет прогнозировать добычу алмазов и планировать экономические показатели. Именно ЦСА является приемщиком, оценщиком, экономическим контролером всего алмазного потока в Якутской алмазоносной провинции.

Многие эксперименты в области обогащения, проводимые производственными и научными сотрудниками институтов, заканчиваются в ЦСА — он главный оценщик в этих поисках. Велика роль Центра сортировки алмазов в изучении алмазов новых месторождений, выдаче первых прогнозов о качестве сырья открываемых трубок.

Центр сортировки алмазов выполняет определенную историческую миссию. Здесь хранится полная коллекция алмазов, добытых на территории Якутской алмазоносной провинции в процессе геолого-поисковых работ за многие годы. Геолого-поисковые работы ведутся и сегодня, поэтому необходимо изучение морфологических и физических особенностей алмазов перспективных участков и сравнение их с ранее опоискованными. Эти задачи успешно выполняются экспериментально-методической группой специалистов-минералогов ЦСА.




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   34




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет