JPH0227314B2 - - Google Patents
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- JPH0227314B2 JPH0227314B2 JP59173843A JP17384384A JPH0227314B2 JP H0227314 B2 JPH0227314 B2 JP H0227314B2 JP 59173843 A JP59173843 A JP 59173843A JP 17384384 A JP17384384 A JP 17384384A JP H0227314 B2 JPH0227314 B2 JP H0227314B2
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- JP
- Japan
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- plane
- emerald
- flux
- crystal
- single crystal
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はエメラルド単結晶の製造方法に関す
る。
る。
エメラルドは縁柱石（ベリル、3BeO・
Al2O3・6SiO2）のAl2O3の一部をOr2O3で置換し
たものであり、古来より宝石として珍重されてい
る。
Al2O3・6SiO2）のAl2O3の一部をOr2O3で置換し
たものであり、古来より宝石として珍重されてい
る。
エメラルドの合成は古くから行なわれている
が、その製造方法としては、主に水熱合成法と溶
剤法（以後フラツクス法と表わす）があげられ
る。前者は特公昭42―3484、特公昭46―25499等
に示されているが、育成速度が遅く、装置が大規
模で高価であるという点によつて工業的にはほと
んど利用されていない。一方、後者は比較的成長
速度が速く、装置も安価であることから、特公昭
46―25500、特公昭47―27639、特公昭48―23278、
特公昭52―39396、特公昭54―12120、特開昭58―
115093、特開昭58―115095、特開昭58―199798、
あるいは日本化学会誌等（参考文献参照）に示さ
れるように、多くの人々によつて研究あるいは工
業化されている。
が、その製造方法としては、主に水熱合成法と溶
剤法（以後フラツクス法と表わす）があげられ
る。前者は特公昭42―3484、特公昭46―25499等
に示されているが、育成速度が遅く、装置が大規
模で高価であるという点によつて工業的にはほと
んど利用されていない。一方、後者は比較的成長
速度が速く、装置も安価であることから、特公昭
46―25500、特公昭47―27639、特公昭48―23278、
特公昭52―39396、特公昭54―12120、特開昭58―
115093、特開昭58―115095、特開昭58―199798、
あるいは日本化学会誌等（参考文献参照）に示さ
れるように、多くの人々によつて研究あるいは工
業化されている。
しかしながら、いずれの特許文献も、フラツク
ス組成、原料組成、徐冷温度プログラム等につい
ては言及してあるが、工業的に合理的な種結晶の
結晶方位及びその種結晶の前処理については記述
がみられない。
ス組成、原料組成、徐冷温度プログラム等につい
ては言及してあるが、工業的に合理的な種結晶の
結晶方位及びその種結晶の前処理については記述
がみられない。
本発明の目的は、従来のフラツクス法によるエ
メラルド単結晶の合成方法をさらに改良し、より
品質の良いエメラルド単結晶の製造方法を提供す
るところにある。
メラルド単結晶の合成方法をさらに改良し、より
品質の良いエメラルド単結晶の製造方法を提供す
るところにある。
本発明のエメラルド単結晶の製造方法は、五酸
化バナジウム、モリブデン酸リチウム、三酸化モ
リブデン、モリブデン酸ナトリウム、酸化リチウ
ム等の中から選ばれた１種又は２種以上を溶剤と
して用い、この中にエメラルド成分となる酸化ベ
リリウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素およ
び着色剤として酸化クロムを溶解して温度差法あ
るいは徐冷法でエメラルド単結晶を析出させるエ
メラルド単結晶の製造方法において、エメラルド
単結晶の（10１０）面を、最も広い平行な面とし
た種結晶を予め弗酸でエツチングして用いたこと
を特徴とする。
化バナジウム、モリブデン酸リチウム、三酸化モ
リブデン、モリブデン酸ナトリウム、酸化リチウ
ム等の中から選ばれた１種又は２種以上を溶剤と
して用い、この中にエメラルド成分となる酸化ベ
リリウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素およ
び着色剤として酸化クロムを溶解して温度差法あ
るいは徐冷法でエメラルド単結晶を析出させるエ
メラルド単結晶の製造方法において、エメラルド
単結晶の（10１０）面を、最も広い平行な面とし
た種結晶を予め弗酸でエツチングして用いたこと
を特徴とする。
フラツクス法でエメラルド単結晶を合成する場
合、発生する面としては主にｃ面と呼ばれる
（0001）面、ａ面と呼ばれる（11２０）面、ｍ面
と呼ばれる（10１０）面が認められる。五酸化バ
ナジウム、モリブデン酸リチウム、三酸化モリブ
デン、モリブデン酸ナトリウム、酸化リチウム等
の中から選ばれた１種又は２種以上をフラツクス
として用いた場合、一般的にｃ面の成長速度が最
も速いため、この面を最も広い平行な面とした種
結晶を用いることが多い。
合、発生する面としては主にｃ面と呼ばれる
（0001）面、ａ面と呼ばれる（11２０）面、ｍ面
と呼ばれる（10１０）面が認められる。五酸化バ
ナジウム、モリブデン酸リチウム、三酸化モリブ
デン、モリブデン酸ナトリウム、酸化リチウム等
の中から選ばれた１種又は２種以上をフラツクス
として用いた場合、一般的にｃ面の成長速度が最
も速いため、この面を最も広い平行な面とした種
結晶を用いることが多い。
しかし、本発明者らは、種々の実験を重ねるう
ちに、ｍ面を最も広い平行な面とした種結晶を予
め弗酸でエツチングして用いることが、品質も含
めて収率が最も高いことを見出した。
ちに、ｍ面を最も広い平行な面とした種結晶を予
め弗酸でエツチングして用いることが、品質も含
めて収率が最も高いことを見出した。
すなわち、ｃ面を種結晶として用いた場合、同
一条件（フラツクス組成、温度等）では成長速度
はａ面、ｍ面より速いが、いわゆるフラツクスイ
ンクルージヨンが入りやすく品質が低くなりやす
い。従つて、品質の良い結晶を育成するには成長
速度を小さくしなければならない。最終的な収率
は、成長速度×品質歩留、で表わされるが、成長
速度を小さくすれば収率も小さくなり、合理的な
製造方法とは言えない。一方、ｍ面を種結晶とし
て、ｃ面と同じ成長速度になるように条件設定を
して結晶品質を確認したところ、ｍ面に成長した
結晶層にはｃ面に見られたフラツクスインクルー
ジヨンが著しく少なく、収率が向上することが判
つた。
一条件（フラツクス組成、温度等）では成長速度
はａ面、ｍ面より速いが、いわゆるフラツクスイ
ンクルージヨンが入りやすく品質が低くなりやす
い。従つて、品質の良い結晶を育成するには成長
速度を小さくしなければならない。最終的な収率
は、成長速度×品質歩留、で表わされるが、成長
速度を小さくすれば収率も小さくなり、合理的な
製造方法とは言えない。一方、ｍ面を種結晶とし
て、ｃ面と同じ成長速度になるように条件設定を
して結晶品質を確認したところ、ｍ面に成長した
結晶層にはｃ面に見られたフラツクスインクルー
ジヨンが著しく少なく、収率が向上することが判
つた。
天然エメラルド又はベリルあるいは合成エメラ
ルドを切断して、ｍ面が最も広い平行な種結晶を
得る場合、面は結晶方位から10゜以内のずれに抑
えることが望ましい。これは、ｍ面がエメラルド
の自然生成面であるため、種結晶の面がｍ面より
大きくずれていると、ｍ面を最表面にしようと結
晶が成長するために、種結晶近傍で異常成長が生
じ、フラツクスインクルージヨン等の欠陥が発生
しやすくなるからである。すなわち、種結晶の形
状は、最も広い平行な面をｍ面にした場合、１辺
をａ方向、他辺をｃ方向にした矩形板状が望まし
い。
ルドを切断して、ｍ面が最も広い平行な種結晶を
得る場合、面は結晶方位から10゜以内のずれに抑
えることが望ましい。これは、ｍ面がエメラルド
の自然生成面であるため、種結晶の面がｍ面より
大きくずれていると、ｍ面を最表面にしようと結
晶が成長するために、種結晶近傍で異常成長が生
じ、フラツクスインクルージヨン等の欠陥が発生
しやすくなるからである。すなわち、種結晶の形
状は、最も広い平行な面をｍ面にした場合、１辺
をａ方向、他辺をｃ方向にした矩形板状が望まし
い。
しかし、エメラルド結晶は比較的脆いため、種
結晶として切断する場合に欠けを生じやすく、完
全な矩形板にすることは困難である。従つて、実
用的な手段として、種結晶を投入後、ａ面、ｍ
面、ｃ面などの自然面が出るまで成長速度を遅く
することによつて、種結晶近傍のフラツクスイン
クルージヨン等の欠陥を防止することができる。
結晶として切断する場合に欠けを生じやすく、完
全な矩形板にすることは困難である。従つて、実
用的な手段として、種結晶を投入後、ａ面、ｍ
面、ｃ面などの自然面が出るまで成長速度を遅く
することによつて、種結晶近傍のフラツクスイン
クルージヨン等の欠陥を防止することができる。
この成長速度を遅くする方法としては、
原料の溶解速度を遅くする。
温度差を小さくする。
徐冷速度を遅くする。
などがあり、これによつて或る程度の目的を達す
ることはできるが、また種結晶の表面に依存する
部分もかなりある。
ることはできるが、また種結晶の表面に依存する
部分もかなりある。
したがつて切断した種結晶は、成長層との界面
をなくすために滑らかな方が良い結果を生むの
で、両面ラツピング、ポリシング加工をした方が
望ましい。特に表面の加工変質層を除き、早期に
自然面を出させることもあつて、５％以下のフツ
酸水溶液で予めエツチングすることは手軽に工業
的に利用でき有利である。
をなくすために滑らかな方が良い結果を生むの
で、両面ラツピング、ポリシング加工をした方が
望ましい。特に表面の加工変質層を除き、早期に
自然面を出させることもあつて、５％以下のフツ
酸水溶液で予めエツチングすることは手軽に工業
的に利用でき有利である。
また、種結晶をフラツクス中へ投入する場合に
は、予熱を十分行ない、投入時の熱衝撃を最小限
に抑える必要がある。また、結晶成長後のエメラ
ルドを取出す場合も、フラツクスから取出し後徐
冷して室温にもどさねばならない。これらの作業
は、熱衝撃によるエメラルドの割れ発生を防止す
るために必要不可欠な手段である。
は、予熱を十分行ない、投入時の熱衝撃を最小限
に抑える必要がある。また、結晶成長後のエメラ
ルドを取出す場合も、フラツクスから取出し後徐
冷して室温にもどさねばならない。これらの作業
は、熱衝撃によるエメラルドの割れ発生を防止す
るために必要不可欠な手段である。
以下に、本発明について実施例に基づき詳細に
説明する。
説明する。
実施例 １
内径100mmφ、高さ200mmの大きさの白金るつぼ
に100ｇの天然ベリルと焼結した２ｇのCr2O3を
入れ、底から50mmの所に３mmφの穴をあけた開孔
率５％のバツフル板を置く。この中に、あらかじ
め別の炉でBeO、Al2O3、SiO2およびCr2O3を100
℃で3.2KgのV2O5と0.16KgのLi2Oの混合融液に飽
和溶解させたのちに冷却したフラツクスを粉砕し
て入れ、白金のふたをする。ただし、Cr2O3は
Al2O3の量の３％とした。これを、内径130mmφ
のたて型管状炉に入れて加熱し、バツフルの下を
1005℃に保ち、フラツクス表面から４〜５cmの付
近を995℃に保ち、約１週間保持する。種結晶と
して予めフツ酸水溶液でエツチングしたところの
ａ方向30mm、ｃ方向20mm、ｍ方向１mmのエメラル
ド６枚を白金線で支持固定する。この種結晶の中
心がフラツクス液面下約50mmになるように、ま
た、ｍ面がフラツクス液面に垂直になるように種
結晶をフラツクス中に入れる。
に100ｇの天然ベリルと焼結した２ｇのCr2O3を
入れ、底から50mmの所に３mmφの穴をあけた開孔
率５％のバツフル板を置く。この中に、あらかじ
め別の炉でBeO、Al2O3、SiO2およびCr2O3を100
℃で3.2KgのV2O5と0.16KgのLi2Oの混合融液に飽
和溶解させたのちに冷却したフラツクスを粉砕し
て入れ、白金のふたをする。ただし、Cr2O3は
Al2O3の量の３％とした。これを、内径130mmφ
のたて型管状炉に入れて加熱し、バツフルの下を
1005℃に保ち、フラツクス表面から４〜５cmの付
近を995℃に保ち、約１週間保持する。種結晶と
して予めフツ酸水溶液でエツチングしたところの
ａ方向30mm、ｃ方向20mm、ｍ方向１mmのエメラル
ド６枚を白金線で支持固定する。この種結晶の中
心がフラツクス液面下約50mmになるように、ま
た、ｍ面がフラツクス液面に垂直になるように種
結晶をフラツクス中に入れる。
この時、種結晶は炉の上方から徐々に予熱しな
がら入れる。90日間育成した後、種結晶のｍ面に
片側で約2.7mmの厚さのエメラルド単結晶が成長
した。このように成長させたエメラルド原石に
は、インクルージヨンなどの欠陥は非常に少な
い。このｍ面を種結晶の成長面としたものは、宝
石用にカツトしたところ収率が約30％であつた。
がら入れる。90日間育成した後、種結晶のｍ面に
片側で約2.7mmの厚さのエメラルド単結晶が成長
した。このように成長させたエメラルド原石に
は、インクルージヨンなどの欠陥は非常に少な
い。このｍ面を種結晶の成長面としたものは、宝
石用にカツトしたところ収率が約30％であつた。
実施例 ２
あらかじめAl2O3、BeO、SiO2およびCr2O3を
1050℃で実施例１と同じ組成のフラツクスへ飽和
溶解させたのちに冷却、粉砕したフラツクスを内
径100mmφ、高さ200mmの大きさの白金るつぼへ入
れ、白金のふたをして1050℃で１週間加熱する。
ただし、Cr2O3はAl2O3の溶解量の２％とした。
このフラツクスの中へ実施例１と同じ種結晶を同
様な操作で入れ、24時間保持したのち、1050℃か
ら800℃まで５℃／日の速度で徐冷を行なつた。
1050℃で実施例１と同じ組成のフラツクスへ飽和
溶解させたのちに冷却、粉砕したフラツクスを内
径100mmφ、高さ200mmの大きさの白金るつぼへ入
れ、白金のふたをして1050℃で１週間加熱する。
ただし、Cr2O3はAl2O3の溶解量の２％とした。
このフラツクスの中へ実施例１と同じ種結晶を同
様な操作で入れ、24時間保持したのち、1050℃か
ら800℃まで５℃／日の速度で徐冷を行なつた。
50日間徐冷育成した後、結晶を取出したとこ
ろ、種結晶のｍ面に片側で約1.5mmの厚さのエメ
ラルド単結晶が成長した。このように成長させた
エメラルド原石にはインクルージヨンなどの欠陥
は非常に少なく、インクルージヨンを避けて、宝
石用にカツトしたところ、最高級品質のものが収
率25％で得られた。
ろ、種結晶のｍ面に片側で約1.5mmの厚さのエメ
ラルド単結晶が成長した。このように成長させた
エメラルド原石にはインクルージヨンなどの欠陥
は非常に少なく、インクルージヨンを避けて、宝
石用にカツトしたところ、最高級品質のものが収
率25％で得られた。
実施例 ３
フラツクスの成分
Li2O ５％
MoO3 70％
V2O5 25％
成長部の温度 850℃
バツフル下の温度 860℃
とし、実施例１と同様な方法で種結晶を投入した
のち、90日間育成したところ、種結晶のｍ面に片
側で約1.9mmの厚さのエメラルド単結晶が成長し
た。このように成長させたエメラルド原石はイン
クルージヨンなどの欠陥は非常に少なく、また、
色調は実施例１に比べてやや明るい緑色であつ
た。カツト収率は約28％であつた。
のち、90日間育成したところ、種結晶のｍ面に片
側で約1.9mmの厚さのエメラルド単結晶が成長し
た。このように成長させたエメラルド原石はイン
クルージヨンなどの欠陥は非常に少なく、また、
色調は実施例１に比べてやや明るい緑色であつ
た。カツト収率は約28％であつた。
実施例 ４
実施例３のフラツクスを用い、実施例２と同じ
方法で950℃から650℃まで５℃／日の速度で徐冷
を行なつた。
方法で950℃から650℃まで５℃／日の速度で徐冷
を行なつた。
60日間徐冷育成した後、結晶を取出したとこ
ろ、種結晶のｍ面に片側で約1.8mmの厚さのエメ
ラルド単結晶が成長した。このように成長させた
エメラルド原石には、インクルージヨンなどの欠
陥は非常に少なく、インクルージヨンを避けて宝
石用にカツトしたところ、最高級品質のものが収
率20％で得られた。
ろ、種結晶のｍ面に片側で約1.8mmの厚さのエメ
ラルド単結晶が成長した。このように成長させた
エメラルド原石には、インクルージヨンなどの欠
陥は非常に少なく、インクルージヨンを避けて宝
石用にカツトしたところ、最高級品質のものが収
率20％で得られた。
以上述べたように本発明によれば、（10１０）
を最も広い平行な面とし、予め弗酸でエツチング
した種結晶を用いることによつて、割れやすいこ
ともなく、さらにインクルージヨンなどの欠陥が
著しく少なく、歩留が高いベリル単結晶を得るこ
とができる。
を最も広い平行な面とし、予め弗酸でエツチング
した種結晶を用いることによつて、割れやすいこ
ともなく、さらにインクルージヨンなどの欠陥が
著しく少なく、歩留が高いベリル単結晶を得るこ
とができる。
また、インクルージヨンの方向が〈0001〉方向
に多いので、いわゆるｍ面をテーブルにカツトし
た場合インクルージヨンが厚み方向にあるため、
インクルージヨンが見えにくく、カツト後のグレ
ードを高くすることができる。すなわち、ｍ面が
広いほど歩留および品質が高くなる。
に多いので、いわゆるｍ面をテーブルにカツトし
た場合インクルージヨンが厚み方向にあるため、
インクルージヨンが見えにくく、カツト後のグレ
ードを高くすることができる。すなわち、ｍ面が
広いほど歩留および品質が高くなる。
以上のように、本発明はエメラルド単結晶を合
成するにあたつて実用上極めて有用な発明であ
る。
成するにあたつて実用上極めて有用な発明であ
る。
参考文献
日本化学会誌 1972 Ｐ1648
同 1973 Ｐ 506
同 1973 Ｐ 941
同 1974 Ｐ1468
同 1975 Ｐ1730
同 1976 Ｐ 752
同 1976 Ｐ 748
同 1977 Ｐ 194
同 1979 Ｐ1489
K.NASSAU “Gems Made by Man P127
〜P158
〜P158
Claims (1)
- １ 五酸化バナジウム、モリブデン酸リチウム、
三酸化モリブデン、モリブデン酸ナトリウム、酸
化リチウム等の中から選ばれた１種又は２種以上
を溶剤として用い、この中にエメラルド成分とな
る酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、二酸化ケ
イ素および着色剤として酸化クロムを溶解して温
度差法あるいは徐冷法でエメラルド単結晶を析出
させるエメラルド単結晶の製造方法において、エ
メラルド単結晶の（10１０）面を、最も広い平行
な面とした種結晶を予め弗酸でエツチングして用
いたことを特徴とするエメラルド単結晶の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17384384A JPS6153198A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | エメラルド単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17384384A JPS6153198A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | エメラルド単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6153198A JPS6153198A (ja) | 1986-03-17 |
| JPH0227314B2 true JPH0227314B2 (ja) | 1990-06-15 |
Family
ID=15968187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17384384A Granted JPS6153198A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | エメラルド単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6153198A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6071588A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-23 | Seiko Epson Corp | 合成エメラルドの製造方法 |
| JPS6077200A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-05-01 | Seiko Epson Corp | ベリル単結晶の合成方法 |
-
1984
- 1984-08-21 JP JP17384384A patent/JPS6153198A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6153198A (ja) | 1986-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |