JPH02307883A - アクアマリン単結晶の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、装飾用の宝石として広く用いられているアク
アマリン単結晶の製造方法に関わるものである。

〔発明の概要〕

本発明は、溶媒としてＮａＪＯ，水溶液を用い所定の温
度、圧力を与え種子結晶上に結晶を育成する水熱合成法
により装飾用として利用できる品質のアクアマリン単結
晶を育成できるアクアマリン単結晶の製造方法を提供す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、アクアマリンは、天然のものが装飾品として使わ
れてきた。しかし、不純物インクルージヨンあるいはマ
イクロクランク等の入った結晶が多く、良質の大型結晶
は非常に少なかった。

また水熱合成法は従来、人工水晶の育成についての研究
開発が最も盛んであり水熱合成法における結晶育成とし
ては、最も成功した例であるといえる。現在までに人工
水晶に関してはほとんど量産化技術が確立している。し
かし、人工水晶以外の結晶については、現在までのとこ
ろ、量産化技術の確立しているものはない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術、フラックス法について述べれば、単結晶の内
部に欠陥が多い、特にインクルージシンが多いことが問
題となる。フラックス法の場合、１０００℃付近の高温
の溶融したフラックスより単結晶が合成されるためフラ
ックスをまき込み、インクルージシンとして結晶の内部
欠陥となる。これは、フラックス法には不可避の欠点で
ある。一方、水熱合成法はフラックス法と比較して溶媒
は低粘度の水溶液であり合成温度も５００℃前後と低く
インクルージヨンあるいは熱による内部歪が発生する程
度も低くなり欠陥の少ない高品質のアクアマリン単結晶
を製造できる方法である。

〔課題を解決するための手段） 水熱合成法によるアクアマリン単結晶の製造をより工業
レベルに近づけるためには、まず溶媒となる）容／夜の
選択が重要である。この？容？ｆｌのもつ条件としては
アクアマリン単結晶ＢｅＪ　ｊ！　ｚ（ＳｉＯ＊）ａ（
Ｆｅイオンドープ）に対しである程度の溶解度を持つこ
と、この溶液中（高温、高圧状態）においてアクアマリ
ン単結晶が安定に存在すること、圧力容器に対して腐食
性の少ないことがあげられる。

上記の条件に適合するものとして本発明では、ＮａＮＯ
３水溶液が溶媒として最適であることを見出した。

〔作用〕

水熱合成法においては、適当な温度と圧力のもとで出発
原料を適当な溶媒の水溶液に溶解させ、温度差を利用し
て、対流により養分を輸送することにより、結晶を晶出
あるいは適当な基板上に育成する。このようなアクアマ
リン単結晶の育成において、前記の通りＮａＪＯ）水溶
液は理想的な）容器である。

以下、実施例に従い詳しく説明する。

〔実施例〕

第１図に本実施例の構成を模式的に表す断面図を示す。

圧力容器はステライト２５によるオートクレーブである
。圧力容器本体１はシールリング２を介してカバー７に
より圧力シールがされている。

以上の構成のオートクレーブにおいて、圧力容器本俸の
底部に育成用原料４及び着色材８を設置する。この育成
用原料４は、フラックス法により合成したベリル結晶あ
るいは天然のベリル結晶を粉砕粉末化したものを使用す
る。次に種結晶支持枠５を介して種結晶６が育成用原料
４及び着色材８の上に配置されている。種結晶としては
天然のベリル結晶の欠陥の少ないものを選ぶＣ軸から４
５゜の角度で切断した板状のものを使用した。ただし、
種結晶は人工のベリル結晶であってもかまわない。

また、切り出し角度についても成長速度の違いはあるが
、他の角度で切り出した種結晶を使用してもよい。この
種結晶に対し、必要に応じてエツチングによる前処理を
行う。このように育成用原料４及び種結晶６を配置し、
その間に種結晶支持枠５を介してバッフル板７が設置さ
れている。このバッフル板は圧力容器内の対流制御及び
温度制御の目的で設置する。このような構成の圧力容器
の内部に媒体としてＮａｚＮＯ３水溶液を所定の温度で
所定の圧力が得られるような充填率で充填する。

以上の設定でアクアマリン単結晶の育成を行った。以下
の通りである。

（実施例ａ） 種結晶６の温度−−−３９０℃ 育成用原料４の温度　−４２０℃ 溶媒　−−−−・−３モルＮａＪＯｓ水溶液着色材−−
−−−−−〜−ＦｅＣＯＨ）ｓ　１１４℃％圧力−−−
−−８００　ｋｇ　／　ｃｄ育成期間−−−−一−−−
・−−１０Ｅ１間上記条件で育成した結果、種結晶６の
上にアクアマリン単結晶が育成された。以下にその結果
、性質を示す。

成長した層の厚み−−−１、２ｓ− 成長速度−ニー一−−−一一−＝−−−−１２０μｌ／
日成長した層の性質−−−アクアマリン単結晶（ＸｖＡ
回折により同定）マイクロクラック及びインクルージヨ
ンの非常に少ない完全性の高い単結晶が得られた。

（実施例ｂ） 種結晶６の温度−−−−−−−−＝３７０℃育成用原料
４の温度−−−−−４００℃溶媒　−−−一−−−−−
−−−−−３モルＮａＪＯ３水ｉ８？（１着色材”””
”−””−”−−−−−Ｆｅ　（（Ｉｆｆ）　３１　ｗ
　ｔ　′３／。

圧力’−−−・−−−−−−８００Ｊｙ　／　ｃｎ！育
成期間・・・・−−−−−−・−−一−−−−−−−１
０日間上記条件で育成した結果、種結晶６の上にアクア
マリン単結晶が育成された。以下にその結果、性質を示
す。

成長した石の厚み　−一一一一・１．０５ｍｍ成長速度
−−−−一−−−−−−−−−−−・−・−・１０５即
／日成長した層の性ｔ−＝−−−−−アクアマリン単結
晶（Ｘ線回折により同定）マイクロクランク及びインク
ルージジンの非常に少ない完全性の貰い単結晶が得られ
た。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば水熱合成法により
、ＮａｚＮＯｚ水溶液を溶媒として用いることにより、
天然のアクアマリン単結晶にくらべ、インクルージヨン
及びマイクロクラックの非常に少ない完全性の高いアク
アマリン単結晶を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる圧力容器の構造を表す断面図で
ある。 １・・・圧力容器本体 ２・・・シールリング ３・・・カバー ４・・・育成用原料 ５・・・種結晶支持枠 ６・・・種結晶 ７・・・バッフル板 ８・・・着色材 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｎａ＿２ＮＯ＿３水溶液中で所定の温度、圧力を与える
   水熱合成法によってアクアマリン単結晶を育成したこと
   を特徴とするアクアマリン単結晶の製造方法。