Crescimento de cristais de rubi e safira pelo método do fluxo

Abstract

Recebido em 26/8/09; aceito em 29/1/10; publicado na web em 3/5/10 GROWTH OF RUBY AND SAPPHIRE CRYSTALS BY THE FLUX METHOD. This work reports the growth of corundum crystals by the flux method. The main objective was the evaluation of versatility, effectiveness and real possibilities of the flux method to the synthesis and doping of monocrystals with impurities of particular interest. In this work the chosen impurities were i) Cr and ii) Fe and Ti, aiming the synthesis of rubies and sapphires, respectively. The crystals were grown by heating a mixture of Al 2 O 3 :Cr or Al 2 O 3 :Fe:Ti and flux (MoO 3 ). The maximum crystal size obtained was 1.0 mm, all transparent, presenting well developed faces, bipiramidal hexagonal shape, and showing a typical red (ruby) and/or light blue (sapphire) color. EDX and XPD experiments were performed in order to characterize some of the synthesized crystals. All crystallized specimens presented the α-alumina atomic structure.Keywords: flux method; ruby; sapphire. INTRODUÇÃOAs gemas, por sua própria natureza, expressam simbolicamente valores e significados dentro do repertório de costumes da vida urbana, sendo conhecidas desde os tempos do Império Romano.1 Dentre todas as suas características, a cor pode ser considerada como uma das mais importantes, 2 pois desempenha um papel fundamental sobre sua beleza, valor e popularidade.3 Por exemplo, é justamente devido às suas cores vivas e peculiares que gemas como rubis e safiras (coríndon, Al 2 O 3 ) estão entre as mais conhecidas e admiradas do mundo.A origem da cor em minerais está ligada a várias razões, tais como a presença de íons metálicos, fenômenos de transferência de carga, efeitos de radiação ionizante, entre outras. [4][5][6] Assim como o coríndon (rubi e safira), berilo (esmeralda, heliodoro, morganita), turmalina, diamante e tantas outras, a maioria das gemas pertence ao reino mineral e, embora não tão abundantes na natureza, são economicamente exploradas por empresas da área de mineração e garimpeiros, mas também podem ser conseguidas através de processos artificiais, o que possui enorme utilidade tanto do ponto de vista comercial quanto do ponto de vista acadêmico e tecnológico. Foram os mineralogistas franceses do século XIX que sistematizaram e estabeleceram, pela primeira vez, os procedimentos de síntese para a maioria das variedades de gemas, se interessando de maneira muito especial pela cristalização de coríndon.8 Safiras e rubis sintéti-cos têm sido produzidos, comercialmente, desde 1902 pelo processo Verneuil e, posteriormente, por processos hidrotermais e de fluxo. Em 1960 um rubi sintético de Verneuil foi utilizado na fabricação do primeiro laser.8 O laser de rubi tornou-se muito importante para numerosas aplicações, tais como remoção de tatuagens, 9,10 confecção de fibras sensoras de temperatura 11,12 e na medicina. 13Esses materiais possuem ainda várias aplicações industriais, comerciais e/ou tecnológicas. Rubis e safiras podem ser utilizados na decoração de esferográficas, óculos, relógios e outros objetos s...

Partículas micro e submicrométricas luminescentes de alumina dopadas com íons cromo: síntese por pirólise de aerossol, estudo estrutural e espectroscópico para aplicação em fotônica

“…No século XIX, mineralogistas franceses foram os primeiros a estabelecerem rotas sintéticas para a produção do coríndon [60]. Em 1891, Auguste Victor Louis Verneuil sugeriu uma rota sintética para crescimento do coríndon.…”

“…Desvantagens: o método necessita de autoclave relativamente cara e impossibilita a observação do crescimento de cristais [73,74]. Vantagens: permite a cristalização de materiais abaixo do se ponto de fusão [60] e produz cristais de melhor qualidade [77]. Desvantagem: natureza corrosiva do fluxo atacando os fornos utilizados [63].…”