miércoles, 16 de octubre de 2013

ALEJANDRITA Y SINTÉTICA


Alejandrita sintética creada por cristalización orientada horizontalmente ( HOC) en Novosibirsk , Rusia.



Imágenes fotográficas

A partir de un gran cristal de 39,2 gramos de peso sin foto aquí; las fotos, (a) en la luz del día y (b) a la luz incandescente, mostra un trozo de cristal, tres alejandritas facetadas cortadas con las facetas de la mesa exactamente perpendiculares entre si. (Foto : K. Schmetzer )



El primer estudio, sobre alejandrita sintética cultivada por el método HOC en Rusia: 

Características internas relacionadas con la técnica de crecimiento e investigación colorimétrico, em el que es co-autor con el Dr. Heinz -Jürgen Bernhardt, Walter A. Balmer y Thomas Hainschwang. 

Las muestras de material HOC-grown se han producido y comercializado desde mediados de los años 1990, sin embargo, hasta el presente estudio, no hay una descripción gemologica completa del material ha aparecido. 
Este material fue desarrollado por Vladimir V. Gurov en el Instituto de Geología y Geofísica de la rama siberiana de la Academia Rusa de las Ciencias en Novosibirsk , Rusia.



Color and Pleochroism illustration
Color y Pleocroísmo
Representación esquemática de color y pleocroísmo en dos cubos de Alejandrita sintética HOC con bordes de 3 mm y 8 mm, las caras del cubo son exactamente perpendicular. La ilustración muestra una combinación de pleocroísmo, el efecto de alejandrita la luz del día y la luz incandescente y el efecto Usambara para diferentes longitudes de trayectoria de la luz. (Fotos: K. Schmetzer )



HOC es el acrónimo del método de cristalización orientada horizontalmente de crecimiento, pero en contraste con el método "vertical flotante", el método HOC podría considerarse como el método "horizontal zonal". 

Alejandritas sintéticas producidas por este método exhiben de cambio de color comparable a las naturales producidas en Hematita, Minas Gerais, Brasil, la mina más productiva desde 1980. 

Por lo general , se trata de un intenso color verde azulado al verde azul en la luz del día, a la luz incandescente es violeta púrpura o morado.




Alejandrita natural brasilera



El interés en el material producido para joyería comenzó a finales de 1980 y las muestras se han aumentado desde mediados de 1990 en el Instituto de Geología y Mineralogía, en cooperación con la empresa Tairus, también en Novosibirsk. 
La cristalización se ve facilitada por los componentes que son similares a los desarrollados en la década de 1970 para el crecimiento de cristales de corindón grandes, y los actuales datos del estudio de la técnica de producción en una barra lateral.



        Alejandritas sintéticas      



Los investigadores dieron dos muestras. 
Siete alejandritas facetadas, origen Tairus en Bangkok. 
Se compararon con muestras creadas por el método Czochralski. 
Así, los investigadores fueron capaces de verificar la dirección del crecimiento y explicar la morfología.
En todas las muestras se encontraron: estrías de crecimiento curvadas y cavidades de forma irregular o alargadas.




Bloque de Alejandrita artificial



Propiedades químicas fueron comparadas con los reportados por Malsy y Armbruster (2012). 
Aunque se utilizaron diferentes métodos, los resultados fueron más o menos el mismo, el cromo es el elemento de cambio de color dominante, seguido por el vanadio. 

Dado el hecho de que el cambio de color es la confirmación de que es alejandrita, el estudio dedica casi un tercio de sus páginas al color. 
Las muestras de HOC, según los autores, eran ideales para el estudio colorimétrico debido a la escasez de variación en la composición química dentro de las muestras. 




Macro fotografía de un bloque mostrando las imperfecciones.



El cambio de color en alejandrita depende 
1- de la dirección de observación de una piedra facetada o en bruto con respecto a su orientación a los ejes cristalográficos; 
2- el contenido de oligoelementos que causan el cambio de color, y 
3- la longitud de la trayectoria de la luz dentro de una muestra, en relación con el espesor (también descrito como efecto de Usambara en gemología).




Factor 3 se demostró dramáticamente en la siguiente figura. 
Las fotos ilustran tres fenómenos de color diferentes, que se mezclan a menudo erróneamente: pleocroísmo (debido a la diferente orientación de las muestras), el efecto de alejandrita (debido a diferentes fuentes de luz) y el efecto de Usambara (debido a diferentes espesores de muestras = camino de la luz dentro de la muestras).



Espectros de absorción se graficaron y discutieron, así como los resultados de la espectroscopia infrarroja. 
En comparación con el material hecho por el método HOC de Czochralski, no hubo diferencia significativa en los espectros infrarrojos. 
Los dos también presentan estrías de crecimiento curvas y burbujas de gas , pero las cavidades en forma un tanto diferente.



     efecto usambara      



A finales de 1980 , alejandritas Ojo de Gato sintéticas producidas por la empresa japonesa Kyocera surgieron en el mercado bajo el nombre comercial de Alejandrita Inamori sintética. 



Synthetic Alexandrite Cabochons photo images
Alejandrita sintética con asterismo (izquierda, 2,62 ct, diámetro de 8,0 mm) y Alejandrita sintética ojo de gato (1.55 ct, 7,0 x 6,0 mm) producidas por Kyocera en Japón con luz natural arriba y a la luz incandescente debajo. (Foto: K. Schmetzer)



Este material sintético, cuando se corta como un cabujón en una dirección concreta, por lo general exhiben una banda de luz de ojo de gato bien centrada. 
En 1987, RE Kane informó que, bajo una fuerte luz incandescente, solo por la dirección a lo largo, el asterismo se podía ver. 
Como se muestra a la en la foto superior, un cabujón puede mostrar asterismo cuando se corta con su base perpendicular.



Diagrama
Dibujos esquemáticos de los cristales de alejandrita sintéticos con asterismo o chatoyanci en las vistas paralelas al eje A y al eje B. El efecto de la luz se debe a tres series de agujas que están todos situados en planos paralelos a la una pinacoide; las orientaciones de las agujas son paralelas al eje c y las dos caras i. En una vista paralela a la de el eje A la orientación de las agujas reflejan la luz para formar una estrella de seis rayos regular, en una vista paralela al eje B, sólo una banda de luz fuerte se ve en la centro del cabuchon formando chatoyanci. (Diagramas : K. Schmetzer)



En su estudio en el año 2011 de las alejandritas sintéticas con efecto estrella, el Dr. Alan Hodgkinson encontró que las piedras estudiadas, cuando se examinan al microscopio de inmersión, no se mostraba exactamente la misma intensidad de pleocroísmo que antes. 
Examen espectroscópico preliminar también mostró diferencias a los espectros de absorción que se esperaban para el cromo y vanadio.







Una revisión de la literatura de patentes muestra diferentes técnicas de producción para Alejandrita sintética tipo ojo de gato. 
Una de estas técnicas para la producción de alejandrita ojos de gato implica un crecimiento de dos pasos y el proceso de recocido. 
El primer paso incluye la producción de cristales individuales homogéneos que contienen óxido de titanio como agente de dopado. 

Se afirma que tales cristales específicamente dopados pueden ser cultivados mediante cualquier técnica conocida adecuada para el crecimiento de cristales de crisoberilo. 







El crecimiento de cristales se lleva a cabo en atmósfera de argón, nitrógeno o atmósferas de hidrógeno y el titanio está presente en su estado trivalente. 
En el segundo paso, el recocido del cristal a temperaturas elevadas en una atmósfera oxidante se lleva a cabo. 
Durante esta segunda parte del proceso de titanio se oxida y alarga, muy probablemente se forman agujas de rutilo y se precipitan. 
Estas partículas son responsables del efecto irisado del material cuando se corta como un cabujón.







Un proceso asignado a Kyocera Corporation describe la producción de ojos de gato con una primera etapa de proceso de crecimiento similar usando un dopante específico. 
Por el contrario, no se menciona directamente a la posterior etapa de tratamiento térmico.







El presente estudio analiza el papel de titanio trivalente ( Ti3 + ) en materiales cristalinos sintéticos. 
Esto contrasta con el material natural, en la mayoría de las rocas y minerales de titanio se produce sólo como Ti4 +, con el titanio trivalente siendo inestable. 
El estudio continúa investigando el papel de Ti en las alejandritas de Kyocera, independientemente de su asterismo o chatoyancy .







Los investigadores realizaron un análisis químico, de espectroscopia de absorción, examinaron estrías de crecimiento, chatoyancy/asterismo y pleocroísmo.

Los principales resultados del estudio muestran que el titanio está presente en alexandritas sintéticas ojos de gato y alejandrita con asterismo de Kyocera Corporation. 
Agujas de rutilo con titanio en su estado tetravalente, están presentes en tres direcciones diferentes. 
De acuerdo con la orientación de los cabuchones, se observa asterismo de seis rayos o chatoyancy.








El color de las muestras es debido a una combinación de cromo, vanadio y titanio, el titanio presente en su estado trivalente. 
Esto es similar a algunos rubíes sintéticos de Kashan, en el que también está presente en su estado trivalente (además de el cromo los oligo elementos son los que forman el color principal).







Fernando Gatto
Kaia Joyas Uruguay