유리 모조 고양이 눈 보석의 제조 원리 및 응용

후버류 인보충 < P > 제 1 저자소개: 후버류, 중보협 인공보석전문위원회 제 3 회 고위 고문, 전 중국과학원 상해실리콘산염연구소 연구원. < P > 1, 서론 < P > 천연 광석 중 고퀄리티, 밝고 또렷한 플래시 라인 또는 별빛 광학 효과를 지닌 보석은 극히 드물다. 이런 보석의 가공은 정확한 방향 절단을 해서 일정한 모양으로 갈아야, 적당한 광학 조건 하에서 비로소 향상된 별모양이나 고양이 눈모양의 광학 효과를 나타낼 수 있다. < P > 별빛이나 플래시 효과는 보석의 미량의 불순물이 규칙적인 배열이나 방향성 집합이나 격자 모양의 정렬된 결정체 구조의 빛 반사로 인해 발생한다. 고양이 눈형 광학 현상은 보석이 빛 아래에서 회전할 때 표면이 그에 상응하는 광대 이동으로' 플래시' 라고도 하며, 광택이 나는 구, 즉 원두와 비슷한 광석에서 가장 효과적이다. < P > 고양이 눈보석은 흔히 금에메랄드의 동류물로 간주되고, 석영, 전기석, 네모난 기둥과 같은 다른 미네랄도 빛을 발할 수 있다. 보통 사이즈의 고퀄리티, 보기 드문 꿀색 금록옥고양이 눈보석은 같은 사이즈, 같은 무게의 금강석이나 무결함 비취와 맞먹는다. 또한 사파이어, 루비, 석류석 등 별모양의 광학 효과나 별빛을 드러낼 수 있는 보석도 매우 소중하다. < P > 천연 반짝임이나 별빛 보석이 희소해 많은 보석학자들이 이런 보석을 합성하기 위해 많은 노력을 기울였다. 강옥류 별빛 보석이 발견된 별선은 보석의 기초평면에 서로 6 도를 이루는 침상 티타늄-알루미늄 고용체 (후버류 등, 1989) 가 존재하기 때문이다. < P > 이 글은 비결정질 광학 소재나 유리를 사용하여 단선 또는 다중선 플래시 또는 별빛 효과를 지닌 고양이 눈보석을 만들 예정이며 밀도, 색상, 경도, 마모 방지 등 물화 성능 면에서 천연 보석과 비교할 수 있다. 같은 원리로 일반 무플래시 또는 별빛 효과의 천연 또는 인조 보석을 합성해 플래시 보석으로 만들 수도 있다. < P > 2, 원리 및 프로세스 < P > 둘 이상의 서로 다른 굴절 인덱스 투명 광학 재질로 구성된 미디어에 빛을 쏘는 것으로 알려져 있습니다. 전송 중에 빛은 두 개의 서로 다른 굴절 인덱스 재질로 구성된 인터페이스에서 계속 굴절되거나 반사됩니다. 항상 높은 굴절 인덱스 미디어로 이동하여 다른 쪽 끝의 끝면에 직접 방출합니다. 이것은 광섬유 제조의 기본 원리입니다 (그림 1). < P > 그림 1 광섬유 내 빛의 전송 도식 < P > 유리질 고양이 눈 보석의 개발은 광섬유 제조의 기본 원리를 확장하는 것이다.

1. 고굴절률 광학 유리봉 < P > 은 재질의 굴절 인덱스, 물화 성능 및 생산 비용을 고려하여 산화란탄 등 희토원소나 산화연을 주요 성분으로 선택할 수 있으며 실리콘, 알루미늄, 붕소, 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속과 같은 산화물은 일정한 구성으로 균일하게 혼합되어 고온융제를 거쳐 지름이 약 18mm 인 무색투명으로 만들 수 있습니다 < P > 최근 몇 년 동안 일부 제조 단위는 원가를 더욱 낮추기 위해 재료의 굴절률을 높일 수 있지만 가격이 높은 산화물 성분의 함량은 여전히 더욱 하락하고 있다.

2. 광섬유 재료 < P > 는 위에서 언급한 고굴절률 광학 유리봉 외부에 굴절률이 낮은 유리관을 씌우는데, 예전에는 광학적으로 균일한 투명 컬러 유리로 유리봉의 지름과 일치하는 얇은 벽공관으로 만들어졌으며, 이후 자동 당기기 기계로 만든 무색 투명 얇은 벽공관으로 개선되었다. 중공 튜브와 유리봉의 선형 열팽창 계수는 일치해야 한다. 그런 다음 유리봉과 파이프의 조합을 광섬유의 방법 (인보충, 1977) 으로 만든 광섬유로 코어 섬유의 지름은 5 ~ 8 μ m 이고 피질의 단면 두께는 코어 섬유 크기의 약 2% 이며, 두 재질의 굴절 인덱스 차이에 따라 유리 섬유의 지름과 크기 비율을 제어합니다. 일반적으로 피질의 굴절률이 낮고, 코어 재료의 굴절률이 높아야 하며, 차이가 클 것으로 예상합니다. 굴절률 비율에 따라 다양한 종류의 비결정질 소재를 선택하여 고양이 눈 보석을 만들 수 있다. 비교적 일반적인 예는 붕규산염 유리로 부싯돌 유리심을 칠해 광섬유를 구성하는 것이다. 작업 중 마지막에 당겨 직경 .5μm 정도의 섬유를 만든다. 한 번에 한 세트의 유리봉 튜브 드로잉 작업, 또는 여러 세트의 유리봉 튜브가 함께 섬유질을 동시에 당긴다.

3. 재질의 착색

천연 보석의 색상을 시뮬레이션하기 위해 먼저 비정질 베이스를 다양한 원하는 색상으로 만든다. 전이 금속 이온 착색, 금, 은, 구리, 백금 등의 콜로이드 착색, 셀레늄, 셀레늄-카드뮴, 황화물의 반도체 착색, 희토원소의 착색을 각각 이용하여 광학적으로 균일한 색상의 투명재료를 만들어 유리관이나 유리섬유를 만들어 무색광섬유 재료에 섞으면 된다.

4. 열압성형 < P > 는 일정한 크기와 모양의 광섬유 방향을 배열한 후, 압력 몰드를 깔끔하게 배치하고, 온도 상승률을 제어하여 난로온도를 재료의 연화온도 근처로 올리고, 압력을 가한 후 일정 시간을 유지하여 원하는 모양의 융단을 만든다. 그림 2 는 유리 섬유 핫 프레스 성형 후의 재료 블록을 보여줍니다. < P > 그림 2 섬유 열압으로 성형된 유리 배아 블록

5. 가공 연마 성형 < P > 융화는 절단, 쉐이프, 연삭, 연마를 통해 다양한 색상의 고양이 눈 효과를 가진 인조 보석을 만들 수 있습니다 < P > 현재 제품의 종류는 이미 반지면, 공에 국한되지 않고 도장, 구슬, 펜던트, 펜던트, 단추 등 공예품이 있어 각종 물품으로 계속 확대되고 있다 (그림 3 참조). < P > 그림 3 섬유 조각을 갈아서 만든 고양이 눈 제품 (도장, 조롱박, 펜던트, 반지) < P > 3, 결과 및 적용

1 광섬유 재료로 만든 보석으로 인해 고양이의 눈 효과는 광선이 섬유의 끝면에 들어간 후 굴절률이 낮은 피질 재료가 장벽 역할을 하기 때문에 입사광이 굴절률이 높은 코어에서 여러 번 반사되거나 굴절되어 다른 쪽 면으로 전달되므로 (그림 1) 반구형 면에 선형 플래시가 나타납니다. 더 많은 빛이 섬유에 들어오려면 숫자 구멍 지름 (코어 가죽 굴절 인덱스 차이) 이 큰 광섬유 재질을 선택합니다. 생산 비용을 낮추려면 값이 낮고 구멍 지름이 작은 광섬유 재질로 전환할 수 있습니다. 제품의 플래시 라인 밝기가 그에 따라 낮아집니다. < P > 이 글의 저자 중 한 명은 그에 상응하는 원리를 적용해 결정체의 인공별빛 보석 (후버류 등, 1989) 을 만들었다. 그 공예는 강옥보석에 미량의 고굴절지수를 첨가한 산화티타늄을 스타화제로, 일정한 온도에서 스타화 처리하여 보석의 침투물을 용해시키고, 티타늄, 알루미늄을 함유한 산화물 고용체를 석출해 침상 결정체를 만들어 보석결정체의 6 개의 실린더에 퇴적하여 서로 6 도를 이루는 것이다. 이때 보석을 C 축을 따라 자르고 다듬어 원호 볼록으로 마무리한다. 침상 결정체가 기재 결정체보다 높은 굴절 지수로 6 도로 배열되어 있어 보석의 중심에서 쏘는 것처럼 6 개의 아름다운 별선이 눈부시게 빛났다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 아름다움명언)

2. 프로세스 제어 < P > 플래시 라인 윤곽의 선명도는 프로세스 매개변수에 의해 결정되며, 우선 섬유 형성 온도가 너무 높을 수 없으므로 유리 용융물에서 직접 광섬유를 당기는 방법은 피부-코어의 크기 비율, 형상 및 재질의 균일성을 제어하기 어렵기 때문에 명확한 플래시 라인을 얻기가 쉽지 않습니다. 파이프봉법을 채택하더라도 엄밀한 제어봉, 파이프의 지름과 벽 두께, 모양과 선형 열팽창 계수의 일치도가 필요하며, 그렇지 않으면 제품의 색차가 발생하기 쉽다. < P > 광섬유 열압성형은 제품의 미시가 촘촘하게 쌓이고 제품의 플래시 선이 가늘고 밝아지도록 정돈 (인보충 등, 1992) 해야 한다.

3. 플래시 라인 형상 패턴의 변조 < P > 위에서 설명한 섬유 배열 및 융해 절단 처리 방법은 보석 구의 플래시 선이 장축에 평행으로 빛의 변화에 따라 앞뒤로 이동하도록 합니다. 마찬가지로 섬유 묶음을 단축 이동에 평행한 플래시 선으로 만들 수 있습니다. 또한 복잡한 접합 및 절단 연마 처리를 통해 보석의 표면에 서로 수직인 십자형 플래시 선이 생기거나 별빛 보석처럼 같은 각도 또는 각도가 다른 6 개 (실제로 중심을 통과하는 긴 선 3 개) 가 밝고 광원과 반대 방향으로 움직이는 플래시 라인일 수 있습니다. 그에 상응하는 모조고양이 눈 제품 자체가 다양한 모양으로 만들어질 수 있습니다 (그림 3).

4. 천연 보석의 고양이 눈효과 개발

는 천연 보석과 일정한 모양의 광학 고굴절률 재료를 녹여 천연 보석의 끝면에 빛을 따라 움직이는 플래시 라인을 만들어 보석을 더욱 화사하게 만들었다. < P > 우리는 198 년대에 이 제품을 시장에 출시하여 인근 지역의 여러 공장에 보급했습니다. 얼마 지나지 않아 우리나라 상하이, 장쑤, 절강, 선전, 광동, 푸젠 등 성 () 시 여러 곳에 제조 공장을 건립한 것으로 밝혀졌다. 2 여 년 동안 공예품 시장에서 일정한 규모를 형성하였으며, 제품의 제조 공예는 실제로 많은 혁신을 이루었고, 품종도 끊임없이 확대되고 있다. < P > 4, 결론

1) 유리질의 모조 보석 표면에 단선 또는 다중선의 반짝이는 밝은 선을 표시하고 입사광의 반대 방향으로 빛과 함께 이동합니다. 다양한 색으로 만들 수 있으며 경도, 밀도, 굴절률 등 물화 성능은 천연 보석에 가깝게 조절할 수 있다.

2) 플래시 선의 밝기와 선명도는 광섬유 재질의 배열, 견고성, 규칙도, 지름 비율 등의 조건 변화에 의해 조정될 수 있습니다.

3) 이 일정한 모양의 광섬유 융단을 천연 보석과 복합 재료로 만들면 천연 보석의 표면에 플래시 효과나 별 모양의 도형이 나타납니다. < P > 참고 문헌 < P > 후백류, 당원펜, 호설매, 장도표. 1989. 별빛 보석의 별선과 침전물의 관계. 인공결정체 학보, 18(4):318.

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