Strontiumtitanaat
Synthetisch strontiumtitanaat was een van de vele titanaten waarop eind jaren '1940 en begin jaren '1950 patent werd aangevraagd; ander titanaat omvatte bariumtitanaat en calciumtitanaat.
Koop natuurlijke edelstenen in onze edelstenenwinkel
Fantastisch strontiumtitanaat
Onderzoek werd voornamelijk uitgevoerd bij de National Lead Company (later omgedoopt tot NL Industries) in de Verenigde Staten, door Leon Merker en Langtry E. Lynd. Merker en Lynd patenteerden voor het eerst het groeiproces op 10 februari 1953; een aantal verfijningen werd vervolgens de komende vier jaar gepatenteerd, zoals aanpassingen aan het voederpoeder en toevoegingen van kleurstoffen.
Een wijziging van het basisproces van Verneuil (ook bekend als vlamfusie) is de favoriete groeimethode. Er wordt een omgekeerde zuurstof-waterstof blaaspijp gebruikt, waarbij voedingspoeder gemengd met zuurstof zorgvuldig door de blaaspijp wordt gevoerd op de typische manier, maar met de toevoeging van een derde pijp om zuurstof te leveren, waardoor een tricone-brander ontstaat.
De extra zuurstof is nodig voor een succesvolle vorming van strontiumtitanaat, dat anders niet volledig zou oxideren vanwege de titaniumcomponent. De verhouding is ca. 1.5 volume waterstof voor elk volume zuurstof.
Het sterk gezuiverde voerpoeder wordt verkregen door eerst titanyl dubbeloxalaatzout (SrTiO(C2O4)2·2H2O) te produceren door strontiumchloride (SrCl2) en oxaalzuur ((COOH)2.2H2O) te laten reageren met titaniumtetrachloride (TiCl4).
Het zout wordt gewassen om chloride volledig te verwijderen, verwarmd tot 1000 °C om een vrijstromend korrelig poeder met de vereiste samenstelling te produceren, en wordt vervolgens gemalen en gezeefd om ervoor te zorgen dat alle deeltjes tussen de 0.2-0.5 micrometer groot zijn.
Het voedingspoeder valt door de oxywaterstofvlam, smelt en landt op een draaiend en langzaam dalend voetstuk eronder. De hoogte van het voetstuk wordt constant aangepast om de bovenkant op de optimale positie onder de vlam te houden, en gedurende een aantal uren koelt het gesmolten poeder af en kristalliseert het tot een enkele gesteelde peer of boule kristal.
Deze boule is meestal niet groter dan 2.5 centimeter in diameter en 10 centimeter lang; het is om te beginnen een ondoorzichtig zwart, dat verder uitgloeien in een oxiderende atmosfeer vereist om het kristal kleurloos te maken en de spanning te verlichten. Dit gebeurt gedurende 1000 uur bij meer dan 12 °C.
Dunne films van SrTiO3 kunnen epitaxiaal worden gekweekt met verschillende methoden, waaronder gepulseerde laserafzetting, moleculaire bundelepitaxie, RF-sputteren en atomaire laagafzetting. Zoals in de meeste dunne films, kunnen verschillende groeimethoden resulteren in significant verschillende defecten en verontreinigingsdichtheden en kristallijne kwaliteit, wat resulteert in een grote variatie in de elektronische en optische eigenschappen.
Strontiumtitanaat versus diamant
De kubische structuur en hoge dispersie maakten synthetisch strontiumtitanaat ooit een uitstekende kandidaat voor het simuleren van diamant. Begin ca. In 1955 werden voor dit enige doel grote hoeveelheden strontiumtitanaat vervaardigd.
Strontiumtitanaat concurreerde destijds met synthetisch rutiel ("titania") en had het voordeel dat het de ongelukkige gele tint en sterke dubbele breking die inherent zijn aan het laatste materiaal ontbrak. Hoewel het zachter was, leek het aanzienlijk dichter bij diamant.
Uiteindelijk zouden beide echter in onbruik raken en overschaduwd worden door de creatie van "betere" simulanten: eerst door yttrium aluminium granaat (YAG) en kort daarna gevolgd door gadolinium gallium granaat (GGG); en ten slotte door de (tot op heden) ultieme imitatie in termen van diamantgelijkenis en kosteneffectiviteit, zirconia.
Ondanks dat het achterhaald is, wordt strontiumtitanaat nog steeds vervaardigd en komt het regelmatig voor in sieraden. Het is een van de duurste diamantsimulanten en vanwege zijn zeldzaamheid kunnen verzamelaars een premie betalen voor grote exemplaren, namelijk >2 karaat (400 mg).
Als diamantsimulant is strontiumtitanaat het meest bedrieglijk wanneer het wordt gemengd met melée, dwz <0.20 karaat (40 mg) stenen en wanneer het wordt gebruikt als basismateriaal voor een composiet- of doubletsteen (met bijv. synthetisch korund als kroon of top van de steen).
Onder de microscoop onderscheiden gemmologen strontiumtitanaat van diamant door de zachtheid van de eerstgenoemde - gemanifesteerd door het oppervlak schaafwonden en overmatige dispersie (voor het getrainde oog), en af en toe gasbellen die overblijfselen zijn van synthese.
Doubletten kunnen worden gedetecteerd door een verbindingslijn bij de gordel ("taille" van de steen) en afgeplatte luchtbellen of lijm die zichtbaar zijn in de steen op het hechtpunt.
Strontiumtitanaat mohs
Hardheid 5 – 6
Strontiumtitanaat
Natuurlijke edelstenen te koop in onze edelstenenwinkel
