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Como são feitas as pedras preciosas cultivadas em laboratório?

2024/03/16

Introdução


As gemas cultivadas em laboratório, também conhecidas como gemas sintéticas ou cultivadas, são produzidas em um ambiente de laboratório controlado com as mesmas propriedades químicas e físicas de suas contrapartes naturais. A popularidade dessas pedras artificiais cresceu devido ao seu preço acessível, origem ética e impacto ambiental mínimo. Neste artigo, iremos nos aprofundar no fascinante processo de como as gemas cultivadas em laboratório são feitas, explorando as várias técnicas e métodos usados ​​para criar essas alternativas impressionantes às gemas naturais.


Os princípios básicos das gemas cultivadas em laboratório


Então, como são feitas as gemas cultivadas em laboratório? Ao contrário das gemas naturais que levam milhões de anos para se formar nas profundezas da crosta terrestre, as gemas cultivadas em laboratório são criadas em um período de tempo significativamente mais curto, usando tecnologia avançada. O processo normalmente envolve a replicação das condições geológicas sob as quais as gemas naturais são formadas, permitindo o crescimento controlado de estruturas cristalinas.


O Processo de Crescimento do Cristal


O crescimento do cristal é um aspecto fundamental da criação de gemas cultivadas em laboratório e existem vários métodos usados ​​para conseguir isso. Vamos explorar algumas das técnicas mais comuns:


1. Método de fusão de chama

O método Flame Fusion, também conhecido como processo Verneuil, é uma das técnicas mais antigas e mais utilizadas para a produção de gemas sintéticas. Desenvolvido em 1902 por um químico francês chamado Auguste Verneuil, este método envolve a fusão de materiais em pó que compõem a pedra preciosa e, em seguida, permitir que eles se solidifiquem em um cristal.


O processo começa aquecendo uma forma em pó do material base da pedra preciosa, como óxido de alumínio para criar rubis, safiras ou espinélios cultivados em laboratório, em um pequeno pedestal. O material é derretido por uma chama de oxihidrogênio, com o material fundido se solidificando em uma bola cilíndrica à medida que desce. A bola é então girada lentamente enquanto é levantada gradualmente, permitindo que o cristal cresça.


Embora o método Flame Fusion seja relativamente simples e econômico, as gemas resultantes geralmente contêm linhas de crescimento visíveis devido ao rápido processo de resfriamento. Apesar disso, muitas gemas cultivadas em laboratório criadas através do Flame Fusion ainda são altamente valorizadas por sua clareza e cores vibrantes.


2. Método Czochralski

O método Czochralski, frequentemente referido como método Cz, foi desenvolvido na década de 1910 pelo cientista polonês Jan Czochralski. Esta técnica é comumente usada para produzir pedras preciosas de cristal único de alta qualidade, incluindo diamantes cultivados em laboratório.


O processo Czochralski começa derretendo o material desejado em um cadinho, que é então resfriado gradualmente para permitir que um pequeno cristal semente do mesmo material seja imerso e extraído da massa fundida. À medida que a semente é retirada lentamente, ela atua como um núcleo para o crescimento do cristal, permitindo que o material se solidifique em uma estrutura cristalina única e contínua.


O método Czochralski oferece grande controle sobre o processo de crescimento, resultando em gemas de alta qualidade, com excelente transparência e poucas impurezas. No entanto, devido aos seus complexos requisitos de equipamento e à taxa de crescimento mais lenta em comparação com o método Flame Fusion, o processo Czochralski é normalmente usado para produzir pedras preciosas de maior valor.


3. Método Hidrotérmico

O método hidrotérmico é amplamente utilizado para criar esmeraldas, águas-marinhas e outros berilos cultivados em laboratório, bem como certos tipos de quartzo. Desenvolvida no século XIX pelo químico francês Auguste de Senarmont, esta técnica envolve a simulação das condições naturais sob as quais as pedras preciosas são formadas, utilizando câmaras de alta pressão e alta temperatura (HPHT).


No processo Hidrotérmico, um recipiente metálico, conhecido como autoclave, é preenchido com uma solução contendo os produtos químicos necessários e o cristal-semente da pedra preciosa desejada. O recipiente é então selado e colocado dentro de uma câmara HPHT, onde é submetido a calor e pressão extremos por um período prolongado de tempo. Este ambiente controlado permite que o cristal cresça lentamente ao redor da semente, formando uma pedra preciosa de alta qualidade.


Uma das vantagens do método Hidrotérmico é que ele pode produzir pedras preciosas com clareza e cor excepcionais, muito parecidas com suas contrapartes naturais. No entanto, o processo pode ser demorado, muitas vezes demorando semanas ou até meses para ser concluído, tornando-o menos adequado para produção em larga escala.


4. Método de Fluxo

O método Flux, também conhecido como método Flux Fusion, é comumente usado para criar alexandrita cultivada em laboratório, uma pedra preciosa única, famosa por suas propriedades de mudança de cor. Esta técnica envolve a dissolução dos produtos químicos necessários em um fluxo fundido, que atua como solvente para a gema em crescimento.


O método Flux começa aquecendo um material de fluxo, geralmente bórax, junto com os produtos químicos desejados em um cadinho. Assim que a mistura derrete, um cristal semente é introduzido e a temperatura é cuidadosamente controlada para permitir que a pedra preciosa cresça lentamente dentro do fluxo. Quando o cristal atinge o tamanho desejado, ele é retirado do fluxo e cuidadosamente limpo.


Embora o método Flux possa produzir uma bela alexandrita cultivada em laboratório, as gemas resultantes podem conter pequenas inclusões ou rachaduras causadas pelo fluxo. No entanto, com os avanços na tecnologia e nas técnicas de refino, a qualidade da alexandrita cultivada em laboratório está melhorando continuamente.


5. Deposição Química de Vapor (CVD)

O método Chemical Vapor Deposition, também conhecido como CVD, é uma técnica relativamente moderna usada principalmente para criar diamantes cultivados em laboratório. Este processo envolve a utilização de um gás hidrocarboneto, geralmente metano, dentro de uma câmara de baixa pressão.


No processo CVD, o gás é aquecido para criar um plasma, que decompõe as moléculas de hidrocarbonetos em átomos de carbono. Esses átomos de carbono então se depositam na semente de diamante, camada por camada, formando um cristal de diamante sintético. O crescimento pode ser controlado com grande precisão, permitindo a criação de diamantes grandes e de alta qualidade.


O CVD ganhou popularidade significativa devido à sua capacidade de produzir diamantes que são visualmente indistinguíveis dos diamantes naturais. Além disso, este método oferece maior flexibilidade na modelagem dos diamantes, tornando-o ideal para a criação de pedras preciosas personalizadas.


Conclusão


Concluindo, as gemas cultivadas em laboratório revolucionaram a indústria joalheira, proporcionando aos consumidores uma alternativa ética e acessível às gemas naturais. Através de várias técnicas de crescimento de cristais, como os métodos Flame Fusion, Czochralski, Hydrothermal, Flux e CVD, essas impressionantes pedras preciosas cultivadas em laboratório são meticulosamente elaboradas em ambientes de laboratório controlados.


Com os avanços na tecnologia e nas técnicas de refinamento, a qualidade das gemas cultivadas em laboratório continua a melhorar, oferecendo uma ampla variedade de gemas sintéticas que rivalizam com suas contrapartes naturais em termos de beleza e durabilidade. À medida que cresce a procura por jóias éticas e sustentáveis, espera-se que as gemas cultivadas em laboratório desempenhem um papel cada vez mais importante na indústria, proporcionando uma escolha amiga do ambiente e socialmente responsável para os entusiastas de jóias em todo o mundo.

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Tianyu Gems é um fabricante profissional de joias personalizadas há mais de 20 anos, fornecendo principalmente joias de moissanite no atacado, diamantes cultivados em laboratório e todos os tipos de pedras preciosas sintéticas e design de pedras preciosas naturais. Bem-vindo a entrar em contato com os fabricantes de joias com diamantes Tianyu Gems.
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