loading

อัญมณีที่ปลูกในห้องปฏิบัติการทำอย่างไร?

2024/03/16

การแนะนำ


อัญมณีที่ปลูกในห้องทดลองหรือที่เรียกว่าอัญมณีสังเคราะห์หรืออัญมณีเพาะเลี้ยงนั้นผลิตขึ้นในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการที่ได้รับการควบคุมโดยมีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพเหมือนกับอัญมณีตามธรรมชาติ อัญมณีที่มนุษย์สร้างขึ้นเหล่านี้ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเนื่องจากมีราคาไม่แพง การจัดหาอย่างมีจริยธรรม และมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกกระบวนการอันน่าทึ่งของวิธีการผลิตอัญมณีที่ปลูกในห้องแล็บ โดยสำรวจเทคนิคและวิธีการต่างๆ ที่ใช้เพื่อสร้างทางเลือกที่น่าทึ่งเหล่านี้แทนอัญมณีธรรมชาติ


พื้นฐานของอัญมณีที่ปลูกในห้องแล็บ


แล้วอัญมณีที่ปลูกในห้องแล็บเกิดขึ้นได้อย่างไร? แตกต่างจากอัญมณีธรรมชาติที่ต้องใช้เวลาหลายล้านปีในการสร้างลึกลงไปในเปลือกโลก อัญมณีที่ปลูกในห้องแล็บนั้นถูกสร้างขึ้นในระยะเวลาที่สั้นกว่ามากโดยใช้เทคโนโลยีขั้นสูง โดยทั่วไปกระบวนการนี้จะเกี่ยวข้องกับการจำลองสภาพทางธรณีวิทยาภายใต้การก่อตัวของอัญมณีธรรมชาติ เพื่อให้สามารถควบคุมการเจริญเติบโตของโครงสร้างผลึกได้


กระบวนการเจริญเติบโตของคริสตัล


การเติบโตของคริสตัลเป็นลักษณะพื้นฐานของการสร้างอัญมณีที่ปลูกในห้องแล็บ และมีหลายวิธีที่ใช้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ เรามาสำรวจเทคนิคทั่วไปบางประการกัน:


1. วิธีหลอมเปลวไฟ

วิธีเฟลมฟิวชั่นหรือที่เรียกว่ากระบวนการเวอร์นอยล์ เป็นหนึ่งในเทคนิคที่เก่าแก่และใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการผลิตอัญมณีสังเคราะห์ พัฒนาขึ้นในปี 1902 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศสชื่อ Auguste Verneuil วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการละลายวัสดุผงที่ประกอบเป็นอัญมณีแล้วปล่อยให้แข็งตัวเป็นคริสตัล


กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการให้ความร้อนแก่วัสดุฐานของอัญมณีในรูปแบบผง เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์สำหรับสร้างทับทิม แซฟไฟร์ หรือสปิเนลที่ปลูกในห้องทดลองบนแท่นขนาดเล็ก วัสดุถูกหลอมด้วยเปลวไฟออกซีไฮโดรเจน โดยวัสดุที่หลอมละลายจะแข็งตัวเป็นลูกเปตองทรงกระบอกขณะที่วัสดุเคลื่อนตัวลงมา จากนั้นจึงหมุนลูกเปตองอย่างช้าๆ และค่อยๆ ยกขึ้น เพื่อให้คริสตัลเติบโตขึ้น


แม้ว่าวิธีการเฟลมฟิวชั่นจะค่อนข้างง่ายและคุ้มค่า แต่อัญมณีที่ได้ก็มักจะมีเส้นการเติบโตที่มองเห็นได้เนื่องจากกระบวนการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม อัญมณีที่ปลูกในห้องแล็บจำนวนมากที่สร้างขึ้นผ่านเฟลมฟิวชั่นยังคงได้รับการยกย่องอย่างสูงในด้านความชัดเจนและสีสันสดใส


2. วิธี Czochralski

วิธี Czochralski หรือที่มักเรียกกันว่าวิธี Cz ได้รับการพัฒนาในปี 1910 โดย Jan Czochralski นักวิทยาศาสตร์ชาวโปแลนด์ เทคนิคนี้มักใช้ในการผลิตอัญมณีผลึกเดี่ยวคุณภาพสูง รวมถึงเพชรที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ


กระบวนการ Czochralski เริ่มต้นโดยการหลอมวัสดุที่ต้องการในเบ้าหลอม ซึ่งจากนั้นจะค่อยๆ ทำให้เย็นลงเพื่อให้ผลึกเมล็ดเล็กๆ ที่เป็นวัสดุชนิดเดียวกันนั้นถูกแช่และดึงออกจากมวลที่หลอมละลาย เมื่อเมล็ดถูกดึงออกมาอย่างช้าๆ มันจะทำหน้าที่เป็นนิวเคลียสสำหรับการเติบโตของคริสตัล ทำให้วัสดุแข็งตัวเป็นโครงสร้างผลึกเดี่ยวที่ต่อเนื่องกัน


วิธี Czochralski ช่วยให้สามารถควบคุมกระบวนการเจริญเติบโตได้ดีเยี่ยม ส่งผลให้ได้อัญมณีคุณภาพสูง มีความโปร่งใสเป็นเลิศและมีสิ่งเจือปนเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความต้องการอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและอัตราการเติบโตที่ช้ากว่าเมื่อเทียบกับวิธีเฟลมฟิวชั่น โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการ Czochralski จึงถูกนำมาใช้เพื่อผลิตอัญมณีที่มีมูลค่าสูงกว่า


3. วิธีไฮโดรเทอร์มอล

วิธีไฮโดรเทอร์มอลใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างมรกต พลอยสีฟ้า และเบริลอื่นๆ ที่ปลูกในห้องแล็บ รวมถึงควอตซ์บางประเภท ได้รับการพัฒนาในศตวรรษที่ 19 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส Auguste de Senarmont เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการจำลองสภาพธรรมชาติที่อัญมณีถูกสร้างขึ้นโดยใช้ห้องแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง (HPHT)


ในกระบวนการไฮโดรเทอร์มอล ภาชนะโลหะที่เรียกว่าหม้อนึ่งความดัน จะเต็มไปด้วยสารละลายที่มีสารเคมีที่จำเป็นและผลึกเมล็ดของอัญมณีที่ต้องการ จากนั้น ภาชนะจะถูกปิดผนึกและวางไว้ในห้อง HPHT ซึ่งจะต้องได้รับความร้อนและความดันสูงเป็นระยะเวลานาน สภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมนี้ช่วยให้คริสตัลเติบโตช้าๆ รอบเมล็ด กลายเป็นอัญมณีคุณภาพสูง


ข้อดีประการหนึ่งของวิธีไฮโดรเทอร์มอลคือสามารถผลิตอัญมณีที่มีความใสและสีเป็นพิเศษ ซึ่งมีลักษณะใกล้เคียงกันตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้อาจใช้เวลานาน โดยมักใช้เวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือนจึงจะเสร็จสมบูรณ์ ทำให้ไม่เหมาะกับการผลิตขนาดใหญ่


4. วิธีฟลักซ์

วิธี Flux หรือที่รู้จักกันในชื่อวิธี Flux Fusion มักใช้เพื่อสร้าง alexandrite ที่ปลูกในห้องแล็บ ซึ่งเป็นอัญมณีที่มีเอกลักษณ์เฉพาะซึ่งมีชื่อเสียงในด้านคุณสมบัติในการเปลี่ยนสี เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการละลายสารเคมีที่จำเป็นในฟลักซ์หลอมเหลว ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายสำหรับอัญมณีที่กำลังเติบโต


วิธีฟลักซ์เริ่มต้นโดยการให้ความร้อนแก่วัสดุฟลักซ์ ซึ่งมักเป็นบอแรกซ์ ร่วมกับสารเคมีที่ต้องการในถ้วยใส่ตัวอย่าง เมื่อส่วนผสมหลอมละลาย จะมีการนำผลึกเมล็ดออกมา และควบคุมอุณหภูมิอย่างระมัดระวังเพื่อให้อัญมณีเติบโตช้าๆ ภายในฟลักซ์ เมื่อคริสตัลถึงขนาดที่ต้องการ ก็จะถูกเอาออกจากฟลักซ์และทำความสะอาดอย่างระมัดระวัง


แม้ว่าวิธี Flux จะสามารถสร้างอเล็กซานไดรต์ที่ปลูกในห้องทดลองได้อย่างสวยงาม แต่อัญมณีที่ได้อาจมีตำหนิหรือรอยแตกเล็กๆ ที่เกิดจากฟลักซ์ อย่างไรก็ตาม ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและเทคนิคการกลั่น คุณภาพของ alexandrite ที่ปลูกในห้องปฏิบัติการจึงมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง


5. การสะสมไอสารเคมี (CVD)

วิธีการสะสมไอสารเคมีหรือที่เรียกว่า CVD เป็นเทคนิคที่ค่อนข้างทันสมัยซึ่งใช้ในการสร้างเพชรที่ปลูกในห้องปฏิบัติการเป็นหลัก กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ก๊าซไฮโดรคาร์บอน ซึ่งมักมีเทน ภายในห้องแรงดันต่ำ


ในกระบวนการ CVD ก๊าซจะถูกให้ความร้อนเพื่อสร้างพลาสมา ซึ่งสลายโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนออกเป็นอะตอมของคาร์บอน จากนั้นอะตอมของคาร์บอนเหล่านี้จะเกาะตัวอยู่บนเมล็ดเพชร ทีละชั้น กลายเป็นผลึกเพชรสังเคราะห์ สามารถควบคุมการเติบโตได้อย่างแม่นยำ ทำให้สามารถผลิตเพชรคุณภาพสูงขนาดใหญ่ได้


CVD ได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากความสามารถในการผลิตเพชรที่แยกไม่ออกจากเพชรธรรมชาติอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ วิธีการนี้ยังให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการขึ้นรูปเพชร ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างอัญมณีที่ออกแบบเอง


บทสรุป


โดยสรุป อัญมณีที่ปลูกในห้องแล็บได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมจิวเวลรี่ โดยมอบทางเลือกที่มีจริยธรรมและราคาไม่แพงให้กับผู้บริโภคแทนอัญมณีธรรมชาติ ด้วยเทคนิคการเติบโตของคริสตัลต่างๆ เช่น วิธีเฟลมฟิวชั่น, โซโครสกี้, ไฮโดรเทอร์มอล, ฟลักซ์ และซีวีดี อัญมณีที่ปลูกในห้องปฏิบัติการอันน่าทึ่งเหล่านี้ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นอย่างพิถีพิถันในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุม


ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและเทคนิคการขัดเกลา คุณภาพของอัญมณีที่ปลูกในห้องทดลองยังคงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง โดยนำเสนออัญมณีสังเคราะห์ที่หลากหลายซึ่งเทียบเคียงได้กับอัญมณีธรรมชาติในแง่ของความสวยงามและความทนทาน ในขณะที่ความต้องการเครื่องประดับที่มีจริยธรรมและยั่งยืนเพิ่มมากขึ้น อัญมณีที่ปลูกในห้องแล็บก็ถูกคาดหวังให้มีบทบาทสำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรม โดยเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและรับผิดชอบต่อสังคมสำหรับผู้ชื่นชอบเครื่องประดับทั่วโลก

.

Tianyu Gems เป็นผู้ผลิตเครื่องประดับสั่งทำแบบมืออาชีพมานานกว่า 20 ปี โดยส่วนใหญ่ให้บริการขายส่งเครื่องประดับมอยซาไนต์ เพชรที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ และอัญมณีสังเคราะห์ทุกชนิดและการออกแบบอัญมณีธรรมชาติ ยินดีต้อนรับสู่การติดต่อผู้ผลิตเครื่องประดับเพชร Tianyu Gems
ติดต่อเรา
เพียงแค่บอกความต้องการของคุณเราสามารถทำได้มากกว่าที่คุณสามารถจินตนาการได้
ส่งคำถามของคุณ

ส่งคำถามของคุณ

เลือกภาษาอื่น
العربية
Deutsch
English
Español
français
italiano
日本語
한국어
Nederlands
Português
русский
svenska
Tiếng Việt
Pilipino
ภาษาไทย
Polski
norsk
Bahasa Melayu
bahasa Indonesia
فارسی
dansk
ภาษาปัจจุบัน:ภาษาไทย