JPS6128638B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6128638B2 JPS6128638B2 JP13432478A JP13432478A JPS6128638B2 JP S6128638 B2 JPS6128638 B2 JP S6128638B2 JP 13432478 A JP13432478 A JP 13432478A JP 13432478 A JP13432478 A JP 13432478A JP S6128638 B2 JPS6128638 B2 JP S6128638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- forsterite
- single crystal
- rod
- mol percent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 32
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 7
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical group [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000287227 Fringillidae Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005162 X-ray Laue diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はコバルト原子を含有することにより赤
紫色を呈するフオルステライト単結晶に関する。
紫色を呈するフオルステライト単結晶に関する。
本発明の目的は赤紫色透明なフオルステライト
単結晶を提供することにある。
単結晶を提供することにある。
本発明の他の目的は気泡、包含物等のない赤紫
色フオルステライト単結晶を提供することにあ
る。
色フオルステライト単結晶を提供することにあ
る。
本発明の更に他の目的は赤紫色フオルステライ
ト単結晶を容易で低コストなる方法で提供するこ
とにある。
ト単結晶を容易で低コストなる方法で提供するこ
とにある。
フオルステライトはカンラン石の一種で
Mg2SiO4なる化学式で知られている。鉱物学的に
はオリビン〔（Mg、Fe）2SiO4〕中のFe2+イオンあ
るいは遷移金属のESR、Ｍｏ¨ssber測定を行なう
為に用いられることがある。フオルステライト単
結晶の育成についてはフラツクス法、ブリツジマ
ン法、及び引上げ法による試みが報告されてい
る。しかし遷移金属イオンをドーブさせたフオル
ステライト固溶体についてはFinchらがMn2+、
Cr3+およびFe3+をドーブさせた結晶を育成した
ということだけが報告されており、詳細について
は述べられてはいない。また固相反応でNiイオ
ンを固溶させたという報告はあるがこれは単結晶
についてではない。
Mg2SiO4なる化学式で知られている。鉱物学的に
はオリビン〔（Mg、Fe）2SiO4〕中のFe2+イオンあ
るいは遷移金属のESR、Ｍｏ¨ssber測定を行なう
為に用いられることがある。フオルステライト単
結晶の育成についてはフラツクス法、ブリツジマ
ン法、及び引上げ法による試みが報告されてい
る。しかし遷移金属イオンをドーブさせたフオル
ステライト固溶体についてはFinchらがMn2+、
Cr3+およびFe3+をドーブさせた結晶を育成した
ということだけが報告されており、詳細について
は述べられてはいない。また固相反応でNiイオ
ンを固溶させたという報告はあるがこれは単結晶
についてではない。
本発明者はフオルステライト組成にCo2+を含
ませた棒状の原料に赤外線を集中させて結晶化さ
せることにより均一に赤色ないし赤紫色に着色し
た透明単結晶を得ることに成功した。
ませた棒状の原料に赤外線を集中させて結晶化さ
せることにより均一に赤色ないし赤紫色に着色し
た透明単結晶を得ることに成功した。
本発明の要旨は、原料組成が、酸化マグネシウ
ムが５ないし80モルパーセント、酸化硅素が20な
いし50モルパーセント、酸化コバルトが0.01ない
し80モルパーセントであつてメルテイング法にて
形成され、コバルトイオンが着色原因とされてい
ることを特徴とする赤紫色フオルステライト単結
晶である。
ムが５ないし80モルパーセント、酸化硅素が20な
いし50モルパーセント、酸化コバルトが0.01ない
し80モルパーセントであつてメルテイング法にて
形成され、コバルトイオンが着色原因とされてい
ることを特徴とする赤紫色フオルステライト単結
晶である。
本発明方法の概要を第１図に示す。
回転楕円面鏡体１は２つの焦点を持つている。
一焦点にハロゲンランプ２又はキセノンアークラ
ンプを配置し、他方の焦点には棒状原料３を配置
する。棒状原料３は上部回転軸４により保持され
ている。又種子結晶５は下部回転軸６にセツトさ
れている。棒状原料３、種子結晶５、上下回転軸
４，６は透明石英管７内に封入されており、雰囲
気を自由にコントロールでき、又真空あるいは加
圧することも可能である。棒状原料３中で温度が
上り溶融帯８の形成されるのは焦点に完全に一致
した部分のみである。溶融帯８は回転軸４，６を
上方あるいは下方に移動させることにより相対的
に移動される。操作はまず原料棒３の先端に赤外
線を集中させて溶融帯８を形成し、しかる後に種
子結晶５を上方に移動して溶融帯８と接触させ
る。平衡状態になつたのを確認した後、回転軸
４，６を移動すると種子結晶５が成長した状態で
透明単結晶が得られる。即ち溶融帯８と原料棒３
の界面で原料の溶融が起り、溶融帯８と種子結晶
５の界面では結晶化が行なわれている。
一焦点にハロゲンランプ２又はキセノンアークラ
ンプを配置し、他方の焦点には棒状原料３を配置
する。棒状原料３は上部回転軸４により保持され
ている。又種子結晶５は下部回転軸６にセツトさ
れている。棒状原料３、種子結晶５、上下回転軸
４，６は透明石英管７内に封入されており、雰囲
気を自由にコントロールでき、又真空あるいは加
圧することも可能である。棒状原料３中で温度が
上り溶融帯８の形成されるのは焦点に完全に一致
した部分のみである。溶融帯８は回転軸４，６を
上方あるいは下方に移動させることにより相対的
に移動される。操作はまず原料棒３の先端に赤外
線を集中させて溶融帯８を形成し、しかる後に種
子結晶５を上方に移動して溶融帯８と接触させ
る。平衡状態になつたのを確認した後、回転軸
４，６を移動すると種子結晶５が成長した状態で
透明単結晶が得られる。即ち溶融帯８と原料棒３
の界面で原料の溶融が起り、溶融帯８と種子結晶
５の界面では結晶化が行なわれている。
この方法は次の様な数々の特徴及びメリツトを
持つている。
持つている。
１ 高温が容易に得られる為に操作上の安全性が
非常に高い。例えばベルヌーイ法の場合には酸
素ガスと水素ガスを用いる為に高度のテクニツ
クが必要であり、爆発の危検に常にさらされて
いるが本法では操作は容易で特別な経験あるい
はテクニツクを必要とせず、又危検性は全くな
い。
非常に高い。例えばベルヌーイ法の場合には酸
素ガスと水素ガスを用いる為に高度のテクニツ
クが必要であり、爆発の危検に常にさらされて
いるが本法では操作は容易で特別な経験あるい
はテクニツクを必要とせず、又危検性は全くな
い。
２ 雰囲気及び圧力のコントロールが可能である
為に分解しやすい化合物あるいは酸化されやす
い化合物も容易に結晶化できる。
為に分解しやすい化合物あるいは酸化されやす
い化合物も容易に結晶化できる。
３ 赤外線により加熱が行なわれるので高周波誘
導加熱のできない酸化物等の単結晶の育成がで
きる。ルツボを用いない為に当然不純物の混入
が非常に少ない。溶融帯の形成はハロゲンラン
プでは1900℃、キセノンランプでは2800℃まで
行なえるので、本発明ではハロゲンランプを用
いて行なえる。
導加熱のできない酸化物等の単結晶の育成がで
きる。ルツボを用いない為に当然不純物の混入
が非常に少ない。溶融帯の形成はハロゲンラン
プでは1900℃、キセノンランプでは2800℃まで
行なえるので、本発明ではハロゲンランプを用
いて行なえる。
４ ハロゲンランプ、キセノンランプは非常に出
力が安定しており、又コントロールも非常に容
易である。その為に溶融帯も非常に安定してお
り、必ずしも種子結晶を用いなくても結晶化が
行なえる。
力が安定しており、又コントロールも非常に容
易である。その為に溶融帯も非常に安定してお
り、必ずしも種子結晶を用いなくても結晶化が
行なえる。
５ 溶融状態を監視できる為、結晶成長の様子を
観察できる。
観察できる。
棒状原料は原料粉末を高密度焼結して用いられ
る。原料粉末は反応してフオルステライトになつ
たものが用いられ、成型はラバープレスが通常用
いられる。本発明に於ては酸化マグネシウムが５
ないし80モルパーセント、酸化硅素が20ないし50
モルパーセント、酸化コバルトが0.01ないし80モ
ルパーセントの組成の原料が用いられる。
る。原料粉末は反応してフオルステライトになつ
たものが用いられ、成型はラバープレスが通常用
いられる。本発明に於ては酸化マグネシウムが５
ないし80モルパーセント、酸化硅素が20ないし50
モルパーセント、酸化コバルトが0.01ないし80モ
ルパーセントの組成の原料が用いられる。
酸化マグネシウム及び酸化硅素がそれぞれ５モ
ルパーセント及び20モルパーセントに達しない場
合あるいはそれぞれ80モルパーセント及び50モル
パーセントを越える場合は結晶生成が不安定とな
り良質結晶が得られなくなる。又酸化コバルトが
0.01モルパーセントに達しない場合は赤紫色の着
色がほとんど見られず、又赤外線の吸収能が悪く
なる為に結晶化が妨げられる。酸化コバルトが80
モルパーセントを越えると結晶中に偏析を起して
混合物として結晶性を劣化させてしまう。
ルパーセント及び20モルパーセントに達しない場
合あるいはそれぞれ80モルパーセント及び50モル
パーセントを越える場合は結晶生成が不安定とな
り良質結晶が得られなくなる。又酸化コバルトが
0.01モルパーセントに達しない場合は赤紫色の着
色がほとんど見られず、又赤外線の吸収能が悪く
なる為に結晶化が妨げられる。酸化コバルトが80
モルパーセントを越えると結晶中に偏析を起して
混合物として結晶性を劣化させてしまう。
以下に実施例について本発明を説明する。
実施例 １
Mg（CO3）・（OH）2・5H2O特級試薬とSiO2特
級試薬およびCoO特級試薬を出発原料とし、各原
料を（Mg 0.09・Co 0.02）2・SiO4なる組成とな
るように秤量し、よく混合した上で1150℃で24時
間空気中で焼成反応させた。その後更に乳鉢でよ
く混合し、80mm×8.5mm径の大きさになるように
750Kg/cm2の静水圧でラバープレス法で成型し、
1500℃〜1700℃で３時間焼成した。これを原料棒
及び種子保持棒とした。種結晶は多結晶体より単
結晶化させたものより背面ラウエ法により適当な
方位に切り出したものを用いた。装置は双楕円型
赤外線集中加熱単結晶製造装置にハロゲンランプ
（1.5KW）２個を用いた。雰囲気は空気を70/h
ｒ流した。回転速度は原料棒と種子結晶を反応方
向にそれぞれ40rpmであつた。育成速度は３mm/h
ｒであつた。融液は育成中安定であつた。得られ
た結晶は赤紫色の透明な単結晶であつた。双晶、
気泡、包含物は認められなかつた。Ｘ線回析の結
果からもフオルステライト単結晶であることが確
認された。格子定数はコバルトを添加しないもの
とほとんど変わらなかつた。硬度はルチルより硬
く、水晶より少し軟らかい6.5〜７であつた。
級試薬およびCoO特級試薬を出発原料とし、各原
料を（Mg 0.09・Co 0.02）2・SiO4なる組成とな
るように秤量し、よく混合した上で1150℃で24時
間空気中で焼成反応させた。その後更に乳鉢でよ
く混合し、80mm×8.5mm径の大きさになるように
750Kg/cm2の静水圧でラバープレス法で成型し、
1500℃〜1700℃で３時間焼成した。これを原料棒
及び種子保持棒とした。種結晶は多結晶体より単
結晶化させたものより背面ラウエ法により適当な
方位に切り出したものを用いた。装置は双楕円型
赤外線集中加熱単結晶製造装置にハロゲンランプ
（1.5KW）２個を用いた。雰囲気は空気を70/h
ｒ流した。回転速度は原料棒と種子結晶を反応方
向にそれぞれ40rpmであつた。育成速度は３mm/h
ｒであつた。融液は育成中安定であつた。得られ
た結晶は赤紫色の透明な単結晶であつた。双晶、
気泡、包含物は認められなかつた。Ｘ線回析の結
果からもフオルステライト単結晶であることが確
認された。格子定数はコバルトを添加しないもの
とほとんど変わらなかつた。硬度はルチルより硬
く、水晶より少し軟らかい6.5〜７であつた。
第１図は本発明方法の原理を説明する図であ
る。 １……回転楕円面鏡体、２……ハロゲンラン
プ、３……棒状原料、４……上部回転軸、５……
種子結晶、６……下部回転軸、７……石英管、８
……溶融帯。
る。 １……回転楕円面鏡体、２……ハロゲンラン
プ、３……棒状原料、４……上部回転軸、５……
種子結晶、６……下部回転軸、７……石英管、８
……溶融帯。
Claims (1)
- １ 原料組成が、酸化マグネシウムが５ないし80
モルパーセント、酸化硅素が20ないし50モルパー
セント、酸化コバルトが0.01ないし80モルパーセ
ントであつてメルテイング法にて形成され、コバ
ルトイオンが着色原因とされていることを特徴と
する赤紫色フオルステライト単結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13432478A JPS5562896A (en) | 1978-10-31 | 1978-10-31 | Purplish red forsterite single crystal and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13432478A JPS5562896A (en) | 1978-10-31 | 1978-10-31 | Purplish red forsterite single crystal and production thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5562896A JPS5562896A (en) | 1980-05-12 |
| JPS6128638B2 true JPS6128638B2 (ja) | 1986-07-01 |
Family
ID=15125647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13432478A Granted JPS5562896A (en) | 1978-10-31 | 1978-10-31 | Purplish red forsterite single crystal and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5562896A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266397A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 宝飾用合成フオルステライト単結晶 |
| CN114011337B (zh) * | 2021-11-09 | 2022-07-01 | 中国科学院地球化学研究所 | 一种高温高压条件下低钛的干的镁橄榄石单晶的制备方法 |
-
1978
- 1978-10-31 JP JP13432478A patent/JPS5562896A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5562896A (en) | 1980-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0004974B1 (en) | Process for producing a single crystal of ktiopo4 or its analogues | |
| JP4430949B2 (ja) | 石英ガラスるつぼおよび該るつぼを製造する方法 | |
| Debsikdar | Preparation of transparent non-crystalline stoichiometric magnesium aluminate gel-monolith by the sol-gel process | |
| JP3707750B2 (ja) | フッ化カルシウム結晶の製造方法 | |
| Iida et al. | Single crystal growth of LuFe2O4, LuFeCoO4 and YbFeMgO4 by the floating zone method | |
| JP4307076B2 (ja) | 石英ガラス坩堝の製造方法 | |
| JPS6128638B2 (ja) | ||
| US2610129A (en) | Synthetic rutile and method of making | |
| Burianek et al. | Crystal growth of boron sillenite Bi24B2O39 | |
| JPS6210960B2 (ja) | ||
| JPH04132695A (ja) | アルミナ系高融点酸化物単結晶の製造方法 | |
| EP0148946B1 (en) | Method of producing a chrysoberyl single crystal | |
| JPS5938193B2 (ja) | 星彩を放つコランダム単結晶の製造法 | |
| JPH0361635B2 (ja) | ||
| JPS6265999A (ja) | 紺青色フオルステライト単結晶の製造法 | |
| KR100509345B1 (ko) | 청색 큐빅 지르코니아 단결정의 제조방법 | |
| JPS5938192B2 (ja) | 星彩を放つコランダム単結晶の製造法 | |
| JPH0250080B2 (ja) | ||
| JP3548910B2 (ja) | ＺｎＯ単結晶の製造方法 | |
| US4537653A (en) | Synthesis of beryl crystals | |
| JPH0471877B2 (ja) | ||
| JPS58120597A (ja) | 光彩効果を示すクリソベリル単結晶及びその製造方法 | |
| JPH0321485B2 (ja) | ||
| JPH08295507A (ja) | 光学結晶及びその製造方法 | |
| JPH04338191A (ja) | 単結晶の製造方法 |