Die Geschichte des kubischen Zirkoniums
Zirkoniumoxid kommt in der Natur in dem extrem seltenen Mineral Baddeleyit vor und wurde erstmals 1882 entdeckt. Zirkoniumoxid mag nicht mehr als eine Fußnote in einem gemmologischen Bibliotheksbuch über Baddeleyit gewesen sein, aber eine Entdeckung Jahrzehnte später sollte zur revolutionären Erfindung des kubischen Zirkonoxids führen.
In den 1930er Jahren entdeckten Wissenschaftler die natürlich vorkommende kubische Form des Zirkoniums in mikroskopisch kleinen Mengen – und sie erkannten, dass das Material in der Lasertechnik nützlich sein könnte.
In den 1960er Jahren wurde versucht, die synthetische kubische Form von Zirkoniumoxid herzustellen, aber mit einem Schmelzpunkt von weit über 2.000 Grad Celsius schmolz das Gehäuse für den synthetischen Prozess immer wieder. Erst in den 1970er Jahren perfektionierten russische Wissenschaftler die Synthese von kubischem Zirkoniumdioxid – und der Rest ist, wie man so schön sagt, Geschichte!
In kurzer Zeit erkannte man, dass Zirkoniumdioxid nicht nur in der Lasertechnik nützlich ist, sondern auch als wunderschönes Diamantsimulans dienen kann. Die Vermarktung dieses Diamantenersatzes begann kurz darauf, und als Swarovski & Co. in den 1980er Jahren mit dem Verkauf von Zirkonia-Edelsteinen begann, explodierte der Markt für lose Zirkonia-Steine und Zirkonia-Schmuck.
Um die Frage zu beantworten, was ist ein kubischer Zirkoniumdioxid? Es ist eine synthetisierte kubische Form des seltenen, aber natürlich vorkommenden Zirkoniumoxids.
Was ist die Synthese von kubischem Zirkoniumdioxid?
Kubisches Zirkoniumdioxid wird im Wesentlichen mit Hilfe der Mikrowellentechnologie in einer Vorrichtung hergestellt, die als Schädeltiegel bekannt ist. Eine kleine Menge Zirkoniumoxid-„Starter“-Pulver wird in den Tiegel gegeben – und eine winzige Menge Kalzium oder Yttrium wird als Stabilisator hinzugefügt, der das Zirkoniumoxid dazu zwingt, die molekulare kubische Struktur anzunehmen, die für die Herstellung eines groben kubischen Zirkoniumdioxids erforderlich ist.
Wenn Wärme zugeführt wird, beginnt sich das Starterpulver im Inneren zu erhitzen – die Außenseite bleibt kühl, damit der Tiegel nicht schmilzt – das Starterpulver schmilzt und bildet dann beim Abkühlen der Mischung eine Kristallstruktur. Das Endprodukt ist ein Kristall, der in einen Edelstein von fast jeder Form geschliffen werden kann – um ausgefallene farbige cz-Steine zu schaffen, werden dem Starter-Pulver Spurenmengen von elementaren Oxiden hinzugefügt, zum Beispiel – Kobaltoxid, das dem Starter hinzugefügt wird, wird lila und violette cz-Edelsteine erzeugen.
Eigenschaften von kubischem Zirkoniumdioxid
Die Eigenschaften von kubischem Zirkoniumdioxid umfassen:
- Moh’s Harding Rating = 8.5
- Spezifisches Gewicht = 5,50 – 6,00
- Brechungsindex = 2,18
- Dispersionswert = 0,058 – 0,0600