Рубин. Как это было.

Пару лет назад небольшая группа активных студентов нашей кафедры принимала непосредственное участие в разработке методик выращивания александрита и рубина. Это и стало темами наших дипломных работ. И хотя темой моего диплома было выращивание александрита, так сложилось, что очень много моего времени ушло на рубин. Ниже об этом, коротко.
Целью было разработать методику группового выращивания монокристаллов рубина и других разновидностей корунда методом Степанова при индукционном нагреве.
[Для справки. Групповое выращивание – это не выращивание группой исследователей. Это выращивание нескольких кристаллов одновременно]. При этом достичь максимальных скоростей выращивания при максимальном поперечном сечении растущих кристаллов, т.е. добиться максимальной массовой скорости роста.
Почитали мы умные книги – и все вроде просто: расплавили исходные компоненты, сбросили немного температуру, коснулись затравкой расплава и процесс пошел. «Поехали!» И через пару месяцев у каждого из нас ну если не по мешку рубинов, то по паре кило точно будет.
Реализовать все на практике оказалось, как водится, гораздо сложнее: кристаллы то рвутся, то примерзают, то облака пузырей по всему поперечному сечению. Но главная проблема этого метода – поверхностные пузыри. И чего только мы не перепробовали, чтобы избавиться от них. В итоге была разработана сложнейшая графитово-металлическая конструкция теплового узла ростовой установки, которая не позволяла появляться таким включениям даже на неприлично больших скоростях роста. Мы сделали это! [Подробная схема этого устройства со всеми размерами здесь, разумеется, представлена не будет – ноу-хау все-таки]
Сначала мы ростили один кристалл небольшого диаметра, потом группу таких, затем диаметр увеличивали, ростили группу кристаллов уже большего поперечного сечения. В итоге вырастили кристалл такого диаметра, что его с легкостью можно было бы использовать в качестве черенка для МСЛ(!). Однако с таким предложением к нашему государству не выступили: рубин хоть и дешево стоит, но стоит. [В процессе отработки этих методик расплавили несколько молибденовых тиглей примерной стоимостью каждого около 1кUSD. Так и не поняли отчего это происходит. Т.к. в наших установках мощности было мягко говоря очень много, небольшой сбой в управлении температурой приводил к тому, что вся оснастка печи ростовой установки превращалась в лужу металла с островками графита в ней. Печальная картина.]Еще стоит отметить, что процесс выращивания каждого монокристалла есть процесс очень трудоемкий и длительный. При этом, чем больше его поперечное сечение, тем дольше идет процесс выращивания и тем сложнее добиться требуемой чистоты. Так что работали буквально сутками, наш научный руководитель чуть было не сломал голову решая задачки по организации экспериментов. Но в результате, к моменту защиты наших дипломных работ мы имели полностью отработанную технологию скоростного выращивания монокристаллов рубина и других разновидностей корунда с различной площадью поперечного сечения, оптимизированной под огранку; умели регулировать насыщенность цвета, что существенно для огранки, т.к. чем меньше ограненный камень – тем насыщеннее должен быть цвет сырья для него. В общем наши дипломы были лучшими. Каждый из нас получил бесценный опыт выращивания монокристаллов. Каждый понимал, что он star, что он super star)