Brevet FR2456766A1 — publié le 19801212

La présente invention concerne le traitement de substances par irradiation et a notamment pour objet un procédé de traitement de minéraux et d'articles ou produits à base de ceuxci utilisés notamment dans la joaillerie. L'invention peut trouver son application aussi bien dans le traitement des minéraux incolores que dans celui des minéraux dont les couleurs, les nuances et les intensités de coloration ne sont pas parmi les plus appréciées dans la joaillerie. Il existe des procédés de coloration de minéraux à l'aide de radiations ionisantes et corpusculaires. On connait en particulier un procédé de traitement de minéraux en vue de modifier leur coloration à l'aide de particules gamma. Ce procédé consiste à colorer les minéraux par bombardement par des particules gamma à des doses intégrales de 105 à 108 R. Dans ce procédé on obtient la coloration des minéraux en nuances d'une seule couleur c'est-à-dire de la couleur la plus intense pour ce minéral2 parce que les nuances des autres couleurs, meme si elles apparaissent curant le traitement, se t-rouvent voilés par la coloration dominante la plus intense. On connaît également un procédé de traitement de minéraux, en particulier d diamants qui consiste à réaliser la coloration des minéraux à l' aide d électrons accélérées a énergie de 0,5 à 2 MéV par doses intégrales de 1.1018 à 2.1018 8 électrons/cm Ce procédé ne permet pas d'obtenir une coloration rasis- tante à la lumière et à la chaleur, répartie régulièrement en volume ; outre cela, l'irradiation Peut causer l'apparition de défauts, par exemple de microfissures dues aux doses intégrales trop grandes.Ce procédé est caractérisé par une gamme limitée des colorations obtenues L'invention vise, par conséquent, un procédé de traite- ment de minéraux et d' articles ou produits à bas de ceux-ci uti- lisés dans la joaillerie,procédê C1::s lequel le chol des t mes d'irradiatinn permettrait obtenir les couleurs2 lez nuances et les intensités de coloration les plus appréciées dans la joaillerie résistantes à la lumière et à la chaleur, et de plus, répar ties @@@@@@@@@@@ en volume Ce problème est résolu à l'aide d'un procédé de traitement de minéraux et d'articles ou produits à base de ceux-ci utilisés dans la joaillerie, du type consistant à réaliser la coloration des minéraux par bombardement avec des électrons accélérés, caractérisé, suivant l'invention, en ce que le bombardement est réalisé à l'aide d'électrons accélérés à énergie de 3 à 45 MéV, à des doses intégrales de 1.1016 à 1.1018 électrns/cm2, et à une température de 80 à 350"C. L'invention permet d'améliorer les qualités décoratives des minéraux utilisés dans la joaillerie et, par conséquent, leur valeur commerciale. Le procédé propose de traitement de minéraux et d'arti cles à base de ceux-ci utilisés s dans la joaillerie se déroule de la manière suivante. Afin de colorer les minéraux ou les articles à base de ceux-ci, on les place dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau d'électrons accélérés à une énergie comprise entre 3 et 45 MéV sortant d'un accélérateur, et on effectue l'irradiation des articles à une température choisie entre 80 et 350"C durant le temps nécessaire pour assurer une dose intégrale choisie entre 1.1016 à î.îo18 électrons/cm2. Par suite de l'action simultanée du bombardement par les électrons accélérés et du chauffage, le minéral en cours de traitement est soumis à l'action de deux facteurs : d'une part, le minéral se colore d'une façon régulière à cause du bombardement, d'autre part, l'élévation de la température du milieu,réglée au thermostat, détruit sélectivement les centres de coloration qui apparaissent. Ainsi, on arrive à commander le processus de coloration des minéraux, car les nuances des différentes couleurs faisant leur apparition lors du bombardement ont différentes températures de décoloration. L'invention ressortira plus clairement de la description suivante de quelques exemples de réalisation concrets mais non limitatifs. Exemple 1. Un échantillon de jade (néphrite) de couleur vert-jaune (peu appréciée dans la joaillerie) est placé dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau d'électrons accélérés à énergie de 40 MéV et est soumis à un bombardement par une dose intégrale de 1.1018 électrons/cm2 à la température de 80"C. Par suite du bombardement l'échantillon se colore régulièrement dans tout son volume en une couleur noire, l'une des plus appréciées dans la joaillerie. La coloration s'est montrée résistante à la lumière ultraviolette et à la chaleur (jusqu'à 400"C). Exemple 2 Un échantillon de jade (néphrite) de couleur vertjaune (peu appréciée dans la joaillerie) est placé dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau d'électrons accélérés à énergie de 18 MéV et est soumis à un bombardement par une dose 2 intégrale de 1.1017 électrons/cm2 à la température de 180"C. Après le bombardement, l'échantillon a acquis une couleur verte, plus appréciée dans la joaillerie et qui s'est montrée résistant à la chaleur (jusqu'à 400"C) et à la lumière ultraviolette. Exemple 3 Un échantillon de quartz naturel est soumis à un bombardement par particules gamma afin d'obtenir un quartz enfumé. Pour obtenir une autre coloration, l'échantillon de quartz naturel est placé dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau d'électrons accélérés à énergie de 3,5 MéV et est soumis à un bombardement par une dose intégrale de 1,5.1016 élec trons/cm 2 trons/cm2 à la température de 300 C. Après le bombardement, l'échantillon a acquis la couleur de l'améthyste, ré partie régulièrement, résistante à la lumière et à la chaleur (à 3500C au moins). Le quartz ayant la couleur de l'améthyste est une matière brute plus précieuse que le quartz incolore ou enfumé. Exemple 4 Un échantillon de quartz naturel est soumis à un bombardement par particules gamma afin d'obtenir un quartz enfume. Pour obtenir une autre coloration, l'échantillon de quartz naturel est placé dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau d'électrons accélérés à énergie de 8 MéV et est soumis à un bombardement par une dose intégrale de 1.1017 éledtrons/cm à la température de 300 C. L'échantillon a acquis la couleur de l'améthystf répartie régulièrement (plus foncée que dans l'exemple 3), résis- tante à a lumière et à la chaleur (à 3500C au moins). Le quartz ayant la couleur de l'améthyste est une matière brute plus précieuse que le quartz incolore ou enfume. Exemple 5 Une pierre taillée en tourmaline naturelle de couleur vert clair, peu appréciée dans la joaillerie, est placée dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau d'électrons accélérés à énergie de 12 MéV et est soumise à un bombardement par une dose 2 intégrale de 3.1016 électrons/cm2 à la température de 100 C. Après le bombardement, l'échantillon a acquis une couleur rouge rosée, plus appréciée, résistante à la chaleur jusqu'à 400"C et à la lumière ultra-violette. Exemple 6 Une pierre taillée en tourmaline naturelle de couleur vert-clair, peu appréciée dans la joaillerie, est placée dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau d'électrons accélérés à énergie de 18 MéV et est soumise à un bombardement par une dose intégrale de 1.1018 électrons/cm2 à la température de 100"C. Après le bombardement, l'échantillon a acquis une couleur rouge rosé (plus intense que dans le cas de l'exemple 5), résistante à la chaleur jusqu'à 400"C et à la lumière ultra-violette. Exemple 7 Un cristal de zircon incolore est coloré à l'aide de particules gamma en une couleur brune. Afin d'obtenir une autre coloration, le cristal de zircon incolore est placé dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau-d'électrons accélérés à énergie de 40 MéV et est soumis à un bombardement par une dose intégrale de 2.1017 électrons/cm2 à la température de 2800C. Après le bombardement, l'échantillon a acquis une couleur bleue clair uniforme, résistante à la lumière et à la chaleur (jusqu 600"C au moins). Le zircon bleu est plus précieux dans la joaillerie que le zircon incolore ou brun. Exemple 8 Un cristal de zircon incolore est coloré à l'aide de particules gamma en une couleur brune. Afin d'obtenir une autre coloration, le cristal de zircon incolore est placé dans une cuvette sur le trajet d'un faisceau d'électrons accélérés à énergie de 12 MéV et est soumis au bombardement par une dose intégrale de 1.1018 électrons/cm2 à la température de 280"C. Après le bombardement, l'échantillon a acquis une couleur bleue régulière, résistante à la lumière et à la chaleur (de 600"C au moins). Le zircon bleu est une matière brute plus précieuse que le zircon incolore ou brun. Ainsi, l'invention permet d'élargir la gamme de nuance et d'intensités de coloration apparaissant dans les minéraux sou l'action d'un rayonnement électronique, et d'obtenir une coloration résistante à la lumière et à la chaleur, et répartie régulièrement dans tout le volume du minéral. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui n'ont été donnés quà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de minéraux et d'articles ou produits à base de ceux-ci,utilisés dans la joaillerie, du type consistant à effectuer la coloration des-minéraux à l'aide d'électrons accélérés, caractérisé en ce qu'on soumet le minéral à un bombardement par des électrons accélérés à énergie de 3 à 45 MéV, 16 des doses intégrales de 1.10 16 2 à des doses intégrales de 1.1016 à 1.101 électrons/cm , et à une température de 80 à 350 C. 2. Articles ou produits notamment de joaillerie, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par traitement de minéraux conformément au procédé faisant l'objet de la revendication 1.