Brevet FR2528453A1 — publié le 19831216

La présente invention concerne le domaine des mono- cristaux artificiels, et notamment des matériaux monocristal- lins à base de grenats d'aluminium, pouvant être utilisés, en particulier, en joaillerie pour la fabrication, par exem- ple, d'insertions de bijoux. On connalt un matériau monocristallin à base de gre- nat d'yttrium-aluminium Y 3 A 12012, contenant en tant qu'addi- tif colorant du chrome à un taux pondérai de 0,01 à 3 %. Ce matériau a une couleur verte et une luminescence rouge (brevet de Tchécoslovaquie n 152 908, cl B Olj 17/02, publié le 08 12 71). On connait aussi un matériau monocristallin de joaillerie à base de grenat d'yttrium-aluminium, contenant en tant qu'additif colorant du titane à un taux pondéral de 1.10 à 1 % Ce matériau a une couleur marron très marquée & la lumière naturelle, passant au rougeâtre à la lumière artificielle (Certif d'Auteur de l'URSS n 549 628, cl B Olj 17/00, Bulletin n 17, publié en 1978). L'utilisation des additifs colorants indiqués dans les matériaux monocristallins cités ne permet pas d'obtenir les couleurs de la gamme du rouge. On s'est proposé de réaliser, par sélection d'un nouvel additif colorant, un matériau monocristallin à base de grenats d'aluminium dont la couleur serait dans la gamme du rouge. La solution consiste en un matériau monocristallin à base de grenats d'aluminium, de formule générale Re 3 A 15012, o Re = Y, Dy, Ho, Er ou Lu, avec un additif colorant, dans lequel, suivant l'invention, l'additif colorant est du zir- conium à un taux pondérai de 10-2 à 3 %. Pour qu'un matériau monocristallin à base de grenat d'yttrium-aluminium ait une couleur rouge, il est préféra- ble qu'il contienne du zirconium à un taux pondéral de 102 à 3 %. Pour qu'un matériau monocristallin à base de grenat d'yttrium-aluminium ait une couleur rouge, il est préférable qu'il contienne du zirconium à un taux pondérai de 10-2 à 3 7. Pour qu'un matériau monocristallin A base de grenat de dysprosiun et d'aluminium ait une couleur rouge cerise, il est préférable qu'il contienne du zirconium à un taux pon- déral de 10 a 3 %. Pour qu'un matériau monocristallin A base de grenat d'holmium et d'aluminium ait une couleur marron rougeâtre, il est préférable qu'il contienne du zirconium à un taux pon- déral de 10-2 à 3 5. Pour qu'un matériau monocristallin à base de grenat d'erbium et d'aluminium ait une couleur rouge-jaune-marron, il est préférable qu'il contienne du zirconium à un taux pon- déral de 102 à 3 %. Pour qu'un matériau monocristallin à base de grenat de lutécium et d'aluminium ait une couleur rouge, il est pré- férable qu'il contienne du zirconium à un taux pondéral de 1-2 A. _ 2 à 3 X Grâce à l'utilisation du nouvel additif colorant, le matériau monocristallin faisant l'objet de l'invention peut avoir des couleurs de la gamme du rouge suffisamment proche des couleurs des almandines, des pyropes, des hessonites ou des hyacinthes. Le matériau monocristallin à base de grenats d'alu- minium faisant l'objet de l'invention peut être élaboré par les méthodes connues de tirage de monocristaux réfractaires à partir d'un bain, par exemple par les méthodes de Bridg- mann-Stokbarger, de Czochralsky, de la nacelle, etc En tant que matrice on utilise des grenats d'aluminium de formule gé- nérale Re 3 A 15012, o Re = Y, Dy, Ho, Fr ou Lu L'additif co- lorant est introduit dans le mélange de départ sous la forme d'oxyde de zirconium Zr O 2. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on donne ci-après des exemples du matériau monocristallin fai- sant l'objet de celle-ci. Exem Dle 1 Matériau monocristallin a base de grenat d'yttrium- aluminium Y 3 A 15012, contenant en tant qu'additif colorant du zirconium à un taux pondérai de 0,01 % Ce matériau est élaboré par la méthode de Bridgmann-Stokbarger Le mélange d'oxydes de départ, ayant la composition pondérale suivante: Y 203 = 57,060 %, A 1203 = 42,926 %, Zro 2 = 0,014 %, est placé dans un récipient en molybdène, chauffé jusqu'à une température de l'ordre de 2 000 C et solidifié avec une vi- tesse de déplacement du mécanisme de tirage de 2 mm/h Le cristal obtenu a une couleur rouge clair. Exemple 2 Matériau monocristallin à base de Y 3 A 15012, conte- nant en tant qu'additif colorant du zirconium à un taux pon- détal de 0,75 % Ce matériau est obtenu de la même manière qu'à l'exemple 1 Le mélange d'oxydes de départ a la composi- tion pondérale suivante: Y 203 = 56,06 %, A 1203 = 42,90, Zr O 2 = 1,04,% Le cristal obtenu a une couleur rouge sombre, proche de celle de ltalmandine et du pyrope. Exemple 3 Matériau monocristallin à base de grenat de dyspro- sium et d'aluminium Dy 3 A 15012, contenant en tant qu'additif colorant du zirconium à un taux pondérai de 1 % Ce matériau est obtenu de la même manière qu'à l'exemple 1 Le mélange d'oxydes de départ a la composition pondérale suivante: Dy 203 = 67,772 %, A 1203 = 30,877 %, Zr O 2 = 1,35 %. Le cristal obtenu est opaque, de teinte cerise som- bre Dans les petits objets, le matériau est proche des al- mandines et des pyropes. Exem Dle 4 Matériau monocristallin a base de grenat de dyspro- sium et d'aluminium Dy 3 A 15012, contenant en tant qu'additif colorant du zirconium à un taux pondérai de 0,56 % Ce maté- riau est obtenu de la même maniere qu'à l'exemple 1 Le mé- lange d'oxydes de départ a la composition pondérale suivante: Dy 203 = 68, 184 %, A 1203 = 31,065 5, Zr O 2 = 0,75 % Le cristal obtenu a une couleur rouge cerise foncé. Exemple 5 Matériau monocristallin à base de grenat de luté- cium et d'aluminium Lu 3 A 15012, contenant en tant qu'additif colorant du zirconium à un taux pondéral de 0,53 % Ce maté- riau est obtenu de la même manière qu'à l'exemple 1 Le mé- lange d'oxydes de départ a la composition pondérale suivante: Lu 203 = 69, 22 2, A 1203 = 30,06, Zr O 2 = 0,72 2 Le cristal obtenu a une couleur -rouge foncé. E:emple 6 Matériau monocristallin à base de grenat d'holmium et d'aluminium Ho 3 A 15012 ' contenant en tant qu'additif colo- rant du zirconium à un taux pondérai de 0,4 o Ce matériau est obtenu de la même manière qu'à l'exemple 1 Le mélange d'oxydes de départ à la composition pondérale suivante: Ho 203 = 68,63 o, A 1203 = 30,87 %, Zr O 2 O =,5 Le cristal obtenu aune couleur rouge-jaune-marron. _ 528453 Exemple 7 Matériau monocristallin à base de grenat d'erbium et d'aluminium Er 3 A 15012, contenant en tant qu'additif colo- rant du zirconium à un taux pondéral de 0,4 S. Ce matériau est obtenu de la même manière qu'à l'e- xemple 1 Le mélange d'oxydes de départ a la composition pon- dérale suivante: Er 203 = 68,88, A 1203 = 30,62 %, Zr O 2 = 0,5 S. Le cristal obtenu a une couleur marron rougeâtre. $:'528453 R E V E N D I C A T I O N S 1 Matériau monocristallin à base de grenats d'alu- minium de formule générale Re 3 A 15012, o Re = Y, Dy, Ho Er ou Lu, avec un additif colorant, caractérisé en ce que l'ad- ditif colorant est du zirconium à un taux pondérai de 102 à 3 %. 2 Matériau moiocristallin à base de grenat d'yt- trium-almiinium selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour lui donner une couleur rouge, on lui a ajouté du -2 zirconium à un taux pondérai de 10 a 3 O. 3 Matériau monocristallin à base de grenat de dys- prosium et d'aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour lui donner une couleur rouge cerise, on lui a ajouté du zirconium à un taux pondéral de 10-2 à 3 %. 4 Matériau monocristallin à base de grenat d'hol- mium et d'aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour lui donner une couleur marron rougeâtre, on lui -2 a ajouté du zirconium à un taux pondéral de 10 a 3 %. Matériau monocristallin à base de grenat d'er- bium et d'aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour lui donner une couleur rouge-jaune-marron, on lui a ajouté du zirconium à un taux pondérai de 10 a 3 %. 6 Matériau monocristallin à base de grenat de luté- cium et d'aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour lui donner une couleur rouge, on lui a ajouté du zirconium à un taux pondérai de 10-2 à 3 %.