Brevet FR2924113A1 — publié le 20090529

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une matière simulant l'émeraude ou également le jade. Les composants de l'émeraude sont en solution solide dans un fluorure ou dans une structure microcristalline par dévitrification de celle-ci. La matière obtenue présente une couleur vert soutenu,opaque,et une dureté élevée (environ 8 sur l'échelle de Mohs). Elle donne d'excellents résultats au polissage. L'obtention d'émeraude artificielle à partir de ses composants chimiques,n'est pas nouvelle. Elle concerne une matière transparente et apte à être taillée avec des facettes,ce qui ne correspond pas à l'invention. Quant aux jades,jadéite ou néphrite,leurs compositions chimiques ne se prêtent pas à une vraie synthèse. Par contre,plusieurs espèces naturelles s'en rapprochent (aventurine,prehnite, chrysoprase,serpentine...). Il existe,à partir du jade,des montages en triplets ou des colorations par baignage. Les émeraudes naturelles de moindre qualité (inclusions ou opacité) sont en général taillées en cabochons. La présente invention représente un substitut très économique et plus beau,par rapport à celles-ci. Le volume obtenu se prête à la glyptique en raison de sa dimension supérieure. L'invention consiste à fondre dans un creuset suffisamment réfractaire et peu attaquable par le magma ainsi obtenu,un mélange composé de béryl commun dopé à l'oxyde de chrome,plus un fondant fluoré couramment employé dans l'industrie de l'aluminium. On peut y ajouter,en quantité minoritaire,sans altérer les qualités physiques du produit final,un composé minéral destiné à économiser sur la quantité du composant le plus onéreux,à savoir le béryl. On peut également moduler la teinte verte du produit final,par l'ajout d'un autre dopant chromogène. Les essais ont été conduits au four de la société Four Solaire Développement à Mont-Louis (66210) en raison de la gratuité de l'énergie impliquée pour atteindre la fusion. Celle-ci a cependant l'inconvénient des aléas de la météorologie et de la durée fatale du cycle diurne,cette dernière empêchant la croissance des microcristaux. Voici quelques exemples d'expérience : les creusets en alumine frittée,remplis de la charge indiquée ci-dessous,sont portés à des températures pouvant aller jusqu'à 1 400°C,au-delà de laquelle le béryl commence à se décomposer. Sa fusion est incongruente,ce qui signifie que l'on ne peut retrouver sa cristallisation après refroidissement du magma. A des températures insuffisantes,la solubilité est moindre, voire la fusion irréalisée. Les compositions optimales des charges ont été les suivantes : 60g de béryl + 40g de spath-fluor + 0,12g d'oxyde de chrome. La même + 10g de pétalite ou encore 10g d'alumine calcinée. 70g de béryl + 30g de spath-fluor + 0,30g d'oxyde de chrome. Ainsi que des intermédiaires entre ces chiffres et des ajouts d'oxyde de cobalt pour moduler la couleur selon convenance. Des refroidissements à vitesse moins rapide que dans le four solaire,à partir de fours à haute fréquence,peuvent conduire à la dévitrification et l'apparition de germes cristallins. C'est ce qui se passe dans la nature ou le refroidissement rapide d'un magma produit des laves,amorphes, tandis qu'à l'échelle des temps géologiques,on a des cristaux plus ou moins développés. Les plages allant de 20% à 80% de béryl,soit 80 à 20% de spath-fluor ont été explorées. Il apparaît qu'en dessous de 50% de béryl,le produit n'offre pas les caractéristiques recherchées. Au dessus de 80%,il peut y avoir un début de décomposition de ce minéral.,donc un échec par gonflement du magma fondu. Un broyage très fin du béryl réduit ce risque en accélérant la mise en solution. Des essais ont été conduits avec d'autres fluorures tels que la cryolithe A1Na3F6,pour essayer de travailler à des températures bien inférieures à 1400°C. La cryolithe se décompose dès qu'on s'éloigne de la zone des 1000°C. On a pu observer des microcristaux (plaquettes hexagonales vertes) d'émeraude,après évaporation ; ce produit n'a qu'un intérêt théorique. Quant à divers fluorures alcalins,ils s'avèrent moins intéressants : le fluorure de lithium est plus coûteux et le fluorure de sodium donne des résultats médiocres. La présente invention donne une substance utilisable en bijouterie fantaisie. Elle prend 30 un poli excellent,utilisable sous forme de cabochons ou en surfaces planes,ou encore en glyptique : camées,objets figuratifs ou non à caractère décoratif. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'une matière simulant le jade ou également l'émeraude opaque,caractérisé en ce que le minéral béryl,après broyage,est mélangé avec du fluorure de calcium. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange initial contient une proportion de béryl comprise entre 50% et 80% par rapport au solvant fluoré. Procédé selon les revendications 1, 2,caractérisé en ce que le mélange initial est porté à une température n'excédant pas la zone des 1400°C. Procédé selon les revendications 1,2,3 caractérisé par le remplacement partiel du béryl par une substance moins onéreuse telle que la pétalite,ou l'alumine . Procédé selon les revendications 1 à 4,caractérisé en ce que le le dopant chromogène est de l'oxyde chrome,ou de l'oxyde de cobalt,dans une dose adaptée à la couleur recherchée. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le solvant fluoré est du fluorure de calcium,appelé couramment spath-fluor. y2) 3) 4) 5) 6)