Crisol de cráneo

El proceso del crisol de cráneo se desarrolló en el Instituto de Física Lebedev en Moscú para fabricar circonia cúbica . ^{[ 1 ]} Se inventó para resolver el problema de que el punto de fusión de la circonia cúbica era demasiado alto incluso para los crisoles de platino .

En esencia, al calentar únicamente el centro de un volumen de circonia cúbica, el material forma su propio "crisol" a partir de sus capas exteriores más frías. El término "cráneo" se refiere a estas capas exteriores que forman una envoltura que rodea el volumen fundido. El polvo de óxido de circonio se calienta y luego se deja enfriar gradualmente. El calentamiento se logra mediante inducción de radiofrecuencia utilizando una bobina enrollada alrededor del aparato. El exterior del dispositivo se refrigera con agua para evitar que la bobina de radiofrecuencia se funda y también para enfriar el exterior del óxido de circonio y, de esta manera, mantener la forma del polvo de circonio.

Dado que el óxido de circonio en estado sólido no conduce la electricidad, se coloca un trozo de circonio metálico dentro de la gota de óxido de circonio. A medida que el circonio se funde, se oxida y se mezcla con el óxido de circonio fundido, que ahora es conductor , y se calienta por inducción de radiofrecuencia.

Cuando el óxido de circonio se funde internamente (pero no completamente, ya que la superficie exterior debe permanecer sólida), la amplitud de la bobina de inducción de radiofrecuencia se reduce gradualmente y se forman cristales a medida que el material se enfría. Normalmente, esto daría lugar a un sistema cristalino monoclínico de óxido de circonio.

Para mantener un sistema cristalino cúbico, se añade un estabilizador, como óxido de magnesio , óxido de calcio u óxido de itrio, así como cualquier material para dar color al cristal. Una vez que la mezcla se enfría, se rompe la capa exterior y el interior del cristal se utiliza para fabricar gemas .