เพทายลูกบาศก์

คำอธิบาย

Cubic Zirconia (CZ) เป็นผลึกเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ (ZrO2) ที่มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ เป็นวัสดุสังเคราะห์ที่ไม่มีอยู่ตามธรรมชาติ มีชื่อเสียงในฐานะวัสดุเลียนแบบเพชรที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางแสงที่คล้ายคลึงกับเพชรหลายประการ เช่น ความแข็งสูง ความแวววาวแบบเพชร และการกระจายแสงที่โดดเด่น CZ บริสุทธิ์จะไม่มีสีและโปร่งใส แต่สามารถผลิตให้มีสีต่างๆ ได้โดยการเติมสารเจือปน (dopants) ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ เช่น ซีเรียม (สีเหลือง ส้ม แดง) โครเมียม (สีเขียว) นีโอดีเมียม (สีม่วง) และเออร์เบียม (สีชมพู)

วิธีการระบุ

สี

CZ บริสุทธิ์จะไม่มีสี (ใส) แต่สามารถผลิตให้มีสีได้หลากหลาย เช่น ขาว เหลือง ชมพู แดง เขียว น้ำเงิน ม่วง ดำ โดยการเติมสารเจือปน

ความวาว

มีความแวววาวแบบเพชร (adamantine luster) ถึงกึ่งโลหะ (sub-metallic)

เนื้อหิน

พื้นผิวเรียบเนียนเมื่อเจียระไน

รูปผลึก

ผลึกเดี่ยวมีโครงสร้างลูกบาศก์ (cubic) มักพบในรูปของผลึกที่เจียระไนแล้ว

แนวแตกเรียบ

ไม่มีแนวแตกเรียบที่ชัดเจน (poor cleavage) หรือแตกแบบก้นหอย (conchoidal fracture)

สภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยา

ไม่มีการเกิดตามธรรมชาติในสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยา เนื่องจากเป็นวัสดุสังเคราะห์ที่ผลิตในห้องปฏิบัติการ

ข้อเท็จจริงสำคัญ

• ความแข็ง: 8.0-8.5 ตามมาตราโมห์ (Mohs scale)
• ความถ่วงจำเพาะ: 5.6-6.0 (สูงกว่าเพชรมาก ซึ่งมีค่า 3.52)
• ระบบผลึก: ลูกบาศก์ (Cubic)
• สี: ไม่มีสี (ใส) หรือมีสีต่างๆ
• ความวาว: แวววาวแบบเพชร (adamantine)
• ความโปร่งใส: โปร่งใสถึงโปร่งแสง
• รอยแตก: แตกแบบก้นหอย (conchoidal)
• แนวแตกเรียบ: ไม่มีแนวแตกเรียบที่ชัดเจน (poor cleavage)
• องค์ประกอบ: เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ (ZrO2) พร้อมสารทำให้เสถียร เช่น Y2O3 หรือ CaO

ตรวจสอบด่วน

• สี: ไม่มีสี (ใส) หรือมีสีต่างๆ ขึ้นอยู่กับสารเจือปน
• ความวาว: แวววาวแบบเพชร (adamantine)
• สีผง: ไม่มีสี (ใส)

ลักษณะทางกายภาพ

• ลักษณะผลึก: มักพบในรูปของผลึกที่เจียระไนแล้ว ไม่มีรูปแบบผลึกธรรมชาติ
• ชนิดแนวแตกเรียบ: ไม่มีแนวแตกเรียบที่ชัดเจน
• ชนิดรอยแตก: แตกแบบก้นหอย (conchoidal)
• ความเหนียว: เปราะ (brittle)
• ชนิดความวาว: แวววาวแบบเพชร (adamantine)

การก่อตัว

Cubic Zirconia (CZ) เป็นวัสดุสังเคราะห์ที่ผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการ ไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในเปลือกโลก การผลิต CZ เริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 โดยใช้กระบวนการหลอมละลายด้วยความร้อนสูง (skull melting) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนผงเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ (ZrO2) และสารทำให้เสถียร (stabilizer) เช่น อิตเทรียมออกไซด์ (Y2O3) หรือแคลเซียมออกไซด์ (CaO) จนถึงอุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 2750 องศาเซลเซียส) ในเบ้าหลอมที่ทำจากเซอร์โคเนียเอง เพื่อป้องกันการปนเปื้อน จากนั้นปล่อยให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อให้เกิดการตกผลึกในโครงสร้างลูกบาศก์ (cubic crystal structure) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เสถียรที่อุณหภูมิสูง แต่ไม่เสถียรที่อุณหภูมิต่ำหากไม่มีสารทำให้เสถียร

การใช้ประโยชน์

Cubic Zirconia ถูกนำมาใช้เป็นหลักในการผลิตเครื่องประดับเพื่อเลียนแบบเพชร เนื่องจากมีคุณสมบัติทางแสงที่คล้ายคลึงกัน เช่น ความแวววาวและการกระจายแสง (fire) ที่สูง นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น เป็นวัสดุเซรามิกขั้นสูงในงานทันตกรรม (ครอบฟัน) ใบมีดผ่าตัด และส่วนประกอบทางอิเล็กทรอนิกส์บางชนิด เนื่องจากมีความแข็งสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน และมีจุดหลอมเหลวสูง

การกระจายตามอายุ

ไม่มีอายุทางธรณีวิทยา เนื่องจากเป็นวัสดุสังเคราะห์

แหล่งที่พบ

เคล็ดลับการค้นหา

หินที่คล้ายกัน

การจำแนกทางวิทยาศาสตร์

ประเภทแร่

ออกไซด์ (Oxide)

กลุ่ม

ไม่มีกลุ่มแร่ธรรมชาติ เนื่องจากเป็นวัสดุสังเคราะห์

ระบบผลึก

ลูกบาศก์ (Cubic)

สูตรเคมี

ZrO2

องค์ประกอบ

เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ (Zirconium Dioxide) ที่มีสารทำให้เสถียร (stabilizer) เช่น อิตเทรียมออกไซด์ (Yttrium Oxide, Y2O3) หรือแคลเซียมออกไซด์ (Calcium Oxide, CaO) เพื่อรักษาสภาพโครงสร้างลูกบาศก์ที่อุณหภูมิห้อง

สำรวจ เพทายลูกบาศก์