يُعرف الشكل البلوري لثاني أكسيد الزركونيوم باسم الزركونيا المكعبة. يصعب التمييز بينه وبين الماس نظرًا للتشابه المذهل بينهما، بالإضافة إلى تشابه صلابتهما، مما يدفع الناس إلى شراء الزركونيا المكعبة أكثر، بالإضافة إلى أنها أرخص من أي ماسة أخرى، ومتوفرة بألوان متنوعة.

اكتُشف سابقًا عام ١٨٩٢، وكان متوفرًا بشكله الطبيعي بادليت. تتراوح جودة الزركونيا المكعبة بين أعلى درجة وأقلها، حيث يكون أقلها A وأعلىها 6A. الزركونيا الأقل جودة متوفرة بسهولة، وهي تُشبه الزركونيا المكعبة عالية الجودة. غالبًا ما تُميز الأحجار بناءً على لمعانها.

يُستخدم الزركونيا المكعبة بشكل رئيسي من قِبل الحرفيين والفنانين في تصميماتهم وإبداعاتهم. تتراوح صلابتها حوالي 8 على مقياس موس، وهي تُضاهي صلابة الماس.

"بسبب تكلفتها المنخفضة وتشابهها البصري الوثيق مع الماس، ظلت الزركونيا المكعبة أهم محاكاة للماس من الناحية الجيمولوجية والاقتصادية منذ عام 1976." - إحصائيات

الزركونيا المكعبة (CZ) هي الشكل البلوري المكعب لثاني أكسيد الزركونيوم (ZrO2). تتميز هذه المادة المُصنّعة بصلابتها وخلوها من العيوب البصرية، وعادةً ما تكون عديمة اللون، ولكن يمكن تصنيعها بألوان متنوعة. عادةً ما تكون أحجار الزركونيا المكعبة السائبة عديمة اللون، ولكن يمكن إضافة درجات ألوان متعددة باستخدام عناصر ضئيلة أثناء عملية التصنيع. يُعدّ صفاء الزركونيا المكعبة السائبة عاملاً أساسياً في جودتها. قد تُغيّم عملية التصنيع الحجر أحيانًا، مما يُظهر عيوبًا ظاهرة. وكما هو الحال مع الماس الأصلي، كلما زادت صفاء الحجر، زادت قيمته.

تستفيد الدول المتقدمة، مثل الصين وألمانيا وأمريكا الشمالية وأوروبا، إلى أقصى حد من الزركونيا، نظرًا لكثرة استخدامها في المعالجة والتطبيقات النووية. كما تُصنع المنتجات الصينية من السيراميك، الذي يُستخدم في العديد من الصناعات الأخرى.

المنشأ

يُصنع الزركونيا المكعبة عن طريق المعالجة الصناعية في مختبر بوتقة الجمجمة، حيث يُعبأ مسحوق الزركونيا ويُدخل في أنابيب مملوءة بالماء على شكل أكواب. تُغلَّف الأنابيب بملفات حثية ذات ترددات راديوية عمودية على أنابيب النحاس. يُخلط أكسيد الكالسيوم كمُثبِّت في مسحوق الزركونيا. تتوفر هذه الأحجار بأشكال وأحجام مختلفة.

توليف

تعمل ملفات تحريض الترددات الراديوية (RF) بطريقة مشابهة للملف الأساسي في المحول. تتطلب طريقة التسخين هذه إدخال قطع صغيرة من معدن الزركونيوم. تُخفض درجة الحرارة تدريجيًا وبشكل مُتحكم، مما يؤدي إلى تكوين بلورات عمودية خالية من العيوب، يبلغ طولها عادةً حوالي 5 سم وعرضها 2.5 سم، مع إمكانية زيادة حجمها بشكل كبير. بعد ذلك، تُجرى عملية تلدين مُطولة عند درجة حرارة 1400 درجة مئوية لإزالة أي إجهاد. تُقطع البلورات المُلتهبة إلى أحجار كريمة. فيما يلي بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكريستال الزركونيوم الأبيض AAA:

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

اللون : أبيض، أصفر، وردي، برتقالي، أحمر.
الصلابة : 8
اللمعان: شفاف إلى معتم
معامل الانكسار: 2.15-2.18 (A,AA)
الصيغة الكيميائية: ZrO2
الصلابة (مقياس موس): 8.50
الكثافة: 5.65 – 5.95
معامل الانكسار: 2.088 – 2.176 (AAA)
التشتت: 0.058 – 0.066
مقاومة الحرارة: 650 درجة مئوية – 700 درجة مئوية
الكسر: محاري
الوزن النوعي: 5.65-5.95،
مقاومة الصدمات: 350 درجة

تعد أحجار CZ White AAA الأكثر شعبية بين متاجر المجوهرات لأنها لا تزال تقدم جودة رائعة بأسعار معقولة.

يأتي مكعب الزركونيا الأبيض عالي الجودة بدرجات مختلفة A و AA و AAA.

زركونيا مكعب أبيض AAAAA

أحجار كريمة مُقلدة عالية الجودة، تُستخدم في صناعة المجوهرات، أو جمع الأحجار الكريمة، أو حتى للزينة. يصعب تمييز أحجار الماس المُقلدة عن الماس الحقيقي الخالي من العيوب، بل يصعب تمييزها. بل إنها قريبة من الماس الحقيقي في صلابتها، ولا تخدشها أي قطعة منزلية عادية، ولو قليلاً. أما أحجار الماس المُقلدة، مثل الماس، فتستطيع خدش الزجاج.

تكتسب أحجار الزركونيا المكعبة وغيرها من الأحجار الكريمة المصنعة في المختبر شعبية متزايدة، ويعتبرها العديد من الأشخاص الآن جميلة تمامًا مثل نظيراتها الطبيعية.

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن جميع أحجار الزركونيا المكعبة متشابهة. فكما هو الحال مع الألماس، تختلف مستويات الجودة والأسعار لهذه الأحجار المتشابهة. تُصنف أحجار الزركونيا المكعبة من A إلى AAAAAA. A هي أقل جودة، بينما AAAAAA هي أعلى درجة متاحة. يختلف المظهر والسعر بين أدنى وأعلى درجة، ولكلٍّ منهما سوقه الخاص. يجب أن تفهم الفرق لاختيار حجر الزركونيا المكعب المناسب.

لا تزال بوتقة الجمجمة السوفيتية المُحسّنة تُستخدم حتى اليوم، مع اختلافات طفيفة. تُوفر أنابيب النحاس المملوءة بالماء سقالةً على شكل كوب يُعبأ فيها مسحوق تغذية الزركونيا، ويُغلَّف الجهاز بأكمله بملفات حثّ ترددات راديوية عمودية على أنابيب النحاس. يُخلط مُثبِّت، عادةً أكسيد الكالسيوم، مع مسحوق التغذية.

إضافة بعض مُشَوِّعات أكسيد المعادن إلى مسحوق العلف يُنتج ألوانًا مُتنوعة. على سبيل المثال:

لون (ألوان) المادة المؤثرة

السيريوم – الأصفر، البرتقالي، الأحمر
الكروم – الأخضر
نيوديميوم – أرجواني
الإربيوم – وردي
التيتانيوم – بني ذهبي

أحجار الزركونيا المكعبة AAAAA هي الأفضل على الإطلاق. صُنعت على يد أمهر قواطع الأحجار، وصُقلت كأي ألماس فاخر. تتشابه هذه الأحجار بشكل ملحوظ مع الألماس، وهي مُثبتة بنفس نوع التركيبات التي تُركّب على نظيراتها من الألماس، مما يجعل من الصعب التمييز بينها. تُعدّ هذه القطع عالية الجودة وبأسعار معقولة، وهي خيار مثالي للمتسوق الذي يبحث عن قطعة رائعة دون القلق بشأن خسارة كل ما يملكه من مال.

فيما يلي بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ CZ White AAAAA:-

الخصائص: أحجار كريمة بيضاء من الزركونيوم

الصلابة (مقياس موس): 8.50
الكثافة: 5.65 – 5.95
معامل الانكسار: 2.088 – 2.176
التشتت: 0.058 – 0.066
مقاومة الحرارة: 650 درجة مئوية – 700 درجة مئوية
الكسر: محاري
الوزن النوعي: 5.65-5.95،
مقاومة الصدمات: 350 درجة

أحجار الزركونيا المكعبة السائبة أكثر صلابة من الأحجار الكريمة الأخرى، ولكنها ليست أكثر صلابة من الماس أو الياقوت أو الياقوت الأحمر أو الكريزوبيريل. تُحدد صلابتها بمقياس موس للصلابة. أعلى درجة صلابة للزركونيا المكعبة هي AAAAA، بقياس 8.5 درجة على مقياس موس.

الخصائص العلاجية والاستخدامات الصناعية

يستخدم الزركونيا المكعب في تطبيقات الطاقة النووية والتطبيق.
يستخدم الزركونيا المكعبة على شكل مسحوق في الصناعات الكيميائية لأنه مقاوم للغاية للتآكل وبالتالي يحمي المواد من الصدأ والتآكل.
يتم تصنيع أوعية المختبر في المختبر وهي مقاومة للغاية لدرجات الحرارة العالية وتوفر الحماية للمعادن والعناصر.
يتم استخدام الزركونيا في صناعة المواد المقاومة للحرارة والسيراميك وكذلك في صب التطبيقات.
يتم استخدامه في صناعة العلب لحمل قضبان وقود المفاعل.
من أجل صنع مكونات الطائرات، حيث يعمل كسبيكة مع المغنيسيوم لجعل المكونات أخف وزناً مما يجعل حركة الطائرات أسرع خاصة في الطائرات المقاتلة.
يتم استخدام مقصات خاصة في الصناعات الكبيرة حيث يتم استخدامها في قطع المواد، والسبب في ذلك هو أن السيراميك لا يصدأ بالإضافة إلى أنه قوي مثل الفولاذ.
في زراعة الأسنان، يتم استخدامها في تشكيل المكونات لأنها لا تصدأ عند ملامستها الدائمة للماء.

جدول مقاسات الزركونيا المكعبة

الأحجام المتوفرة من الزركونيا المكعبة، والأحجار الكريمة المصنوعة في المختبر، والكريستال النانوي، والأحجار الكريمة الزجاجية

مخطط الشكل

يشير شكل الماسة إلى شكلها المادي، ولكل شكل منها خصائصه الخاصة. تؤثر خطوطها ومحيطها بشكل كبير على مظهرها، فهي تتميز بخصائص فريدة. يؤثر هذا العنصر على مظهر الماسة، حتى لو لم يكن من ضمن خصائص الماس الأربعة. يُقطع كل شكل من أشكال الماسة بمواصفات مختلفة، ولذلك يعكس الضوء بشكل مختلف، مما يمنحه بريقًا وبريقًا فريدين. في ديسنت ستونز، نقدم أشهر أشكال الماس.