Фианиты

Фианиты [от названия Физического института Академии наук СССР (ФИАН), где они впервые были созданы], синтетические кристаллы, не имеющие природных аналогов, на основе окислов циркония и гафния. Ф. имеют кубическую кристаллическую решётку, которая обычно свойственна окислам циркония и гафния только при высоких температурах, а при комнатной температуре – неустойчива. Для придания ей устойчивости к окислам добавляют несколько % примесей-стабилизаторов (окислов кальция, урана и др.). Кроме стабилизаторов в состав Ф. могут входить окислы элементов (редкоземельных, группы железа и др.), сильно изменяющих физические свойства кристаллов.

  Ф. получают методом кристаллизации из расплава. Т. к. температуры плавления окислов циркония и гафния чрезвычайно высоки (2700 °С, 2800 °С), а их расплавы химически агрессивны, получить их обычными способами невозможно. Для этого применяют бесконтактный нагрев расплава токами ВЧ(высокая частота). Расплавленное вещество заключено в твёрдую оболочку того же химического состава, что и расплав. Кристаллы Ф. растут при постепенном охлаждении расплава. Один процесс длится 8–10 ч и позволяет получить несколько кг кристаллов; масса каждого достигает 200–400 г. Ф. могут быть бесцветными или окрашенными примесями в разнообразные цвета.

  Ф. обладают уникальной совокупностью свойств: высокой температурой плавления, высокой твёрдостью (7,5–8,5 по минералогической шкале), низкой испаряемостью при высоких температурах; преломления показателем света, равным 2,15–2,25, плотностью ~ 6,5–10 г/см³ значительной электропроводностью при температуре выше 1200 °С, устойчивостью к действию кислот и щелочей. Разнообразие окраски, высокий коэффициент преломления, лишь немного уступающий коэффициенту преломления алмаза (2,41), и большая твёрдость Ф. делают их ценными для ювелирной промышленности. Ф. позволяют не только имитировать природные драгоценные и полудрагоценные камни (сапфир, топаз, аквамарин, гранат), но и создавать камни с оригинальными. Ф. используются при изготовлении оптических линз и «окон», способных работать при высоких температурах; в качестве конструкционных материалов, способных противостоять высоким температурам и химически агрессивным средам, а также в качестве лазерных материалов.

  В. В. Осико.