Piedra preciosa Moistanita de carburo de silicio

La moissanita de carburo de silicio es una rara piedra preciosa que debe su nombre al químico francés Henri Moissan. La descubrió mientras estudiaba meteoritos en Arizona en 1893 y al principio pensó que las diminutas partículas podrían ser diamantes; pero Moissan las reconoció inmediatamente como algo nuevo y diferente.

Hoy en día, la moissanita sintética se ha convertido en una alternativa cada vez más popular al diamante para la joyería. Puede crearse mediante diversos procesos, como la deposición química de vapor (CVD) y el crecimiento por flujo.

Natural

La moissanita (SiC), aunque el carburo de silicio natural puede darse en la naturaleza, es relativamente rara y la moissanita creada en laboratorio se vende normalmente como inventario de joyería. La moissanita comparte más propiedades gemológicas con el diamante que cualquier otro simulante de gema sintética, lo que la convierte en una de las gemas sintéticas más codiciadas.

La composición única de la moissanita incluye carbono y silicio. Cuando estos dos elementos se unen, crean un cristal con plaquetas hexagonales de seis lados, una estructura extraordinaria con un fuego y un brillo excepcionales. Las gemas naturales de moissanita también superan con creces a las variedades sintéticas en términos de durabilidad; son resistentes a variaciones extremas de temperatura, así como a altas presiones, sin sufrir daños ni decoloración.

La moissanita fue descubierta por el químico francés Henri Moissan en 1893 tras encontrar muestras de roca del meteorito Canyon Diablo de Arizona. Posteriormente, reprodujo este material en un laboratorio y estableció su valor como abrasivo. Finalmente, bautizó este nuevo material con su propio nombre, de ahí su apodo de Moissanita.

En la actualidad, el carburo de silicio (SiC) se produce exclusivamente mediante métodos sintéticos. La producción implica mezclar polvo de carbono de grado metalúrgico y sílice de gran pureza en un horno para someterlo a una reacción de carbonización; después, este material se expone a temperaturas y presiones muy elevadas para el crecimiento de los cristales.

Estos grandes cristales se cortan y pulen para convertirlos en hermosas piedras preciosas que se encuentran en las joyerías. A diferencia de los diamantes, la producción de moissanita sintética es mucho más respetuosa con el medio ambiente, ya que no es necesario llevar a cabo procesos de extracción perjudiciales, lo que la hace más atractiva para los consumidores que dan prioridad al abastecimiento ético.

Algunos pueden confundir la moissanita con la zirconia cúbica, pero estas piedras difieren mucho en su composición y estructura. La circonita cúbica se compone de dióxido de circonio, mientras que la moissanita se compone de carburo de silicio. Ambas se consideran simulantes del diamante; ambas comparten muchas propiedades similares, como tener un índice de refracción más alto que las piedras preciosas naturales extraídas de la tierra, aunque las piedras naturales tienden a tener colores más profundos con brillos menos intensos que las sintéticas producidas en laboratorios.

Sintético

Las gemas de moissanita se descubrieron por primera vez hace 110 años gracias a un descubrimiento geológico. El químico francés Ferdinand Henri Moissan desenterró pequeños cristales en el meteorito Canyon Diablo de Arizona que en un principio parecían diamantes por su brillo y dureza; sin embargo, tras una inspección más detallada, Moissan determinó que en realidad eran carburo de silicio natural, conocido como SiC (en su forma sintética carborundum). Más tarde, Moissan se ganó el nombre de "moissanita" para conmemorar sus esfuerzos utilizando métodos y hornos de alta temperatura que le llevaron a este descubrimiento.

El carburo de silicio sólo se encuentra de forma natural en pequeñas cantidades en meteoritos, yacimientos de corindón y kimberlita. Prácticamente todo el carburo de silicio que se vende en el mundo -para su uso como abrasivo, material cerámico o simulante de diamante de calidad gema- se fabrica sintéticamente fundiendo arena de sílice con carbono a altas temperaturas en un horno de arco eléctrico, a menudo conocido con el nombre de "carborundo". Las aplicaciones comerciales del carburo de silicio van desde los abrasivos industriales y las cerámicas de alto rendimiento hasta la electrónica de semiconductores como uno de los materiales naturales más duros conocidos por la humanidad.

El carburo de silicio es un material excelente para espejos de telescopios por su baja dilatación térmica, rigidez y dureza, características que lo hacen atractivo para los telescopios astronómicos. La tecnología de deposición química de vapor permite producir grandes discos de carburo de silicio policristalino a altas temperaturas para fabricar espejos de gran diámetro y alta reflectividad que pesan menos sin dejar de ser ligeros y estables: ¡incluso resisten los daños causados por las vibraciones provocados por la acumulación de polvo o el deslumbramiento! La excelente estabilidad del material también lo hace adecuado para su uso como material de protección antideslumbrante contra la acumulación de polvo en las superficies de los espejos cuando se utiliza en espejos de telescopios debido a los daños relacionados con las vibraciones causados por la acumulación de polvo o la acumulación de polvo en las lentes, en comparación con otros materiales como los espejos acrílicos utilizados en los telescopios.

El carburo de silicio es un mineral extremadamente duro, sólo superado por el diamante en la escala de dureza de Mohs. Presenta excelentes propiedades de resistencia al choque térmico y de conductividad eléctrica. Gracias a su resistencia natural a la oxidación, el carburo de sílice ha encontrado una amplia aplicación como material de soporte para catalizadores heterogéneos utilizados para la conversión de hidrocarburos C4 como el butano y el hexano en anhídrido maleico; además, se puede encontrar utilizado para el procesamiento químico de petróleo y combustibles fósiles; ¡este campo continúa desarrollándose rápidamente!

Crecimiento del flujo

El carburo de silicio forma más de 70 tipos distintos con propiedades físicas y eléctricas únicas. Estas variantes pueden dividirse en tres grandes grupos según su estructura cristalina: cúbica, romboédrica y hexagonal. Los monocristales de carburo de silicio incoloro sin dopar se cultivan comercialmente para aplicaciones semiconductoras utilizando sistemas de crecimiento sin dopar libres de átomos de impurezas como nitrógeno, oxígeno, monóxido de carbono, hidrógeno o silano y con un producto final de cristal de alta calidad.

El crecimiento por fundente, o disolución de polvo de carburo de silicio en fluido que contiene fundente, se utiliza para producir los cristales deseados. Una vez calentado a altas temperaturas y dejado enfriar lentamente tras ser expuesto a condiciones extremas, su contenido cristaliza en cristales semilla para el crecimiento cristalino; este método se conoce como Proceso Lely en honor a su creador, el científico belga Lely.

Los cristales de moissanita producen superficies muy brillantes con esferas lisas y perfectas. Su construcción rígida y su bajo coeficiente de dilatación térmica los hacen adecuados para diversos usos industriales, como la fabricación de muelas abrasivas y la construcción de espejos de telescopio, cualidades que han convertido a la moissanita en la alternativa al diamante preferida en el mercado actual.

La moissanita es uno de los minerales más duros de la Tierra y puede soportar incluso el desgaste diario sin rayarse, abollarse o astillarse con facilidad como lo harían muchas gemas. Además, la moissanita ofrece una resistencia superior a los arañazos. Además, esta versátil gema se presenta en varias formas, tamaños y colores, y está disponible con múltiples cortes que pueden engastarse en oro, plata o platino para una mayor resistencia al desgaste.

Henri Moissan hizo el descubrimiento inicial de la moissanita en 1905 en el meteorito Canyon Diablo, con posterior confirmación en la Formación Green River en Wyoming y en la Kimberlita de Yakutia en el este de Rusia. A diferencia del innovador proceso de producción de Charles & Colvard, que reproduce la naturaleza mediante la creación de hermosos cristales superduros y duraderos con tonalidades realistas en condiciones de laboratorio, lo que proporciona un brillo realista a los cristales de moissanita cultivados en laboratorio, ¡que parecen reales!

PVT

El carburo de silicio, comúnmente conocido como carborundo, es uno de los materiales más duros de la Tierra, con una dureza en la escala de Mohs de 9. Su durabilidad lo ha llevado a utilizarse en chalecos antibalas y placas de cerámica; además, sirve como abrasivo en herramientas de corte y papel de lija, ¡incluso resiste la corrosión a altas temperaturas!

La moissanita, una rara forma natural de SiC, es una piedra preciosa exquisita con una excepcional estructura cristalina hexagonal y un brillo y dispersión que la distinguen de los diamantes. El mayor índice de refracción de la moissanita desvía la luz de forma más eficiente, lo que hace que su brillo sea aún mayor, convirtiéndola en una alternativa atractiva, duradera y rentable. Los diseños de joyas con moissanita también son cada vez más populares.

La moissanita moderna se produce normalmente mediante el método Lely, un proceso que produce grandes cristales de carburo de silicio monocristalinos que pueden tallarse en gemas bajo la marca moissanite y venderse comercialmente.

Aunque muchos fabricantes utilizan el proceso Lely, existen otros medios para producir moissanita sintética. Uno de ellos es el PVT (transporte físico de vapor). Este método produce cristales de carburo de silicio con una apariencia similar a los creados mediante el proceso Lely.

La sublimación consiste en sublimar carburo de silicio en un gas al vacío, que luego puede depositarse sobre cristales semilla para hacer crecer cristales más grandes con mayor precisión y crear así cristales sintéticos de moissanita con los tamaños y formas deseados.

En condiciones óptimas, los cristales de a-SiC son incoloros con estructuras cristalinas hexagonales. Los productos industriales como los abrasivos y las muelas abrasivas suelen contener impurezas que dan lugar a cristales de color marrón a negro con estructuras cristalinas de zinc blenda que contienen impurezas de hierro que crean un brillo similar al del arco iris debido a las impurezas de hierro presentes.

El SiC se utiliza sobre todo en aplicaciones industriales; sin embargo, su potencial como material semiconductor para dispositivos electrónicos de potencia que funcionan a altas temperaturas y voltajes ha hecho que se utilice cada vez más, así como en televisores de alta resolución y sistemas de imágenes infrarrojas. Dado que el SiC natural es extremadamente raro en el mercado estadounidense, la mayor parte del que se vende aquí es sintético.