MXPA98001580A - Gemas de carburo de silicio - Google Patents

Abstract

Se forman gemas sintéticas que tienen extraordinaria brillantez y dureza a partir de cristales grandes simples de carburo de silicio translúcido, de impureza relativamente baja, de un politipo simple, que se cultivan en un sistema de horno por sublimación. Los cristales se cortan en gemas en bruto que se forman después en gemas talladas. Un rango amplio de colores y tonalidades estádisponible por impureza selectiva de los cristales durante el cultivo. Una gema incolora se produce cultivando el cristal puro en un sistema sustancialmente libre deátomos de impureza indeseable.

Description

GEMAS DE CARBURO DE SILICIO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona a gemas sintéticas. Más particularmente, la invención se rela?iona a gemas sintéticas formadas de carburo de silicio monocristalino, translúcido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Gemas en General ; Hay un número limitado de elementos y compuestos químicos que tienen las características fisicas para ser útiles como gemas. Las características físicas qué son aceptadas generalmente como las más importantes, son dureza, índice de refracción y color, aunque la estabilidad térmica, la estabilidad química y rigidez son consideradas también importantes en muchas aplicaciones de gemas. A la fecha, las únicas sustancias químicas técnicamente consideradas piedras preciosas son el diamante (carbono cristalino simple) y corindón (zafiro y rubí [óxido de aluminio cristalino simple]) debido a que su dureza, cuando se mide en la escala de Mohs, es de aproximadamente 9 o mayor. El sistema de Mohs es una escala para la clasificación de dureza de un mineral con diamante, siendo la dureza a 10, zafiro a 9, topacio 8, por debajo del mineral más suave, el talco, el cual es 1. La esmeralda, debido a que es rara, es aceptada como una piedra preciosa aún cuando su dureza es de 7.5, mientras que otras gemas, tales como el crisoberilo, topacio y granate, son usualmente clasificadas como piedras semipreciosas debido a su baja dureza. La dureza tiene un valor práctico, en que ésta define la capacidad de una gema para resistir las rayaduras. El índice de refracción es importante debido a que este define la capacidad de una gema para reflejar la luz. Cuando los materiales con un índice de refracción elevado se forman en gemas acabadas, centellean y parecen brillantes cuando se. exponen a la luz. La característica de centelleo de un diamante es debido principalmente a su elevado índice de refracción. El color de una gema se determina por una 'variedad de factores, a partir de los átomos de impureza que están disponibles para ser incorporados dentro de la red cristalina a la estructura física y electrónica del cristal en si mismo. Un rubí, por ejemplo, es simplemente un cristal de zafiro (óxido de aluminio) que contiene una pequeña concentración de átomos de impureza de cromo. La estabilidad térmica y química de una gema puede ser importante durante el proceso de montaje de piedras en joyería. En general, esto es benéfico si las piedras pueden ser calentadas a temperaturas elevadas sin cambiar de color o reaccionar con gases ambiente (que estropean el acabado de la superficie) . La rigidez de una gema se relaciona con la capacidad de las gemas para absorber energía sin romperse, astillarse o cuartearse. Una gema debe ser capaz de resistir aquellas fuerzas de impacto normalmente encontradas durante un tiempo de vida de uso, montada en un anillo u otra- ieza de joyería. La dureza, índice de refracción, color, estabilidad térmica/química y rigidez son todas características que, en combinación, determinan la utilidad de un material como una gema. Gemas de Diamante Sintéticas : Data a partir de los años 60, un esfuerzo para producir diamantes sintéticos con calidad de gema fue perseguido por la General Electric Company como se demuestra por numerosas patentes, incluyendo la Patente de los Estados Unidos No. 4, 042,'"6'73. Estos esfuerzos se centran alrededor del uso de ambientes de presión muy altos/temperatura elevada, para el cultivo de diamantes monocrístalinos en cristales germen. Los diamantes sintéticos con calidad de gema, generalmente no han ganado aceptación comercial. Carburo de Silicio Sintético Utilizado como Materiales Abrasivos y Semiconductores : El carburo de silicio es raramente encontrado en la naturaleza. Sin embargo, éste ha sido fabricado por más de ochenta años, en forma cristalina, para productos abrasivos. Los cristales de carburo de silicio encontrados en la naturaleza y en productos abrasivos son opacos y no translúcidos debido a que contienen niveles sustanciales de átomos de impureza. Durante los años 60 y 70, las actividades de desarrollo significativas fueron iniciadas con el objeto del gran crecimiento (volumen) de cristales de carburo de silicio de impureza baja para el uso en la producción de dispositivos semiconductores. Estos esfuerzos finalmente resultaron en la disponibilidad comercial de cristales de silicio translúcidos de impureza relativamente baja en 1990. Estos cristales de carburo de silicio son únicamente fabricados y vendidos como plaquitas o "rebanadas" muy delgadas, verdes o azules (175 µm - 400 µm) útiles para dispositivos semiconductores. El carburo de silicio tiene una dureza muy elevada (8.5 - 9.25 Mohs dependiendo del politipo [disposición atómica] y dirección cristalográfica) y un índice de refracción elevado (2.5 - 2.71 dependiendo del politipo). Además, el carburo de silicio es un material muy rígido y un material extremadamente estable que puede ser calentado a más de 1093.33°C (2000°F), en aire, sin sufrir daño.

El carburo de silicio es un sistema de material complejo que forma más de 150 politipos diferentes, cada uno tiene propiedades físicas y electrónicas diferentes. Los politipos diferentes pueden ser clasificados en tres formas básicas, cúbico, rombohédrico y hexagonal. Ambas de las formas rombohédrica y hexagonal pueden ocurrir en un número de disposiciones atómicas diferentes que varían de acuerdo a la secuencia de acumulación atómica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención, en un aspecto amplio, es el descubrimiento que el carburo de silicio de cristal simple, translúcido, de impureza relativamente baja't - actualmente utilizado como el material para fabricación de dispositivos semiconductores muy delgados - puede ser cultivado con el color deseado y después cortado, facetado y pulido en gemas de acabado sintéticas que tienen (i) una dureza aproximada a la del diamante, (ii) excelente rigidez, (iii) excelente estabilidad térmica/quimica, y (iv) un índice de refracción elevado que vuelve a la gema de carburo de silicio como brillante, si no es que más brillante, que el diamante. De acuerdo con este aspecto de la invención, un cristal simple de carburo de silicio, de preferencia de color consistente, se cultiva por una técnica apropiada tal como la técnica de sublimación descrita en la Patente de los Estados Unidos No. Re. 34,861. En lugar de rebanar el cristal grande en muchas plaquitas delgadas, los cristales sirven como piedras preciosas piriformes que son cortadas en gemas sintéticas en bruto que tienen un peso en el orden de, por ejemplo, 1/4 a 5 quilates. Las gemas en bruto después se forman en gemas de carburo de silicio sintéticas acabadas. Las técnicas de facetado y pulido se derivan a partir de aquellas técnicas actualmente utilizadas en relación con el facetado y pulido de gemas de color, tales como rubies y zafiros, que incorporan ciertos procedimientos utilizados en relación con los diamantes. Como se mencionó en lo anterior, .de preferencia los cristales simples de carburo de silicio se cultivan bajo las mismas o similares condiciones que son utilizadas para producir cristales que tienen los niveles de impureza bajos, necesarios para aplicaciones semiconductoras, siendo con esto apreciado, por supuesto, que niveles de impureza más elevados pueden ser tolerables dentro de los rangos aceptados, consistentes con la necesidad para materiales que tienen translucidez adecuada y otras propiedades ópticas para el uso de las gemas. Los cristales de carburo de silicio pueden ser cultivados en un amplio rango de colores (incluyendo verde, azul, rojo, púrpura, amarillo y negro) y tonalidades con cada color por la selección apropiada de impurificantes (por ejemplo, nitrógeno y aluminio) y variando las densidades (concentraciones) de impurificante neto. Los • cristales de carburo de silicio puros en las formas hexagonales o ronbohédricas son incoloros y cumplen, o exceden, la brillantez del diamante. Las gemas de carburo de silicio en bruto son cortadas a partir de cristales grandes simples y luego se fo man en gemas acabadas por una combinación de técnicas actualmente empleadas en relación con gemas y diamantes de color convencionales. La dureza y rigidez del carburo de silicio permite que las piedras se faceten con aristas muy afiladas, de esta forma realzando la apariencia y brillantez total de las piedras.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Algunos de los objetos han sido establecidos, otros objetos aparecerán a medida que avanza la descripción, cuandc se toman en relación con los dibujos anexos, en los cuales: ' -' -* '' La Figura 1 es una vista gráfica de una piedra preciosa piriforme que comprende un cristal grande simple de un politipo de carburo de silicio.

La Figura 2 es una vista gráfica agrandada de un corte de gema sintética en bruto a partir del cristal simple de la Figura 1. La Figura 3 es una vista gráfica agrandada de una gema de carburo de silicio sintética acabada, que se forma a partir de la piedra en bruto de la Figura 2..

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Mientras que la presente invención se describirá más completamente después • con referencia a los dibujos anexos, en los cuales se muestran los aspectos de la forma preferida de practicar la presente invención, se entiende en el principio de la descripción, la cual sigue, que las personas con habilidad en las técnicas apropiadas pueden modificar la invención descrita en la presente, mientras que se logren los resultados favorables de esta invención. Por consiguiente, la descripción, la cual sigue, es para ser entendida, siendo una descripción de enseñanza amplia, dirigida a personas con habilidad en las técnicas apropiadas, y no como limitantes en la presente invención. Con referencia a los dibujos, la Figura 1 muestra una "piedra preciosa piriforme" que comprende un cristal grande simple 11 de carburo de silicio que pesa aproximadamente 716 quilates y a partir del cual aproximadamente las gemas sintéticas en bruto 105 de cinco quilates (Figura 2) pueden ser cortadas. Cada una de las gemas en bruto de cinco quilates, cuando se forman en una gema acabada, producirán una gema de tamaño aproximado en el orden de dos quilates. El cristal 11 es sustancialmente cilindrico y aproximadamente mide 44 mm de altura y 40 mm en diámetro. En la forma preferida de practicar la invención, el cristal 11 está formado de un politipo simple, con un espacio de banda de energía bastante ancha (átomos de impureza neta eléctricamente activa, bastante baja) por ejemplo, una forma hexagonal tal como SiC 6H, y tiene un nivel de impureza neta bastante baja para volver al cristal lo suficientemente translúcido para utilizarse como una gema. El cristal 11 se cultiva por medio de una sublimación apropiada o deposición u otra técnica de cultivo utilizada para el gran crecimiento (volumen) de cristales simples de carburo de silicio, con el método preferido siendo el cultivo por sublimación en un cristal germen. De acuerdo con esta técnica preferida, el cristal 11 es cultivado introduciendo un cristal germen monocristalino pulido de carburo de silicio de un politipo deseado dentro del horno de un sistema de sublimación junto con silicio y carbón que contiene fuente de gas o polvo (material fértil) . El material fértil se calienta a una temperatura que provoca que el material fértil genere un flujo de vapor que deposita Si, Si2C y SiC2 vaporizados a la superficie de cultivo del cristal germen. El cultivo reproducible de un polítípo seleccionado simple en el cristal germen se logra al mantener un flujo constante de Si, Si2C y SiC2, y al controlar el gradiente térmico entre el material fértil y el cristal germen. Los cristales cultivados por técnicas de sublimación han sido utilizados como un material a partir del cual las plaquitas muy delgadas se toman para uso en la producción de dispositivos semiconductores. Estas plaquitas (175 µm - 400 µm) han sido verdes o azules, como el cristal, con el color (y propiedades eléctricas deseadas), logradas por impurificar intencionalmente con impurificantes seleccionados en concentraciones seleccionadas durante el proceso de cultivo. El carburo de silicio puro (intrínseco) no ha sido comercialmente cultivado. La conductividad eléctrica extremadamente baja de carburo de silicio puro daría poco o ningún valor práctico en la fabricación de productos semiconductores. Sin embargo, se ha encontrado que debido a que los politipos hexagonal y rombohédrico de carburo de silicio tienen espacios de banda de energía ancha (>2.7 electrón-voltios) si existe cultivo puro (o, equivalentemente, con un nivel muy bajo de átomos de impureza o un nivel de átomos de impureza eléctricamente activa) los cristales serán incoloros. Para cultivo puro, los cristales simples de carburo de silicio incoloros, el sistema de cultivo de cristal se mantiene sustancialmente libre de gases indeseables o átomos de impureza vaporizados que resultarían en impurificación no intencional del cristal como se cultivan utilizando técnicas de cocido de presión baja como son bien conocidas en la técnica. Los politipos preferidos para las gemas de carburo de silicio incoloras son SiC 6H y 4H. El germen para iniciar el cultivo del cristal simple para tales gemas es el germen que tiene el mismo politipo, SiC 6H o 4H respectivamente. Para crear los cristales de carburo de silicio hexagonales que tienen colores diferentes, un debe agregar intencionalmente átomos de impureza específicos. La forma cúbica o 3C de carburo de silicio, debido a su espacio de banda de energía más estrecha, parecerá amarilla cuando se purifica con átomos de impureza. Ya que un gran número de disposiciones atómicas diferentes de carburo de silicio (cualquiera de las cuales puede ser impurificada con un número de impurificantes diferentes en varias combinaciones y concentraciones) es posible producir gemas en un rango amplio de colores y tonalidades. Con el politipo 6H, los impurificantes comúnmente utilizados son nitrógeno (tipo n) y aluminio (tipo p) en concentraciones típicamente en el rango de un rango bajo en el orden de 10as átomos portadores por centímetro cúbico a un rango elevado en el orden de 1019 átomos portadores por centímetro cúbico. Otros impurificantes tal como el boro pueden ser utilizados a concentraciones suficientes para alcanzar los colores y tonalidades deseados. La siguiente tabla da diversas disposiciones atómicas e impurificantes que producen varios colores básicos representativos.

Incoloro SiC 6H Puro Incoloro SiC 4H Puro Azul SiC 6H Al-impuro Púrpura SiC 6H Al-impuro elevado Púrpura SiC 24R N-impuro Verde SiC 6H N-impuro,. Amarillo SiC 3C Puro Amarillo-Verde SiC 3C N-impuro Rojo SiC 27R N-impuro Café Claro SiC 4H N-impuro bajo Amarillo-Naranja SiC 8H N-impuro Aunque las combinaciones anteriores producen una variedad amplia de colores, todos los cristales tienen dos características muy importantes en común, (1) dureza elevada y (2) índice de refracción elevado. La dureza e índice de refracción de carburo de silicio se comparan con otros materiales de gemas, junto con una comparación de densidad: Dureza índice de Densidad de Mohs Refracción (SG) Esmeralda 7.5 1.59 2.5 Corindón (zafiro & rubí) 9 1.77 3.9 Diamante 10 2.42 3.5 Carburo de Silicio (6H) 9 2.69 3'.2 Carburo de Silicio (4H) 9 2.71 3.2 Circonia cúbica 7.5 1.98 4.7 Como se ilustra por la tabla anterior, el carburo de silicio, cuando se produce en ciertas' disposiciones atómicas con la introducción controlada de átomos impurificantes específicos, es un excelente material de gema de color que tiene características físicas que se comparan favorablemente con, o excediendo aquellas de corindón y esmeralda. En sus formas hexagonal y rombohédrico puras, (en particular la forma hexagonal la cual repite la misma estructura atómica en todas las -seis capas de átomos, es decir, 6H) el carburo de silicio es el mejor candidato conocido para reproducir las características del diamante.

Formación de las Gemas Con referencia anterior a los dibujos, el cristal 11 de carburo de silicio (Figura 1) de quizás 716 quilates se corta en múltiples gemas 12 sintéticas en bruto (una mostrada en la Figura 2) que tiene un peso seleccionado, por ejemplo, cinco quilates. La gema 12 en bruto de preferencia tiene una forma cúbica o aproximadamente cúbica. Para producir una gema acabada como se ilustra en la Figura 3, ha sido encontrada deseable para formar la gema 12 en bruto en una gema acabada de acuerdo con un proceso novedoso que es el más adecuado para tomar ventaja de las características físicas del carburo de silicio. Este proceso incorpora técnicas de facetar que resultan en ángulos precisos y aristas muy afiladas para tomar toda la Ventaja de la rigidez y dureza del material de carburo de silicio, mientras que incorpora otras técnicas más 'similares a aquellas utilizadas en piedras de color. Una descripción más completa del proceso de formación se establecerá después siguiendo una discusión breve de formación, en general, y ciertos aspectos de la formación de gemas de color tales como rubíes, zafiros y esmeraldas. Formación en General (Técnica Anterior) La formación de la gema incluye cuatro técnicas:^ facetar, pulir, quebrar y tallar. El facetar produce caras planas (facetas) en gemas de muchas formas diferentes. Las gemas transparentes y sumamente translúcidas son normalmente facetadas. Los materiales menos translúcidos y opacos son usualmente pulidos, quebrados o tallados debido a las propiedades ópticas asociadas con el facetado que dependen del reflejo de la luz del interior de la piedra. Una forma de la gema es su perfil .boca arriba, la posición en la cual significa ser vista cuando es montada. Las otras formas que la rodean son llamadas de fantasía. Algunas formas de fantasía populares incluyen las bien conocidas de esmeralda cortada, de forma de cojín, de forma de cojín antiguo, en forma oval, en forma de pera y en forma de marquís. Las piedras de color (y diamantes sobre tres quilates) son generalmente cortados en formas de fantasía debido a que un lapidario puede mantener más peso de' la gema original utilizando una forma de fantasía, de esta forma mejorando el peso producido. La faceta estandarizada, exacta, vista en los diamantes es rara en las piedras de color. Una razón es la incapacidad de algunas piedras de color, debido a su dureza y rigidez, bajas, para ser facetadas en ángulos afilados sin romperse o astillarse. Otra es la diferencia que esperan los profesionales y consumidores de diamantes contra otras piedras. El "corte oriental o nativo" son términos utilizados para describir gemas facetadas las cuales tienen formas distorsionadas y facetas irregularmente colocadas y son má-s comunes en piedras de color. La industria de la joyería no acepta piedras de color facetadas perfeccionadas. La mayoría de las piedras de color son facetadas sólo lo suficiente para permitir la iluminación. La mayoría de las gemas facetadas tienen tres partes principales: corona, rondista y pabellón. La corona es la parte superior, la rondista es la sección angosta que forma el límite entre la corona y el pabellón; éste es el borde de las gemas montadas. El pabellón es la parte inferior. Las piedras de color usualmente tienen facetas en el pabellón y corona. El Proceso de Formación en General para las Piedras de Color (Técnica Anterior) El facetador de la gema de 'color empieza esmerilando la gema de color en bruto en la forma aproximada y dimensiones de la piedra acabada. Esta se llama preformación. La preformación toma una aspereza abrasiva. El polvo de diamante se empotra en un disco de cobre plateado con níquel, es la mejor elección para la preformación de piedras de color muy duras (corindón, crisoberilo, espinela y carburo de silicio) . El agua es el agente humidificante en la preformación y el resto de la secuencia de facetar. Los lapidarios utilizan diversas disposiciones para mantener las ruedas húmedas. La preformación en bruto en el contorno de la rondista y el perfil general de la corona y pabellón, que dejan una superficie esmerilada en todo alrededor de la piedra. Antes de esmerilar en las facetas, el lapidario necesita montar la piedra de color en una copa de adhesión. El procedimiento se llama impurificación. La piedra se calienta suavemente, luego sube cerca del % extremo de la copa, la cual ha sido bañada en cera impurificada fundida. Una vez que la preforma se ha fijado en la posición, ésta se fija a un lado para enfriar. Las facetas de la piedra de color son esmeriladas y pulidas en ruedas horizontalmente girando llamadas ruedas de pulir. Los lapidarios utilizan una serie de ruedas de pulir cortantes con polvos de diamante progresivamente afinadores para esmerilar en las facetas," gradualmente alisando fuera de sus superficies. Entonces hacen el pulido final sobre una rueda de pulido especial. Las ruedas de pulido se hacen a partir de una variedad de materiales. Los agentes de pulido con los cuales se cargan son polvos muy finamente esmerilados, que incluyen el diamante, el corindón, óxido de cerio y óxido de estaño. Para cortar y pulir consistentemente en los mismos ángulos deseados, el facetador sujeta la copa de adhesión a un dispositivo que sostiene la piedra en la posición como se encuentra la rueda de pulir. El dispositivo de montaje tradicional utilizado en muchos talleres de piedras de colores es el gancho o pinza montante. Este tiene un bloque montado sobre un poste vertical. La copa de adhesión se ajusta dentro de una serie de orificios sobre el lado del bloque. La posición de cada orificio establece un ángulo específico (a partir de la rondista plana) en la cual la faceta se corta. Regresando a la copa de .adhesión en el orificio, se colocan todas las facetas de un tipo dado en el mismo ángulo en su contorno alrededor de la piedra. El Proceso de Formación para Gemas de Carburo de Silicio Debido a que la belleza de la mayoría de los diamantes depende del centelleo, brillantez y fuego (sin color) , los cortadores del diamante deben controlar cuidadosamente los factores de corte que afectan estas características. Es muy difícil colocar ios cortes de diamante en las gemas de color. Debido a que el índice de refracción de carburo de silicio es mayor que aquel del diamante y piedras de color, de acuerdo con la presente invención las gemas de carburo de silicio se forman con cortes de diamante de precisión utilizando herramientas de manejo de diamante conocidas como espigas. Las espigas permiten al cortador establecer y ajustar el ángulo de la faceta, que es algo que el cortador no puede hacer con las herramientas de manejo de la piedra de color, las cuales están presentes. Esto es la precisión de las herramientas de manejo del diamante, las espigas, que permite al cortador utilizar los ángulos y proporciones de un diamante, resultando en "aristas afiladas" sobre las gemas de carburo de silicio de la invención. Sin embargo, debido a que el carburo de silicio no es tan duro como el diamante, las ruedas de pulir de la piedra de color tradicional se utilizan en el proceso •, de facetar a velocidades rotacionales menores que aquellas velocidades típicamente utilizadas para ruedas de diamante, es decir, menores que 3000 RPM, y de preferencia a velocidades rotacionales en el orden de 300 RPM. Regresando a una descripción más particular de la técnica de formación de carburo de silicio de la invención, la gema en bruto de carburo de silicio está montada en una copa de adhesión y asegurada dentro de la espiga superior. La rondista afilada se corta primero en la rueda de esmerilado. Esta determina la forma de la piedra. La Mesa, la cabeza plana es la gran faceta en la piedra total, se corta después utilizando también la espiga de mesa. La Mesa es entonces pulida utilizando un proceso de cuatro etapas de ruedas de pulir (discos, ruedas o sciaves) que progresan a partir de tamaños de polvo de diamante de liso a bruto. El pulido puede empezar con una rueda de pulir de polvo de diamante 600 a polvo de diamante 1200, luego con polvo de diamante 3000 y concluye con un disco de cerámica que ti ne un tamaño de polvo de diamante efectivo de 0.5 a 1 miera, el cual es liso. La copa es entonces transferida a una espiga superior para cortar el lado superior y hacer el Recorte, el cual consiste de 4 Básicos (facetas) . Luego la copa es transferida a una espiga inferior y el lado inferior es cortado en el Recorte el cual consiste de 4 Básicos (facetas) . En este tiempo, la piedra se examina por inspección visual para determinar su precisión. Después de esta inspección, el contorno del proceso de pulido de la rueda de pulir 4 para la Mesa es repetido para los Básicos. La copa es transferida a la espiga superior y las facetas de Estrella del lado superior - .existen 8 de estos cortes junto con las Facetas de la Rondista Superior (16 facetas) . La copa es transferida a la espiga inferior y las Facetas de la Rondista Inferior (16 facetas) son cortadas. El contorno del proceso de pulido de la rueda de pulir 4 para la Mesa y los Básicos es repetido para las facetas de la Rondista restantes. La gema en bruto es ahora una gema 13 brillante redonda, pulida y facetada como se muestra en la Figura 3. Mientras la invención ha sido descrita en conjunto con ciertas modalidades ilustradas, se apreciará que las modificaciones pueden hacerse sin apartarse del espíritu verdadero y alcance de la invención.

Claims (50)

REIVINDICACIONES

1. Una gema de carburo de silicio sintética acabada, caracterizada porque comprende un cristal sencillo de carburo de silicio sintético que tiene facetas pulidas con un grado suficiente que permite la intrpducción de luz en la gema para reflexión interna del interior de la gema.

2. La gema de carburo de silicio sintética acabada de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el carburo de silicio sintético tiene una estructura cristalina seleccionada del grupo que consiste de SiC 6H y SiC 4H.

3. Una gema de diamante simulada caracterizada porque comprende un cristal sencillo de incoloros, carburo de silicio sintético que tiene facetas pulidas con un grado suficiente para permitir la introducción de luz en la gema para reflexión interna del interior de la gema.

4. La gema de diamante simulada de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque las facetas son características de un corte de diamante.

5. La gema de diamante simulada de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el corte de diamante es un corte es un corte brillante redondo.

6. La gema de diamante simulada de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque _ el carburo de silicio s-intético tiene una estructura cristalina seleccionada del grupo que consiste de SiC 6H y SiC 4H.

7. La gema de diamante simulada de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el cristal de ca] buró de silicio sintético incoloro es carburo de silicio intrínseco.

8. Una gema de carburo de silicio sintética ac 'ibada caracterizada porque tiene un color que comprende un cr-stal sintético de carburo de silicio sintético que contiene átomos impurificantes a una concentración suficiente que produce un color visiblemente discernible, la gema tiene facetas pulidas con un grado suficiente para permitir la introducción de luz en la gema para reflexión interna del interior de la gema.

9. La gema de carburo de silicio sintética acabada de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque tiene color, estructura cristalina y características de impurificación seleccionada del grupo que consiste de: Estructura Caracteristicas Color Cristalina Impurificantes Azul SiC 6H Al-impuro Púrpura SiC 6H Al-impuro elevado Púrpura SiC 24R N-impuro Verde SiC 6H N-impuro Amarillo SiC 3C Puro Amarillo-Verde SiC 3C N-impuro Rojo SiC 27R N-impuro Café Claro SiC 4H N-impuro bajo Amarillo-Naranja SiC 8H N-impuro.

10. La gema de carburo de silicio sintética acabada de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque los átomos impurificantes están presentes en el cristal de carburo de silicio sintético a una concentración en el rango de aproximadamente 1015 a 101 átomos portadores por centímetro cúbico.

11. La gema de carburo de silicio sintética, acabada de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque los átomos impurificantes están presentes en el cristal de carburo de silicio sintético a una concentración en el rango de aproximadamente 1015 a 1019 átomos portadores por centímetro cúbico.

12. La gema de carburo de silicio sintética acabada de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque el carburo de silicio sintético tiene una ' seleccionada del grupo que consiste de SiC 6H y SiC 4H.

13. Una gema de diamante simulada caracterizada porque comprende un cristal simple de carburo de silicio sintético, incoloro que tiene facetas pulidas con un grado de característica lisa de gemas de diamante acabadas.

14. La gema de diamante simulada de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque las facetas son características de un corte de diamante.

15. La gema de diamante simulada de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque el corte de diamante es un corte de brillante redondo.

,16. La gema de diamante simulada de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el carburo de silicio sintético tiene una estructura cristalina seleccionada del grupo que consiste de SiC 6H y SiC 4H.

17. La gema de diamante simulada de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el cristal de carburo de silicio sintético, incoloro es carburo de silicio intrínseco.

18. Un método para producir una gema acabada que tiene una dureza de Mohs de aproximadamente 8.5-9.25, una densidad (SG) de aproximadamente 3.2 y un índice de refracción de aproximadamente 2.50-2.71, el método está caracterizado porque comprende las etapas.de: cultivar un cristal simple de un politipo simple de carburo de silicio de un carácter de color deseado; y facetar y pulir el cristal de carburo de silicio en una gema acabada.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque incluye la etapa de cultivar el cristal simple de carburo de silicio en forma incolora.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque incluye la etapa de cultivar el cristal simple de carburo de silicio a partir de un cristal en un sistema de sublimación.

21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende la etapa de cultivar el cristal simple como SiC 6H.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque comprende la etapa de cultivar el cristal simple como SiC 6H intrínseco.

23. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende la etapa de cultivar el cristal simple como SiC 4H.

24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende la etapa de cultivar el cristal simple como SiC 4H intrínseco.

25. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la etapa de cultivar el cristal de carburo de silicio incluye selectivamente impurificar el cristal para producir un color deseado y forma para el cristal.

26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el color de la gema acabada, y la estructura cristalina y características de impurificación del cristal de carburo de silicio que produce el color, son seleccionados del grupo que consiste de: (a) azul SiC 6H, Al-impuro; (b) púrpura SiC 6H, Al-impuro, elevado; (c) púrpura SiC 24R, N-impuro; (d) verde SiC 6H, N-impuro; (e) amarillo SiC 3C, puro; (f) amarillo-verde SiC 3C, N-impuro; (g) rojo SiC 27R, N-impuro; (h) café claro SiC 4H, N-impuro bajo; e (I) amarillo-naranja SiC 8H, N-impuro.

27. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la etapa de facetar y pulir incluye facetar el cristal de carburo de silicio con cortes de diamante.

28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la etapa de facetar y pulir incluye pulir las facetas con tamaños de polvo de diamante progresivamente de grandes a pequeños.

29. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque comprende la etapa de cortar el cristal simple como cultivo en una pluralidad de gemas sintéticas en bruto.

30. Un método para producir una gema acabada de carburo de silicio sintética a partir de un cristal de carburo de silicio, caracterizado porque comprende las etapas de: cortar un cristal simple de carburo de silicio sintético en una pluralidad de gemas sintéticas en bruto; y facetar y pulir una de las gemas sintéticas en bruto en una gema acabada.

31. Un método para producir una gema de diamante simulada, acabada caracterizado porque comprende las etapas de: cultivar un cristal simple incoloro de un politipo simple de carburo de silicio en un sistema ' de cultivo de cristal mientras que mantiene el sistema sustancialmente libre de átomos de impureza gaseosos o vaporizados capaces de impartir un nivel indeseable de color; y facetar y pulir el cristal de carburo de silicio en una gema acabada.

32. El método de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque la etapa de facetar y pulir incluye la etapa de facetar el cristal de carburo de silicio con cortes de diamante.

33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la etapa de facetar y pulir incluye pulir las facetas con tamaños de polvo de diamante progresivamente de grandes a pequeños.

34. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la etapa de pulir incluye el uso de una rueda de pulir con tamaños de polvo de diamante progresivamente de grandes a pequeños.

35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque incluye la etapa de operar la rueda de pulir a velocidades por debajo de 3000 RPM.

36'. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque incluye la etapa de operar la rueda de pulir a velocidades en el orden de 300 RPM.

37. El método de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado además porque comprende la etapa de cortar el cristal simple como cultivo en una pluralidad de gemas sintéticas en bruto.

38. Un método para producir una gema de diamante simulada, acabada caracterizado porque comprende: cultivar un cristal simple de carburo de silicio incoloro; y formar y dimensionar el cristal de carburo de silicio con facetas y pulir las facetas con un grado de característica lisa óptica de gemas de diamante acabadas, por lo que produce una gema de diamante simulada, acabada.

39. Una gema de diamante simulada caracterizada porque se produce por el método de conformidad con la reivindicación 38.

40. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la etapa de pulido final se lleva a cabo con un tama.no de polvo de diamanté efectivo de aproximadamente 0.5-1 mieras.

41. Una gema de diamante simulada caracterizada porque se produce por el método de conformidad con la reivindicación 40.

42. El método, de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la formación, dimensión y pulido se realizan utilizando tamaños de polvo de diamante progresivamente de grandes a pequeños.

43. Un método para producir una gema de carburo de silicio acabada que tiene un color visualmente discernible, el método está caracterizado porque comprende: cultivar un cristal simple de carburo de silicio translúcido; durante la etapa de cultivo, de cristal, selectivamente impurificando el cristal agregando átomos impurificantes capaces de dar al cristal un color y forma; y formar y dimensionar el cristal de carburo de silicio con facetas y pulir las facetas con un grado de característica lisa óptica de gemas acabadas, por lo que produce una gema facetada que tiene un color visualmente discernible.

44. Una gema de carburo de silicio acabada, caracterizada porque se produce por el método de conformidad con la reivindicación 43.

45. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la etapa de pulido final se lleva a cabo con un tamaño de polvo de diamante efectivo de aproximadamente 0.5-1 mieras.

46. Una gema acabada caracterizada porque se produce por el método de conformidad con la reivindicación 45.

47. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque los átomos impurificantes se agregan a concentraciones en el rango de 1015 a 1019 átomos portadores por centímetro cúbico.

48. Un método para producir una gema de diamante simulada, acabada caracterizado porque comprende: facetar y pulir una gema en bruto formada de un cristal simple de carburo de silicio sintético incoloro para producir una gema de diamante simulada acabada, que tiene forma y características de pulido que permiten a la luz entrar a la gema y que se refleje dentro de la gema.

49. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque la gema de diamante simulada, acabada tiene una forma brillante redonda.

50. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el carburo de silicio sintético tiene una estructura cristalina seleccionada del grupo que consiste de SiC 6H y SiC 4H.