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El proceso de crisol de cráneo se desarrolló en el Instituto de Física Lebedev en Moscú para fabricar circonio cúbico . Fue inventado para resolver el problema de que el punto de fusión de la zirconia cúbica sea demasiado alto incluso para los crisoles de platino .
En esencia, al calentar solo el centro de un volumen de circonio cúbico, el material forma su propio "crisol" a partir de sus capas exteriores más frías. El término "cráneo" se refiere a estas capas externas que forman un caparazón que encierra el volumen fundido. El polvo de óxido de circonio se calienta y luego se deja enfriar gradualmente. El calentamiento se realiza mediante inducción de radiofrecuencia utilizando una bobina envuelta alrededor del aparato. El exterior del dispositivo se enfría con agua para evitar que la bobina de radiofrecuencia se derrita y también para enfriar el exterior del óxido de circonio y así mantener la forma del polvo de circonio.
Dado que el óxido de circonio en su estado sólido no conduce electricidad, se coloca una pieza de metal de circonio dentro de la gota de óxido de circonio. A medida que el circonio se funde, se oxida y se mezcla con el óxido de circonio ahora fundido, un conductor , y se calienta por inducción de radiofrecuencia.
Cuando el óxido de circonio se derrite en el interior (pero no completamente, ya que el exterior debe permanecer sólido), la amplitud de la bobina de inducción de RF se reduce gradualmente y se forman cristales a medida que el material se enfría. Normalmente esto formaría un sistema de cristal monoclínico de óxido de circonio.
Para mantener un sistema de cristal cúbico se agrega un estabilizador, óxido de magnesio , óxido de calcio u óxido de itrio así como cualquier material para colorear el cristal. Una vez que la mezcla se enfría, la capa exterior se rompe y el interior de la gota se utiliza para fabricar piedras preciosas .
