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词条 合成宝石
释义

合成宝石的几种主要方法

单晶的合成方法分三大类:

1.从熔体中结晶:用与晶体化学成份相同的化学试剂,按正确比例混合并熔化然后,在受控条件下,冷却结晶生长宝石。

2.从熔液中结晶:相应的化学成份溶解于液体中,在受控条件下,在子晶上结晶生长宝石。

合成宝石

3.在高温高压下结晶(如钻石) :在高温高压反应腔内,碳在高温区溶解,低温区结晶生长晶体。

(一)从熔体中结晶宝石:

1.焰熔法:又称维尔纳叶法,1908年创造完成的,主要用来生产合成红蓝宝、金红石、尖晶石、钛酸锶等。

基本原理:将适量的细粉末落入烈焰中熔化,然后在子晶棒上固化形成单晶。

2.提拉法:又称丘克拉斯基法,主要用来生产高质量的晶体,生产的宝石有红蓝宝、尖晶石、变石、YAG、GGG等。

基本原理:所需配料在敞口的坩锅中熔化,在熔融液面上接籽晶提拉熔体,在受控条件下,在提拉旋转过程中生长出圆棒状单晶体。

3.壳熔法:又称冷坩锅法或盔熔法,主要用来生产立方氧化锆(CZ)。

基本原理:室温下,氧化锆属单斜晶系,但在2000°C下是立方晶系,加入100%的钙或钇的氧化物作为稳定剂,使氧化锆在室温下仍保持立方晶系的晶体。

4.区熔法:又称区域熔炼法。

基本原理:每次仅熔化添加材料的一部份或一个区域,添加材料可以是粉末状的,烧结棒或局部熔化的粉末棒。熔化从添加材料的一端开始,移动加热线圈或添加材料,使熔炼区移动,最后达到重结晶的目的。

(二)从熔液中结晶宝石:将所须成份熔解于液体中,经化学反应和成份迁移,达到重结晶的目的。

1.熔剂法:又称助熔剂法,主要用来合成祖母绿、红蓝宝和变石。

基本原理:将组成宝石的原料在高温下溶解,于低熔点的助熔剂中使之形成饱和溶液,然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发等方法,使溶融液处于过饱和状态,而使宝石晶体析出的生长方法。

2.水热法: 主要用来合成祖母绿和水晶。

基本原理:模仿自然界中许多矿物,是根据在矿化水溶液或蒸汽中结晶析出而设计的,包括在高温高压条件下,造晶成份置于封闭高压釜中较热部位,使其溶解于水中,随后将种晶放在较冷部位使其重结晶。

(三) 在高温高压下合成宝石:主要用来合成金刚石。

基本原理:利用高温高压原理,将碳源放在叶蜡石反应腔高温熔解碳,在反应腔中高温熔融金属内输运金属,采用Ni-Fe合金或Fe-Al合金,最后碳在低温区籽晶上结晶。

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更新时间:2025/4/8 5:12:52