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《助熔劑法其合成寶石鑒定》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、.助熔劑法又稱熔劑法或熔鹽法，它是在高溫下從熔融鹽熔劑中生長(zhǎng)晶體的一種方法。利用助熔劑生長(zhǎng)晶體的歷史已近百年，現(xiàn)在用助熔劑生長(zhǎng)的晶體類型很多，從金屬到硫族及鹵族化合物，從半導(dǎo)體材料、激光晶體、光學(xué)材料到磁性材料、聲學(xué)晶體，也用于生長(zhǎng)寶石晶體，如助熔劑法紅寶石和祖母綠。一、助熔劑法的基本原理和方法????助熔劑法是將組成寶石的原料在高溫下溶解于低熔點(diǎn)的助熔劑中，使之形成飽和溶液，然后通過緩慢降溫或在恒定溫度下蒸發(fā)熔劑等方法，使熔融液處于過飽和狀態(tài)，從而使寶石晶體析出生長(zhǎng)的方法。助熔劑通常為無(wú)機(jī)鹽類，故也被稱為鹽熔法或熔劑法。????助熔劑法
2、根據(jù)晶體成核及生長(zhǎng)的方式不同分為兩大類：自發(fā)成核法和籽晶生長(zhǎng)法。1、自發(fā)成核法????按照獲得過飽和度方法的不同助熔劑法又可分為緩冷法、反應(yīng)法和蒸發(fā)法。這些方法中以緩冷法設(shè)備最為簡(jiǎn)單，使用最普遍。????緩冷法是在高溫下，在晶體材料全部熔融于助熔劑中之后，緩慢地降溫冷卻，使晶體從飽和熔體中自發(fā)成核并逐漸成長(zhǎng)的方法。2、籽晶生長(zhǎng)法????籽晶生長(zhǎng)法是在熔體中加入籽晶的晶體生長(zhǎng)方法。主要目的是克服自發(fā)成核時(shí)晶粒過多的缺點(diǎn)，在原料全部熔融于助熔劑中并成為過飽和溶液后，晶體在籽晶上結(jié)晶生長(zhǎng)。???根據(jù)晶體生長(zhǎng)的工藝過程不同，籽晶生長(zhǎng)法又可分為以下
3、幾種方法:A.籽晶旋轉(zhuǎn)法：由于助熔劑熔融后粘度較大，熔體向籽晶擴(kuò)散比較困難，而采用籽晶旋轉(zhuǎn)的方法可以起到攪拌作用，使晶體生長(zhǎng)較快，且能減少包裹體。此法曾用于生長(zhǎng)"卡善"紅寶石。B.頂部籽晶旋轉(zhuǎn)提拉法:這是助熔劑籽晶旋轉(zhuǎn)法與熔體提拉法相結(jié)合的方法。其原理是:原料在坩堝底部高溫區(qū)熔融于助熔劑中，形成飽和熔融液，在旋轉(zhuǎn)攪拌作用下擴(kuò)散和對(duì)流到頂部相對(duì)低溫區(qū)，形成過飽和熔液，在籽晶上結(jié)晶生長(zhǎng)晶體。隨著籽晶的不斷旋轉(zhuǎn)和提拉，晶體在籽晶上逐漸長(zhǎng)大。該方法除具有籽晶旋轉(zhuǎn)法的優(yōu)點(diǎn)外，還可避免熱應(yīng)力和助熔劑固化加給晶體的應(yīng)力。另外，晶體生長(zhǎng)完畢后，剩余熔體可
4、再加晶體材料和助熔劑繼續(xù)使用。C.底部籽晶水冷法：助熔劑揮發(fā)性高，頂部籽晶生長(zhǎng)難以控制，晶體質(zhì)量也不好。為了克服這些缺點(diǎn)，采用底部籽晶水冷技術(shù)，則能獲得良好的晶體。水冷保證了籽晶生長(zhǎng)，抑制了熔體表面和坩堝其它部位的成核。這是因?yàn)樗洳课徊拍苄纬蛇^飽和熔體，從而保證了晶體在籽晶上不斷成長(zhǎng)。用此法可生長(zhǎng)出質(zhì)量良好的釔鋁榴石晶體。D.坩堝倒轉(zhuǎn)法及傾斜法：這是兩種基本原理相同的助熔劑生長(zhǎng)晶體的方法。當(dāng)坩堝緩慢冷卻至溶液達(dá)過飽和狀態(tài)時(shí)，將坩堝倒轉(zhuǎn)或傾斜，使籽晶浸在過飽和溶液中進(jìn)行生長(zhǎng)，待晶體生長(zhǎng)結(jié)束后，再將坩堝回復(fù)到開始位置，使溶液與晶體分離。E.
5、移動(dòng)熔劑區(qū)熔法：這是一種采用局部區(qū)域熔融生長(zhǎng)晶體的方法。籽晶和晶體原料互相連接的熔融區(qū)內(nèi)含有助熔劑，隨著熔區(qū)的移動(dòng)(移動(dòng)樣品或移動(dòng)加熱器)，晶體不斷生長(zhǎng)，助熔劑被排擠到尚未熔融的晶體原料一邊。只要適當(dāng)?shù)乜刂粕L(zhǎng)速度和必要的生長(zhǎng)氣氛，用這種方法可以得到均勻的晶體。二、助熔劑的選擇和工藝特點(diǎn)資料.????助熔劑的選擇是助熔劑法生長(zhǎng)寶石晶體的關(guān)鍵，它不僅能幫助降低原料的熔點(diǎn),還直接影響到晶體的結(jié)晶習(xí)性、質(zhì)量與生長(zhǎng)工藝。????助熔劑有兩類：????一類為金屬，主要用于半導(dǎo)體單晶的生長(zhǎng)；另一類為氧化物和鹵化物（如PbO，PbF2等），主要用于氧化
6、物和離子材料的生長(zhǎng)。????理想的助熔劑的條件：?????1.對(duì)晶體材料應(yīng)具有足夠強(qiáng)的溶解能力；?????2.具有盡可能低的熔點(diǎn)和盡可能高的沸點(diǎn)；?????3.應(yīng)具有盡可能小的粘滯性；?????4.在使用溫度下?lián)]發(fā)性要低(蒸發(fā)法除外)；?????5.毒性和腐蝕性要小，不易與坩堝材料發(fā)生反應(yīng)；?????6.不易污染晶體，不與原料反應(yīng)形成中間化合物；?????7.易把晶體與助熔劑分離。常采用的助熔劑：硼、鋇、鉍、鉛、鉬、鎢、鋰、鉀、鈉的氧化物或氟化物，如B2O3，BaO，Bi2O3，PbO，PbF2，MoO3，WO3，Li2O，K2O，KF，
7、Na2O，NaF，Na3AlF6等。在實(shí)際使用中，人們多采用復(fù)合助熔劑，也使用少量助熔劑添加物，通?？梢燥@著地改善助熔劑的性質(zhì)。合成不同寶石品種采用的助熔劑類型不同。即使合成同一品種的寶石，不同廠家采用的助熔劑種類也不一樣。助熔劑法生長(zhǎng)寶石技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)????助熔劑法與其它生長(zhǎng)晶體的方法相比，有著許多突出的優(yōu)點(diǎn)：????1.適用性很強(qiáng)，幾乎對(duì)所有的材料，都能夠找到一些適當(dāng)?shù)闹蹌?，從中將其單晶生長(zhǎng)出來(lái)。????2.生長(zhǎng)溫度低，許多難熔的化合物可長(zhǎng)出完整的單晶，并且可以避免高熔點(diǎn)化合物所需的高溫加熱設(shè)備、耐高溫的坩堝和高的能源消耗等問題。?
8、???3.對(duì)于有揮發(fā)性組份并在熔點(diǎn)附近會(huì)發(fā)生分解的晶體，無(wú)法直接從其熔融體中生長(zhǎng)出完整的單晶體。????4.在較低溫度下，某些晶體會(huì)發(fā)生固態(tài)相變，產(chǎn)生嚴(yán)重應(yīng)力，甚至可引起晶體碎裂。助熔劑法可以
