水熱法法合成寶石

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1、水熱法寶石合成工藝摘要：寶石以其炫目美麗、堅硬、稀少而備受世人矚目。隨著社會的發(fā)展人們對寶石的喜愛和需求日益增大。寶石除了可以作為鉆戒、耳墜、手鏈等飾品外，工業(yè)上是金剛石的最優(yōu)替代品運用于彩電、手表等電子產品中，然而自然界里的寶石畢竟很有限，價格也昂貴，于是寶石的人工合成就開始興起，人工合成寶石也開始商業(yè)化。怎么樣才能找到合適的合成工藝，合成優(yōu)質且低成本的寶石呢？這就成了人工寶石合成產業(yè)的關鍵所在。目前人們合成寶石的工藝主要有焰熔法、助熔劑法、水熱法、提拉法等，以下我將主要介紹一下寶石的合成工藝及其特點、還有它的商業(yè)前景。關鍵詞：人工寶

2、石、寶石合成工藝、水熱法、商業(yè)前景一、寶石種類以及人工寶石背景寶石概念種類：寶石是巖石中最美麗而貴重的一類石。它們顏色鮮艷，質地晶瑩，光澤燦爛，堅硬耐久，同時賦存稀少，是可以制作首飾等用途的天然礦物晶體，如鉆石、水晶、祖母綠、紅寶石、藍寶石和金綠寶石（變石、貓眼）等；也有少數是天然單礦物集合體，如冰彩玉髓、歐泊。還有少數幾種有機質材料，如琥珀、珍珠、珊瑚、煤精和象牙，也包括在廣義的寶石之內。廣義的概念寶石和玉石不分，泛指寶石，指的是色彩瑰麗、堅硬耐久、稀少，并可琢磨、雕刻成首飾和工藝品的礦物或巖石，包括天然的和人工合成的，也包括部分有機

3、材料。狹義的概念有寶石和玉石之分，寶石指的是色彩瑰麗、晶瑩剔透、堅硬耐久、稀少，并可琢磨成寶石首飾的單晶體或雙晶，包括天然的和人工合成的，如鉆石、藍寶石等；而玉石是指色彩瑰麗、堅硬耐久、稀少，并可琢磨、雕刻成首飾和工藝品的礦物集合體或巖石，如翡翠、軟玉、獨山玉、岫玉等，同樣既包括天然的，又包括人工合成的。石的一些特性:寶石均為單晶體、顏色具有均勻單一性、多呈透明體、有光澤、密度變化具有很小范圍性、良好的導熱性、體積相對要小，重量也輕、硬而脆。人工寶石的合成背景剛玉是最早合成并進行商業(yè)化生產的一類寶石，它發(fā)展的同時也帶動了其他寶石的發(fā)展。

4、早在1837年Gandin就合成了紅寶石，但由于粒度小而為得到真正的發(fā)展，直到1902年法國合成了紅寶石，1909年合成了無色藍寶石，到二十世紀初維爾納葉爐誕生后，合成了紅、藍寶石才算真正成功。蘇聯是合成寶石生產大國,生產的剛玉主要采用水熱法合成工藝和設備,二十世紀五十年代末,我國為了發(fā)展精密儀器儀表工業(yè),從蘇聯引進了焰熔法合成剛玉（紅寶石、藍寶石）的設備和技術,有20多家合成寶石工廠,生長出十幾種顏色的剛玉系列寶石和星光剛玉寶石。二十世紀七十年代由蘇聯發(fā)明的熔體導模法在天津硅酸鹽研究所得到了充分的應用,生長出了寶石行業(yè)可用的白色和紅色

5、剛玉寶石、紅寶石貓眼和星光紅寶石,但產量不大。二十世紀八十年代的十年是合成技術走向成熟的十年,此時合成剛玉的產量可達到每年150t到200t。早先開發(fā)成功的各種新產品開始大量進入市場。二十世紀九十年代我國桂林礦產地質研究院開始展開了水熱法合成紅藍寶石的晶體研究,合成出了紅寶石、粉紅色藍寶石、黃色藍寶石、藍色藍寶石、無色藍寶石等系列產品,產品達到了國際水平,廣泛銷往海內外。這時期,焰熔法合成紅藍寶石的技術進一步改進,生產規(guī)模進一步擴大。二十世紀末,我國合成紅寶石的年產規(guī)模已達到了一百噸左右,主要用于我國的鐘表和珠寶行業(yè)。此時俄羅斯也已經開

6、始在曼谷銷售藍紫色藍寶石。合成寶石的市場不斷擴大起來。進入二十一世紀,也就是近十年左右,合成紅藍寶石的發(fā)展達到了一個新的飛躍,隨著我國科技實力的增強,對合成寶石技術的投人逐年增加,促進了合成紅藍寶石的發(fā)展。一、寶石的合成方法生長有多種方式，主要有從氣體中生長晶體、從液體中生長晶體和從固體轉變?yōu)榫w。寶石的晶體通常采用從液體中生長晶體的方式。其中主要有兩類方法是從熔體中生長寶石的方法、從溶液中生長寶石的方法。從熔體中生長寶石的方法具體有：焰熔法、區(qū)熔法、冷坩堝法、提拉法。從溶液中生長寶石的方法具體有：水熱法、助熔劑法?，F在我們常用的方法是

7、焰熔法、提拉法、助熔劑法、水熱法等。1、焰熔法又稱維爾納葉法（Verneuilprocess）。從熔體中人工制取單晶的方法之一。將調配好的原料細粉從管口漏下，均勻噴灑在氫氧焰中被熔化后，再冷凝結晶于種晶或“梨形單晶”頂層；梨晶長大是從頂部熔化的圓錐開始，生長過程中其底座下降并旋轉，以確保其熔融表面有合宜的溫度逐層生長，邊轉動邊晶出的人工寶石具有如同唱片紋的弧線生長紋或色帶，以及珠形、蝌蚪狀氣泡等特征；不用坩堝的這種方法可以低成本制取合成紅寶石、藍寶石、尖晶石、金紅石及人造鈦酸鍶等多種人工寶石。焰熔法得到的晶體的特點：1）具有彎曲生長紋。

8、這是焰熔法特殊的晶體生長方式所決定的。2）可能含有大量的氣泡而不是天然寶石中常見的氣液兩相的包裹體。這時因為焰熔法的晶體是在高溫下生長的。其中有大量氫氣和氧氣的參與但沒有水的參與。3）晶體生長速度快，生產成