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合成宝石材料简介

时间:2022-10-25点击次数:135信息来源:
合成宝石材料简介

Robert Weldon

合成宝石材料是在实验室中制成的一种材料,但它具有与相应的天然矿物相同的化学、光学和物理特性。虽然在某些情况下,如合成土耳其石和合成蛋白石,可能会有其他化合物。自 19 自世纪末以来,合成宝石晶体已经开始生产,其产品往往满足珠宝行业以外的工业应用需求。 *次成功生产的合成宝石是刻面合成红宝石。 通信及激光工艺、微电子技术及磨料采用合成晶体。 因为如果提供正确的原材料、时间和生产设施,珠宝合成产品可以定制[即统一的颜色和晶体形状],它们可能不像天然宝石那样罕见,具有相同的大小、净度和颜色饱和度。 因此,由于它们可以与天然宝石混淆,如何推广和销售的严格政策应运而生。在美国,联邦贸易**要求实验室生产的任何宝石材料都应毫不含糊地描述为非自然生产材料。 如果在销售时,合成宝石的材料的原产地未能在整个分销渠道清楚披露,则被视为欺诈行为(从制造商到消费者)。 还有一些行业组织,如美国宝石贸易协会 (AGTA)、国际有色宝石协会 (ICA),以及世界珠宝联合会 (CI O) 制定了其成员在销售合成宝石时披露的具体指导方针。

在过去的十年里,市场上的新型人造宝石材料越来越少。 这表明,就新材料的创造方面而言,合成宝石材料的潜力已到达极限,但不限于现在仍然相当显着的生产效力。 在上个世纪,研究人员开发了许多不同的方法来在实验室中创造这些合成宝石材料。 这些方法大多分为熔化法或溶解法两类。熔体的化学成分与获得的晶体相同。 溶液或熔体的化学成分不同于获得的晶体。 成分溶解在高温溶液或熔体中,当熔体温度降低时,晶体较初会形成晶体。 一些主要的合成方法包括:

火焰法或维尔纳叶法(熔化法)

*个在商业上取得巨大成功的合成宝石是通过火焰法制成的。 该方法将粉末状化学物放入高温火焰中,将化学物熔化并落在旋转底座上,然后结晶形成合成晶体。 如今,这种方法仍然是制造合成刚玉、尖晶石等宝石较实惠、较常用的方法。

拉晶法或 CZOCHRALSKI (沙可夫斯基) 法律(熔化法)

拉晶法出现了 20 世纪初。 在这种方法中,粉末原料在坩埚中熔化,合成晶体从浸泡在熔体中的晶体中产生,然后在其产生时慢慢从熔体中拉起。 合成亚历山大变石、金绿玉、刚玉、金绿玉、刚玉和柘榴石。

助熔法(溶解法)

如今,一些合成宝石,如绿宝石、红宝石、蓝宝石、亚历山大变石和尖晶石,可以通过助熔制成。 助熔剂是一种与水溶解糖原理相同的固体材料。 当溶解的化学溶液逐渐冷却时,会形成合成晶体。合成宝石需要耐心法生长需要耐心和大量资金。 晶体生长可能需要一年,而且设备非常昂贵。 但其效果(尤其是祖母绿)完全值得时间和精力。

水热法(溶解法)

和助熔法一样,水热法也极其缓慢和昂贵。 但它是制造合成石英的一方法。 这个方法需要热力和压力,并模仿生成天然宝石的地底深处的条件。 成分溶解在水溶液中,然后在溶液冷却时结晶成合成水晶。尽管以下列表包含了较常见的合成品,但多年来,许多合成宝石都是通过实验研究制造的。 这包括孔雀石、变色合成尖晶石等。 但今天很少见,因为这些产品更容易自然生产。 一些更常见的合成宝石包括:

合成钻石(不常见)

实验室实验室培养的钻石与大多数天然钻石具有相同的特它们本质上是碳。化学蒸汽沉淀法 (CVD) — 由于化学反应,钻石在真空室中生长,释放沉淀在钻石排种盘中的碳原子。

一些合成钻石采用化学蒸气沉淀法 (CVD) 例如,组。高压高温 (HPHT) — 钻石通过熔化的助熔剂生长,助熔剂可以在较高的温度下溶解碳,在生长室较低的温度部分形成晶种。

有些钻石是在高压高温环境下制成的,包括这一系列各种颜色的合成钻石。

合成刚玉(广泛使用)

合成刚玉,包括红宝石和蓝宝石,可以用各种方法生产。 正因为如此,合成刚玉的价格从极其便宜到极其昂贵。

合成刚玉可以通过各种方法制成,包括火焰融合晶体(切割前可见)。 — 19 世纪末 Auguste Verneuil 实验室合成的*颗宝石是红宝石。 1902 年,他宣布了使用火焰法合成这种美丽的宝石的发展。

合成红宝石可以通过助熔法生长(左晶体和切磨宝石)和火焰法(右晶棒和切磨宝石)来生产。蓝宝石 — 一些合成蓝宝石较早的例子是新艺术风格和装饰艺术风格珠宝的原创作品。 许多合成蓝宝石仍然是通过火焰法制成的,但自20年以来 世纪 60 自20世纪90年代以来,法的蓝宝石已经出现。 合成蓝宝石的助熔法、拉晶和热液可制成令人信服的天然宝石替代品。 自 1900 自20世纪初以来,亚历山大变石仿制品的变色合成蓝宝石一直很受欢迎。 诱导内容使一些人造红宝石和蓝宝石产生星光效应。

合成蓝宝石可石制成星芒(星光效应),如这些凸圆面切磨宝石所呈现。

合成祖母绿(广泛使用)和其他绿柱石(稀有)

合成绿柱石有黄、红、蓝(海蓝宝石)和绿(祖母绿)多种颜色。 在 20 世纪 80 年代末和 90 在这个时代,俄罗斯已经成为这些合成宝石的重要来源,仍然是水热法生长的宝石(如合成绿柱石和合成刚玉)以及其他类似的人造钻石和合成变石的主要供应商。

这些都是合成绿柱石晶体和切割宝石的例子(包括合成祖母绿品种-绿色宝石)。 — 在 30 年代末期,科学家们较终采用助熔法合成了这种具有商业利润的理想深绿色宝石。 水热合成祖母绿珠宝出现 1960 年。

合成石英(广泛使用)

黄水晶,粉晶, 宝石级石英,如烟晶和紫水晶,很有吸引力。 但天然宝石级石英比较充足,因此稀缺性并非研究人员费力开发合成宝石级石英方法的原因所在。 原因是它在技术中起着关键作用 在压力下,它能产生电流,并能精确振动交流电流。 这些优点可用于手表、时钟、通信设备、过滤器和振荡器的实际使用。紫水晶:实验室生长的紫水晶等合成石英品种在工业应用开发后开始进入珠宝领域。 19 世纪 90 实验室里首次出现了水热法石英。 但直到第二次世界大战,合成石英才在商业中得到广泛应用。

石英晶体(左)天然紫水晶和水晶,合成紫水晶和人造水晶石英晶体(右)。

合成尖晶石(广泛使用)

早在20世纪,试图生长合成蓝宝石的研究人员就不小心生产了合成蓝尖晶石。 从那时起,合成尖晶石经常被用来代替许多天然宝石。 20 世纪 90 在20世纪90年代,一种新型俄罗斯助熔法生长的合成尖晶石引入了多种颜色,包括红色(一种不能用旧火焰法处理的颜色)。

这里看到的合成尖晶石是合成尖晶石。 刻面宝石可以呈现任何颜色,常用于模仿各种天然宝石。

合成蛋白石(偶尔看到)

20 世纪 70 20世纪90年代,开发了生产令人信服的合成蛋白石合成蛋白石。 首先,通过沉淀创造二氧化硅的小球体。 其次,球体在酸性水中存在一年多。 较后,水压机在不影响多层结构的情况下整合球体,创造蛋白石游彩。

这些合成蛋白石有时会出现在市场上。对于没有经验的人来说,它们可能被认为是极其珍贵的天然白蛋白石和黑蛋白石。

合成亚历山大变石(稀有)

在过去的几十年里,市场上出现了各种合成材料,因为没有足够的天然亚历山大变石来满足需求。 采用包括 Czochralski(沙可夫斯基) 合成亚历山大变石的方法有很多,包括浮区法和助熔法。 此外,具有颜色变化的合成刚玉通常被用来模仿天然亚历山大变石。 合成变色尖晶石在市场上很少见。

合成亚历山大变石(白炽灯和日光灯下显示不同颜色)是很少见的。 亚历山大变石仿制品比较常见,包括变色合成尖晶石和蓝宝石。

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