合成宝石材料简介(壹)

作者:诗普琳小助手来源:网络2017.08.12

   合成宝石材料是在实验室中制成的一种材料,但却具有与其相对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的存在。

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   自19世纪后期以来,就已经开始生产合成宝石晶体,其产品往往是满足珠宝行业以外的工业应用需要。首次成功生产的合成宝石为刻面合成红宝石。合成晶体应用于通信和激光工艺、微电子技术和磨料。 因为如果提供正确的原料、时间以及生产它们的设施,珠宝应用的合成品是可以“定制”的[即统一的颜色和晶体形状],它们很可能没有相同大小、净度和色彩饱和度的天然宝石那么稀有。因为这一点,并且因为可以将它们与天然的宝石混淆,有关如何推广和销售的严格方针也就应运而生。

   在美国,联邦贸易委员会要求实验室制造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)。也有一些行业组织,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 (CIBJO) 等均已经制定了有关其成员在销售合成宝石时的披露的具体指导方针。

   在过去的十年中,越来越少的新型人造宝石材料流于市面。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著的生产效力。在上个世纪,研究人员就已开发出许多不同的方法来在实验室中创造这些合成宝石材料。大多数这些方法分为两大类—熔化法或溶解法。

   在熔化法中,熔体的化学成分和所得到的晶体的成分是相同的。在溶解法中,溶液或熔体的化学成分与得到的晶体的化学成分不同。成分溶解在高温的溶液中或熔体中,并且晶体最初会在熔体温度降低时形成晶种。一些主要的合成方法包括:

火焰法或维尔纳叶法(熔化法)

   第一个在商业上大获成功的合成宝石是通过火焰法制成的。这个方法通过在高温火焰中投入粉末状化学物,高温将化学物熔化并落在一个旋转的基座上,进而结晶生成合成晶体。时至今日,这种方法仍然是制造合成刚玉和尖晶石等宝石的最实惠和最常用的方法。

拉晶法或 Czochralski (沙可夫斯基) 法(熔化法)

   拉晶法出现在20世纪初。在这个方法中,粉末原料在坩埚中熔化,合成晶体从浸在熔体中的晶种生成,然后在其生成时将其缓慢地从熔体中拉起。拉晶法合成的宝石包括合成亚历山大变石、金绿玉、刚玉和柘榴石。

助熔法(溶解法)

   今天一些合成宝石,如绿宝石、红宝石、蓝宝石、亚历山大变石和尖晶石都可以通过助熔法制成。助熔剂是一种固体材料,它在熔化时会溶解其他材料,和水溶解糖的原理相同。当溶解的化学溶液逐渐冷却时,便会形成合成晶体。

   通过助熔法生长合成宝石需要耐心和投入大量资金。晶体生长可能需要长达一年的时间,而且设备非常昂贵。但其效果(尤其是祖母绿)完全值得耗费时间和精力。

水热法(溶解法)

   和助熔法一样,水热法也是极其缓慢和昂贵的。但它是制造合成石英的唯一方法。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。成分在水溶液中溶解,然后当溶液冷却时便会结晶成合成水晶。


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