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许多人都搞不清人工宝石，人造宝石等词的概念，以为人工宝石就是人造宝石，但其实不然。下文小编将为大家简单整理一下“宝石人工合成技术”的相关要点，让傻傻分不清的小伙计们对人工宝石有一个初步的认识。 人工合成宝石（简称为人工宝石）是相对于天然宝石而言的，是为缓解天然宝石供需矛盾而产生和发展的，是人工制做而非天然产出的宝石。根据国家标准规定，人工宝石的定义为：完全或部分由人工生产或制造用做首饰及装饰品的材料统称为人工宝石。粗暴点的理解便是：人工宝石是指人们运用现代科学技术的基本原理和方法，选用适宜的原材料，通过合理的工艺、技术流程，在实验室或工厂里制造出来的用做首饰及装饰品。 按照我国国家标准规定，人工合成宝石包括合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石。这便是本文题目的意思，人工宝石不等于人造宝石，人工宝石的概念包含人造宝石，大于人造宝石。下面将对这让你迷糊的几个人工宝石概念做简单整理。 所谓的合成宝石指的是完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶体或非晶质体，其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同。例如：“合成红宝石”、“合成祖母绿”等，这两钟宝石在自然界都是有已知对应的矿物的。 由人工制造且自然界无已知对应物的晶质或非晶质体称为人造宝石。人造宝石，名如其物指的是自然界本无或者尚未发现此物，是人类通过特殊工艺创造出来的产品。人造宝石具主要用于代替或仿造某种类型的天然宝石，如人造钛酸锶、人造钇铝榴石、人造钆镓榴石以其高色散的特性，常用于仿钻石。另外，近年来我国生产的加稀土元素改造的高折射率玻璃基质宝石以及玻璃基质的仿猫眼宝石、仿绿松石和仿珊瑚等材料，也属人造宝石范畴。 拓展认识：合成立方氧化锆以前曾一直被列入人造宝石范畴，但“立方氧化锆这类物质曾发现于天然锆石的包裹体中”，因为在自然界发现了对应的矿物，曾经被划为“人造立方氧化锆”最后已经”划归为合成宝石，称之为“合成立方氧化锆”。 拼合宝石由两块或两块以上材料经人工拼合而成，且给人以整体印象的珠宝玉石称拼合宝石，简称“拼合石”。有两种定名方式，一是逐层写出组成材料名称，并在组成材料名称之后加“拼合石”三字，如 “蓝宝石、合成蓝宝石拼合石”；二是以顶层材料名称加“拼合石”三字，如 “蓝宝石拼合石”。 再造宝石指的是通过人工手段将天然珠宝玉石的碎块或碎屑熔接或压结成具整体外观的珠宝玉石。定名时在所组成天然珠宝玉石名称前加“再造”二字，如 “再造琥珀”、 “再造绿松石”等。 在目前应用的人工宝石材料中，绝大多数是合成宝石和人造宝石这两大类。对拼合宝石及再造宝石，所占比例较少，因此下文对其也不做主要介绍。 随着科学技术的发展，人工合成宝石技术得到了飞速的发展，人工合成宝石的品种和数量也在不断增多，人工合成宝石的市场正在日益扩大。迄今为止，人工合成宝石已成为宝石学的一个重要组成部分，并迅速发展成为集科研、生产和销售为一体的产业。下文将为大家整理时下最潮流的人工宝石制备工艺简介。 工艺：焰熔法是使原料粉末在氢氧焰中，边投入边熔融而结晶生成宝石晶体的方法。由于此法是法国的A.维尔纳叶在1902年发明的，所以又称“维尔纳叶法”。这是目前合成宝石的主要方法之一。焰熔法生长宝石晶体的工艺主要由原料的提纯、粉料的制备、晶体生长和退火处理四个工艺过程组成。 应用：现今的合成红宝石、合成蓝宝石、合成彩色尖晶石、合成金红石、合成星光红宝石、合成星光蓝宝石及人造钛酸锶等宝石大多用此法制得。 工艺：水热法也称热液法，是在密封的高压容器内，从水溶液中生长出晶体的方法，主要用于在室温时溶解度较低，但在高温高压下溶解度增高的一些材料其在一定程度上再现了地下热液矿床矿物结晶的过程。 应用：用此法合成的宝石有合成水晶、合成祖母绿、合成红宝石、合成蓝宝石、合成海蓝宝石等。 工艺：助熔剂法生长宝石晶体的原理是将组成宝石的组分原料在高温下熔融于低熔点的助熔剂中，使之形成均匀的饱和熔融液，然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发熔剂等方式，使熔融液处于过饱和状态，从而使宝石晶体从过饱和熔融液中生长出来的方法，其生长过程类似于岩浆中矿物的结晶过程。 由此可见，助熔剂法生长宝石晶体与水热法生长宝石晶体类似，区别主要在于助熔剂是用助熔剂形成的熔融液代替了水热法所用的水溶液中的水作溶剂。所以，助熔剂法也被称为高温熔融液生长法。 应用：合成红宝石、“查塔姆”合成祖母绿以及市场上出现的某些人造钇铝榴石、人造钆镓榴石、合成金绿宝石、合成蓝宝石、合成尖晶石等均可用此法生产。 工艺：晶体提拉法是一种利用籽晶从熔体中提拉生长出晶体的方法。该方法能在短期内生长出大而无位错的高质量单晶。晶体提拉法生长宝石晶体的原理是：将待生长的晶体原料放在耐高温的坩埚中，加热熔化，然后调整炉内温度场，使熔体上部处于稍高于熔点状态；籽晶杆上安放一颗籽晶，让籽晶接触熔融液面，待籽晶表面稍熔后，降低温度至熔点，提拉并转动籽晶杆，使熔体顶部处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出圆柱状晶体。 应用：适用于合成红宝石、合成蓝宝石、合成星光红宝石、合成星光蓝宝石、合成变石、人造钇铝榴石、人造钆镓榴石等宝石晶体的生长。 工艺：熔体导模法实质上是控制晶体形状的提拉法，也称定型晶体生长方法，即直接从熔体中拉制出具有各种截面形状晶体的生长技术。它是一种更为先进的生长特定形状单晶的方法。 应用：主要用于生长合成红宝石、无色合成蓝宝石、合成金绿猫眼宝石等。 工艺：区域熔炼这项技术是1952年6月首次由蒲凡公布于众的。20世纪50年代初期，此项技术主要用于为半导体工业提供高纯度的锗和硅。之后，数百种有机、无机结晶材料用此法进行了提纯或转化成了单晶。如今，不少宝石的人工合成也采用了此项技术。区域熔炼法也称浮区法，是将原料逐区熔融并重结晶而生长出宝石晶体的方法。 应用：用此法可生长出合成刚玉类宝石、合成变石和人造钇铝榴石等。 工艺：冷坩埚熔壳法（也曾被简称为 “冷坩埚法”或“壳熔法”）本质上是一种熔体法晶体生长技术，与其它熔体法生长晶体的不同之处是：一般熔体法晶体生长要在高熔点金属材料的坩埚中进行，但冷坩埚熔壳法技术不使用专门的坩埚，而是直接用拟生长的晶体材料本身作“坩埚”，使其内部熔化；在其外部则设有冷却装置，使表层不熔，形成一层未熔壳，起到坩埚的作用。内部已熔化的晶体材料，依靠坩埚下降法晶体生长原理使其结晶并长大。 应用：主要用于生产合成立方氧化锆（CZ）晶体 工艺：高温高压法合成宝石是指利用高温高压设备，使粉末样品在高温高压条件下产生相变和熔融，进而结晶生长出宝石晶体或宝石多晶体材料的方法。主要适用于在高温高压条件下形成的宝石矿物的合成，模拟变质成矿过程合成宝石的方法。 应用：常用于生产合成金刚石、合成翡翠等。 工艺：化学沉淀法是一种经化学反应和沉淀（或沉积），进而加热加压合成非单晶质宝石的方法。主要包括化学气相沉淀法和化学液相沉淀法。 应用：如合成欧泊、合成绿松石等。另外，用于生产合成金刚石薄膜的化学气相沉淀法以及合成碳硅石的单晶生长技术，也归属于此类。 绝大多数的宝石都是结晶体物质，人工合成宝石（有机类宝石除外）的生长合成必然涉及晶体生长问题，其中最主要的问题是宝石晶体如何从溶液或熔体中结晶、形成和长大，对晶体生长现象的研究有助于我们进一步了解和认识矿物晶体、岩石、地质体的形成及发展历史，也为模拟人工晶体生长和解释天然晶体的生长过程提供了有益的启发性资料，使人工晶体的合成技术得到迅速发展和提高，并为天然晶体和人工晶体的鉴别提供了依据。 拼合宝石在国外已有久远的历史，特别是在合成宝石上市之前最为盛行。随着合成宝石工艺的进展，拼合宝石的地位虽然有所下降，但拼合宝石至今仍然很常见，并依然保持着其两大用途。 一是用来模仿那些没有相应便宜的合成宝石对应物的天然宝石，如模仿祖母绿，作为祖母绿的代用品。这是因为合成祖母绿的市场价格较为昂贵，时甚至还会超过同等大小的天然祖母绿的价格，而市场对祖母绿仿制品的需求始终存在，这就为拼合宝石的应用提供了空间和机会。二是使没有多少使用价值的宝石得以利用，如用欧泊的薄片和其它材料制成的拼合石，既可以增强欧泊的强度，又能够增强欧泊的变彩效果。 通过人工手段将天然珠宝玉石的碎块或碎屑熔接或压结成具整体外观的珠宝玉石称为再造宝石，常见的品种主要有再造琥珀、再造绿松石、再造青金石等。 实际上在1885年，弗雷米等人在红宝石碎屑中加入重铬酸钾，用氢氧火焰熔化生长出的所谓“日内瓦红宝石”，其实就是“再造红宝石”，也就是说，焰熔法合成红宝石的前身就是再造红宝石。 本文主要内容摘自：《宝石人工合成技术》，何雪梅，沈才卿编著，化学工业出版社。 还想追究更多细节的小伙计自己找找资料继续学习喇。 编辑：粉体圈小白 粉体圈--粉体从业人员的生意和生活圈子 |
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