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珠宝知识295:珠宝考研考证篇(九十八):助熔剂法合成祖母绿的历史回顾

 宝石学读书会 2020-08-03

助熔剂法合成祖母绿有着非常悠久的历史,可以追溯到19世纪末,在合成祖母绿的发展史上有着非常重要的地位,而且是如今最常用的一种合成祖母绿的方法,今天我们的文章就为大家简单回顾一下助熔剂法合成祖母绿的历史。

一、助熔剂法合成祖母绿的开端(19世纪)

助熔剂法合成祖母绿的历史可以追溯到1848年,当时的法国化学家J

acques-Joseph Ebelmen(1814-1854)使用熔融的硼酸(H2BO3

)作为助熔剂,使用天然的绿柱石粉末作为原料,加热溶解后随着混合物的冷却,熔体中逐渐生长出了小颗粒的六方柱状的祖母绿,从此,人们认识到祖母绿可以从助熔剂中生长出来。由于Jacques-Joseph Ebelmen在人工宝石中的巨大贡献,因此名字被刻在了埃菲尔铁塔之上,另外,在2007年国际地球化学协会(IAGC)设置了国际地球化学协会埃贝尔蒙奖,以纪念该化学家在地球科学方面所做出的贡献。


1888年和1900年P.Heufefeuille(1836-1902)和H.Perry公开报道

了助熔剂法生长的祖母绿,使用钼酸锂、钒酸锂、氧化锂、氧化钼等作为助熔剂,原料为祖母绿粉末,合成温度为800℃(若温度过高形成硅铍石,而不是祖母绿或者绿柱石),致色元素为Cr,若加入Fe元素,则形成黄绿色绿柱石。生长周期为十四天生长1mm。

由于该方法经历了公开的报道,对后世祖母绿的合成有着深远的影响,通常以此作为助熔剂法合成祖母绿的开端,同时也被认为是合成祖母绿的开始。在未来的几十年内不断的优化宝石生长的条件以及助熔剂的选择。不过,由于当时合成的祖母绿尺寸过小,并且合成时间相对较长,因此未能商业化。

二、IG-Farben公司(Espig)

1911年,德国的IG-Farben(全称为Interessengemeinschaft Farbenindustrie Aktiengesellschaft)公司开始研究祖母绿的合成工作,但历经31年,到了1942年才得以有重达的进步,其成果直到1960

年才公开发表。下图为IG-Farben位于莫洛维茨的工厂,毗邻奥斯维辛。


该方法所使用钼酸锂作为助熔剂,并且外加氧化钼以及试剂级试剂,

致色剂Li2CrO4,所使用的装置为铂金坩埚,尺寸为180mm(d)x85mm(h),原料分别为SiO2、BeO、Al2O3,其比例为2:2:4,其中,二氧化硅放置在坩埚的顶部,用铂金栅栏隔开,2-4周补充一次,其余原料通过铂金管置于坩埚的底部,约两天补充一次。下图为合成装置简图。

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