合成立方氧化鋯

1、生長(zhǎng)立方氧化鋯晶體原理 1.冷坩堝熔殼法 放料：粉料ZrO2與穩(wěn)定劑Y2O3按摩爾比 91的比例混合均勻,加入相應(yīng)的著色劑。 引燃：金屬鋯片或石墨棒，高頻線圈加熱，1200C熔融氧化鋯導(dǎo)電 熔體穩(wěn)定30到60min 降溫結(jié)晶工業(yè)合成立方氧化鋯 水熱法 以Zr4+和Y3+的氫氧化物為水熱前驅(qū)體，氫氧化鉀和碳酸鉀作礦化劑，采用水熱法制備氧化釔穩(wěn)定氧化鋯納米粉末。水熱法合成的立方氧化鋯晶體為納米級(jí)，目前只能用于工業(yè)用途，但是為今后的寶石學(xué)發(fā)展提供了新的方向。離子著色是主要的寶石著色手段，常用的著色離子是過(guò)渡金屬離子(如Cr、Fe、Co、Cu等)和稀土金屬離子(如Ce、Pr、Nd、Ho等)。它們內(nèi)部不

2、飽和電子層中的價(jià)電子,在不同能級(jí)間躍遷,由此引起對(duì)可見(jiàn)光的選擇性吸收而導(dǎo)致著色。 黑色立方氧化鋯 采用還原氣氛或真空對(duì)無(wú)色氧化鋯進(jìn)行高溫退火，可制得深黑色的鋯石。原理是ZrO2中的氧丟失，造成大量的晶體缺陷，對(duì)可見(jiàn)光全部吸收而呈黑色。祖母綠色立方氧化鋯 主要的摻雜元素(Pr、Co、Cr等)，另外附加了一些微量發(fā)光離子(如La、Ti、E r等)。考慮到不同離子高溫?fù)]發(fā)不同,實(shí)驗(yàn)中在配料時(shí)特別對(duì)不同離子配比進(jìn)行了調(diào)整,以期達(dá)到最佳效果。主要著色劑含量1.22%Pr2O3，0.05%CoO, 0.02%Cr2O3，合成時(shí)穩(wěn)定劑Y2O3含量高，達(dá)到15mol%20mol%。祖母綠色氧化鋯用于模仿天然祖

3、母綠。彩色乳鋯 在900下，對(duì)含12molY2O3的透明氧化鋯長(zhǎng)時(shí)間熱處理，長(zhǎng)時(shí)間退火后還可獲得乳白色氧化鋯或彩色乳鋯。加入Y2O3不足也能產(chǎn)生渾濁。這是因?yàn)榫w內(nèi)部出現(xiàn)四方相、單斜相和立方相共存，異相顆粒的存在使晶體失透或出現(xiàn)混濁現(xiàn)象。乳鋯可以用于模仿天然玉石。合成立方氧化鋯性質(zhì) 摩氏硬度：89，密度：5.86.34g/cm3，折射率2.122.19，色散0.055，亞金剛光澤。光性：除粉紅色立方氧化鋯表現(xiàn)出非均質(zhì)性外，其余的均為均質(zhì)性。 具有非常高的化學(xué)穩(wěn)定性，耐酸、耐堿、耐化學(xué)腐蝕性良好。一般內(nèi)部干凈，可能有未完全融化的面包屑狀的氧化鋯粉末。祖母綠與祖母綠色立方氧化鋯 祖母綠色立方氧化鋯

4、在可見(jiàn)光波段的透過(guò)譜分析，在藍(lán)光至黃光波段的透過(guò)率比較高，在藍(lán)紫波段和紅黃波段都有比較強(qiáng)的吸收。出現(xiàn)的特征吸收峰主要位于409nm，447nm,473nm,484nm,585nm,608nm,660nm,714nm,其中447nm, 473nm,484nm,585nm,608nm是Pr的特征吸收峰，所以盡管是多元素共同致色但也是以Pr為主的吸收。祖母綠是Cr致色的翠綠色，具有絲絨質(zhì)感。光型特征是一軸晶，負(fù)光型。折射率：1.5771.583。主要呈現(xiàn)Cr的吸收線，紅區(qū)683nm、680nm強(qiáng)吸收線，662nm、646nm弱吸收線；橙黃區(qū)630nm580nm間有部分吸收帶；紫區(qū)全吸收。密度為2.6

5、72.90g/cm3，遠(yuǎn)小于合成立方氧化鋯。粉紅色碧璽與粉紅色立方氧化鋯 粉紅色立方氧化鋯內(nèi)含物含定向排列的白色彎曲狀物，可能是沿某一晶面出溶的氧化鋯。粉紅色立方氧化鋯表現(xiàn)出非均質(zhì)性，弱的多色性，多色性為粉紅色-粉紫色。粉紅色立方氧化鋯在紫外長(zhǎng)波下有淺黃色熒光，短波下有弱的黃色熒光。在可見(jiàn)光區(qū)有數(shù)條吸收線，它們分別在679nm,657nm,645nm,544nm, 520nm,489nm,485nm,461nm,451nm,443nm,407nm處。粉紅色碧璽為Mn2+致色，吸收光譜在綠區(qū)有一寬的吸收帶，有時(shí)可見(jiàn)525nm窄帶，451nm和458nm的吸收線。長(zhǎng)、短波紫外光照射下有弱紅到紫色的

6、熒光。多色性中到強(qiáng)。內(nèi)部多有氣液包體和與晶體長(zhǎng)軸平行的裂紋。紫水晶與淺紫色、深紫色立方氧化鋯 紫色合成立方氧化鋯紫外熒光為惰性。深紫色立方氧化鋯在濾色鏡下為紅色；淺紫色的不變色。深紫色立方氧化鋯在橙、黃、綠區(qū)有吸收谷，解釋了濾色鏡下呈紅色原因，在紅、藍(lán)、紫區(qū)透過(guò)；淺紫色立方氧化鋯在橙黃區(qū)有一組強(qiáng)的吸收線，在綠區(qū)有一組較弱的吸收線，在紅、藍(lán)區(qū)分別有一組極弱的吸收線，這是典型的釹譜。紫水晶含微量的Fe，經(jīng)輻照產(chǎn)生空穴色心，主要在550nm處產(chǎn)生吸收。顏色分布不均，有色帶、色塊、絮狀顏色分布。一軸晶正光性，干涉圖可能有四葉螺旋槳狀黑帶。折射率為1.5441.553。多色性弱。黃水晶與淺黃色立方氧化鋯

7、 淺黃色立方氧化鋯在紫外長(zhǎng)波下有弱的不均勻的紫色、黃色熒光，在短波下有強(qiáng)的不均勻的紫紅色、黃色熒光。淺黃色立方氧化鋯在藍(lán)區(qū)有3個(gè)極弱的吸收谷，分別在486,475,452nm處。 黃水晶顏色與Fe2+占位有關(guān)，與紫晶一樣分布不均勻，可出現(xiàn)色帶、色塊、絮狀分布，透明度高。弱多色性。正交偏光下四明四暗，加上錐光后有牛眼狀干涉圖。密度2.66g/cm3遠(yuǎn)小于合成立方氧化鋯。彩色鉆石與彩色合成立方氧化鋯 藍(lán)色鉆石含B，空穴色心致色，有導(dǎo)電性。粉色鉆石是塑性變形引起晶格缺陷，還可改變鉆石中N的聚集速率和形式使其成色。綠色鉆石是輻射產(chǎn)生的晶格損傷致色。黑色鉆石可能是多晶集合體、大量黑色內(nèi)含物（石墨）、裂隙造成的。合成立方氧化鋯的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)低于鉆石，用熱導(dǎo)儀測(cè)試沒(méi)有鉆石反應(yīng)。鉆石密度3.52g/cm3x遠(yuǎn)小于合成立方氧化鋯。鉆石面平棱直，合成立方氧化鋯棱角圓化可見(jiàn)磨痕。合成立方氧化鋯色散高于鉆石。謝謝觀賞謝謝觀賞 彩色立方氧化鋯顏色豐富,光澤耀眼,是目前珠寶首飾市場(chǎng)用得最多的人造寶石。大大豐富了人們的審美情