助熔劑法及其合成寶石的鑒定

1、助熔劑法又稱熔劑法或熔鹽法，它是在高溫下從熔融鹽熔劑中生長(zhǎng)晶體的一種方法。利用 助熔劑生長(zhǎng)晶體的歷史已近百年，現(xiàn)在用助熔劑生長(zhǎng)的晶體類型很多，從金屬到硫族及鹵族化合物，從半導(dǎo)體材料、激光晶體、光學(xué)材料到磁性材料、聲學(xué)晶體，也用于生長(zhǎng)寶石晶體，如助熔劑法紅寶石和祖母綠。、助熔劑法的基本原理和方法助熔劑法是將組成寶石的原料在高溫下溶解于低熔點(diǎn)的助熔劑中，使之形成飽和溶液，然后通過(guò)緩慢降溫或在恒定溫度下蒸發(fā)熔劑等方法，使熔融液處于過(guò)飽和狀態(tài)，從而使寶石晶體析出生長(zhǎng)的方法。助熔劑通常為無(wú)機(jī)鹽類，故也被稱為鹽熔法或熔劑法。助熔劑法根據(jù)晶體成核及生長(zhǎng)的方式不同分為兩大類：自發(fā)成核法和籽晶 生長(zhǎng)法。1、 自

2、發(fā)成核法按照獲得過(guò)飽和度方法的不同助熔劑法又可分為緩冷法、反應(yīng)法和蒸發(fā)法。這些方法中以緩冷法設(shè)備最為簡(jiǎn)單，使用最普遍。緩冷法是在高溫下，在晶體材料全部熔融于助熔劑中之后，緩慢地降溫冷卻，使晶體從飽和熔體中自發(fā)成核并逐漸成長(zhǎng)的方法。2、 籽晶生長(zhǎng)法籽晶生長(zhǎng)法是在熔體中加入籽晶的晶體生長(zhǎng)方法。主要目的是克服自發(fā)成核時(shí)晶粒過(guò)多的缺點(diǎn)，在原料全部熔融于助熔劑中并成為過(guò)飽和溶液后，晶體在籽晶上結(jié)晶生長(zhǎng)。根據(jù)晶體生長(zhǎng)的工藝過(guò)程不同，籽晶生長(zhǎng)法又可分為以下幾種方法而采用籽晶旋轉(zhuǎn)的方法" 卡善" 紅寶石。其原理是: 原料在坩A. 籽晶旋轉(zhuǎn)法：由于助熔劑熔融后粘度較大，熔體向籽晶擴(kuò)散比較困難

3、，可以起到攪拌作用，使晶體生長(zhǎng)較快，且能減少包裹體。此法曾用于生長(zhǎng)B. 頂部籽晶旋轉(zhuǎn)提拉法: 這是助熔劑籽晶旋轉(zhuǎn)法與熔體提拉法相結(jié)合的方法。堝底部高溫區(qū)熔融于助熔劑中，形成飽和熔融液，在旋轉(zhuǎn)攪拌作用下擴(kuò)散和對(duì)流到頂部相對(duì)低溫區(qū)，形成過(guò)飽和熔液，在籽晶上結(jié)晶生長(zhǎng)晶體。隨著籽晶的不斷旋轉(zhuǎn)和提拉，晶體在籽晶上逐漸長(zhǎng)大。 該方法除具有籽晶旋轉(zhuǎn)法的優(yōu)點(diǎn)外，還可避免熱應(yīng)力和助熔劑固化加給晶體的應(yīng)力。另外，晶體生長(zhǎng)完畢后，剩余熔體可再加晶體材料和助熔劑繼續(xù)使用。C. 底部籽晶水冷法：助熔劑揮發(fā)性高，頂部籽晶生長(zhǎng)難以控制，晶體質(zhì)量也不好。為了克服這些缺點(diǎn)，采用底部籽晶水冷技術(shù)，則能獲得良好的晶體。水冷保證了籽

4、晶生長(zhǎng)，抑制了熔體表面和坩堝其它部位的成核。這是因?yàn)樗洳课徊拍苄纬蛇^(guò)飽和熔體，從而保證了晶體在籽晶上不斷成長(zhǎng)。用此法可生長(zhǎng)出質(zhì)量良好的釔鋁榴石晶體。D. 坩堝倒轉(zhuǎn)法及傾斜法：這是兩種基本原理相同的助熔劑生長(zhǎng)晶體的方法。當(dāng)坩堝緩慢冷卻至溶液達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)，將坩堝倒轉(zhuǎn)或傾斜，使籽晶浸在過(guò)飽和溶液中進(jìn)行生長(zhǎng)，待晶體生長(zhǎng)結(jié)束后，再將坩堝回復(fù)到開(kāi)始位置，使溶液與晶體分離。E. 移動(dòng)熔劑區(qū)熔法：這是一種采用局部區(qū)域熔融生長(zhǎng)晶體的方法。籽晶和晶體原料互相連接的熔融區(qū)內(nèi)含有助熔劑，隨著熔區(qū)的移動(dòng)（ 移動(dòng)樣品或移動(dòng)加熱器） ， 晶體不斷生長(zhǎng)，助熔劑被排擠到尚未熔融的晶體原料一邊。只要適當(dāng)?shù)乜刂粕L(zhǎng)速度和必要的

5、生長(zhǎng)氣氛，用這種方法可以得到均勻的晶體。、助熔劑的選擇和工藝特點(diǎn)助熔劑的選擇是助熔劑法生長(zhǎng)寶石晶體的關(guān)鍵，它不僅能幫助降低原料的熔點(diǎn), 還直接影響到晶體的結(jié)晶習(xí)性、質(zhì)量與生長(zhǎng)工藝。助熔劑有兩類：一類為金屬，主要用于半導(dǎo)體單晶的生長(zhǎng)；另一類為氧化物和鹵化物（如PbO, PbE等），主要用于氧化物和離子材料的生長(zhǎng)。理想的助熔劑的條件：1. 對(duì)晶體材料應(yīng)具有足夠強(qiáng)的溶解能力；2. 具有盡可能低的熔點(diǎn)和盡可能高的沸點(diǎn)；3. 應(yīng)具有盡可能小的粘滯性；4. 在使用溫度下?lián)]發(fā)性要低（ 蒸發(fā)法除外） ；5. 毒性和腐蝕性要小，不易與坩堝材料發(fā)生反應(yīng)；6. 不易污染晶體，不與原料反應(yīng)形成中間化合物；7. 易把晶

6、體與助熔劑分離。常采用的助熔劑：硼、鋇、鉍、鉛、鉬、鎢、鋰、鉀、鈉的氧化物或氟化物，如B2O3， BaO， Bi 2O3，PbO，PbF2，MoO3，WO3，Li2O，K2O，KF，Na2O，NaF，Na3AlF 6等。在實(shí)際使用中，人們多采用復(fù)合助熔劑， 也使用少量助熔劑添加物，通?？梢燥@著地改善助熔劑的性質(zhì)。合成不同寶石品種采用的助熔劑類型不同。即使合成同一品種的寶石，不同廠家采用的助熔劑種類也不一樣。助熔劑法生長(zhǎng)寶石技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)助熔劑法與其它生長(zhǎng)晶體的方法相比，有著許多突出的優(yōu)點(diǎn)：1. 適用性很強(qiáng)，幾乎對(duì)所有的材料，都能夠找到一些適當(dāng)?shù)闹蹌?，從中將其單晶生長(zhǎng)出來(lái)。2. 生長(zhǎng)溫度低，許多

7、難熔的化合物可長(zhǎng)出完整的單晶，并且可以避免高熔點(diǎn)化合物所需的高溫加熱設(shè)備、耐高溫的坩堝和高的能源消耗等問(wèn)題。3. 對(duì)于有揮發(fā)性組份并在熔點(diǎn)附近會(huì)發(fā)生分解的晶體，無(wú)法直接從其熔融體中生長(zhǎng)出完整的單晶體。4. 在較低溫度下，某些晶體會(huì)發(fā)生固態(tài)相變，產(chǎn)生嚴(yán)重應(yīng)力，甚至可引起晶體碎裂。助熔劑法可以在相變溫度以下生長(zhǎng)晶體，因此可避免破壞性相變。5. 助熔劑法生長(zhǎng)晶體的質(zhì)量比其它方法生長(zhǎng)出的晶體質(zhì)量好。6. 助熔劑法生長(zhǎng)晶體的設(shè)備簡(jiǎn)單，是一種很方便的晶體生長(zhǎng)技術(shù)。助熔劑法存在著一定的缺點(diǎn)，歸納起來(lái)有以下四點(diǎn)：1. 生長(zhǎng)速度慢，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)。2. 晶體尺寸較小。3. 坩堝和助熔劑對(duì)合成晶體有污染。4. 許多助

8、熔劑具有不同程度的毒性，其揮發(fā)物常腐蝕或污染爐體和環(huán)境。三、助熔劑法合成寶石的品種1940 年美國(guó)人Carroll Chatham 用助熔劑法實(shí)現(xiàn)了合成祖母綠的商業(yè)生產(chǎn). 目前世界上祖母綠生產(chǎn)的大公司已經(jīng)發(fā)展到了六、七家，如美國(guó)的查塔姆（Chatham）、Regency、林德（ Linde ） ， 澳大利亞的畢榮（ Biron ） 、 法國(guó)的吉爾森（ Gilson ） 、 日本的拉姆拉（ Ramaura） 俄羅斯的 Tairus 。年生產(chǎn)祖母綠已經(jīng)達(dá)到了5000kg 以上。隨著科技的發(fā)展，各個(gè)生產(chǎn)廠家也在不斷地改進(jìn)合成工藝，如Chatham 生產(chǎn)出供銷售的單個(gè)晶體和晶簇。1.埃斯皮克（Espi

9、g）緩冷法生長(zhǎng)祖母綠晶體早在1888年和1900年，科學(xué)家們就使用了自發(fā)成核法中的緩冷法生長(zhǎng)出祖母綠晶體的 技術(shù)。之后，德國(guó)的埃斯皮克（H. Espig）等人進(jìn)行了深入的研究（于1924-1942年），并對(duì)助熔劑緩冷法做了許多改進(jìn)，生長(zhǎng)出了長(zhǎng)達(dá)2cm的祖母綠晶體。A.主要設(shè)備緩冷法生長(zhǎng)寶石晶體的設(shè)備為高溫馬福爐和粕塔摒（圖6-1 ）。合成祖母綠晶體的生長(zhǎng)常采用最高溫度為 1650 c的硅鋁棒電爐。爐子一般呈長(zhǎng)方體或圓柱體，要求爐子的保溫性能好， 并配以良好的控溫系統(tǒng)。圖6-1助熔劑法采用的塔鍋和馬福爐塔端材料常用粕，使用時(shí)要特別注意避免痕量的金屬鋅、鉛、鐵等的出現(xiàn)，以免形成粕合金，引起塔端穿漏

10、。塔摒可直接放在爐膛內(nèi)，也可埋入耐火材料中，后者有助于增加熱容量、 減少熱波動(dòng)，并且一旦塔端穿漏，對(duì)爐子損害不大。B.生長(zhǎng)過(guò)程首先在粕塔端中放入晶體原料和助熔劑，并將塔端放入高溫電阻爐中加熱，待原料和助熔劑開(kāi)始熔化后，在略高于熔點(diǎn)的溫度下恒溫一段時(shí)間，使所有原料完全熔化。然后緩慢降溫， 降溫速度為每小時(shí) 0.2-0.5 C,形成過(guò)飽和溶液。電爐頂部溫度稍高于底部溫度，晶體便從塔端 底部結(jié)晶生長(zhǎng)。晶體生長(zhǎng)速度很慢，約每秒 6.0 X Lo-6cm。主要晶體生長(zhǎng)結(jié)束后，倒出熔融液， 所得晶體隨后與塔堤一起重新放回爐中，隨爐溫一起降至室溫。出爐后，將晶體與塔端一起放在能溶解助熔劑的溶液中，溶去剩余的

11、助熔劑，即可得到生長(zhǎng)的晶體。C.工藝條件原料：合成祖母綠所使用的原料是純凈的綠柱石粉或形成祖母綠單晶所需的純氧化物，成份為 BeQ SiO2、AL2O3及微量的 CrzQ。助熔劑：常用的有氧化鋰、硼砂、鋁酸鹽、鋰鋁酸鹽和鴇酸鹽及碳酸鹽等。目前多采用鋰鋁酸鹽和五氧化二鋰混合助熔劑。工藝流程：a.將粕塔端用粕柵隔開(kāi)，另有一根粕金屬管通到塔端底部，以便不斷向塔端中加料。b.按比例稱取天然綠柱石粉或二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(AL2Q)、和氧化皺(Be。、助熔劑和少量著色劑氧化銘(CvQ)。c.原料放入粕柑鍋內(nèi)，原料SiO2以玻璃形式加入熔劑中，浮于熔劑表面，其它反應(yīng)物AL2O3、BeO、CrzQ通

12、過(guò)導(dǎo)管加入到塔端的底部，然后將塔端置于高溫爐中。d.升溫至I400 C,恒溫?cái)?shù)小時(shí)，然后緩慢降溫至1000c保溫。e.通常底部料2天補(bǔ)充一次，頂部料 2-4周補(bǔ)充一次。f.當(dāng)溫度升至800 c時(shí)，塔端底部的 AL2O3、BeQ Li 2CrO4等已熔融并向上擴(kuò)散，SiO2熔融向下擴(kuò)散。熔解的原料在粕柵下相遇并發(fā)生反應(yīng)，形成祖母綠分子。g.當(dāng)溶液濃度達(dá)到過(guò)飽和時(shí)，便有祖母綠形成于粕柵下面懸浮祖母綠晶種上。h.生長(zhǎng)結(jié)束后，將助熔劑傾倒出來(lái)，在粕塔端中加入熱硝酸進(jìn)行溶解處理50小時(shí)，待溫度緩慢B«O * Al幅 2降至室溫后，即可得干凈的祖母綠單晶。SPECIFICGRAVITV2-023

13、23a,04。相對(duì)密度值圖6-2助熔劑法合成祖母綠的裝置圖(點(diǎn)擊可進(jìn)入多媒體演示)i.生長(zhǎng)速度大約為每月0.33mm。在12個(gè)月內(nèi)可長(zhǎng)出2cm的晶體。(4) 工藝要點(diǎn):a. 必須嚴(yán)格控制原料的熔化溫度和降溫速度，以便祖母綠單晶穩(wěn)定生長(zhǎng)，并抑制金綠寶石和硅 鈹石晶核的大量形成。b. 在祖母綠晶體生長(zhǎng)過(guò)程中必須按時(shí)供應(yīng)生長(zhǎng)所需的原料，使形成祖母綠的原料自始至終都均勻地分布在熔體中。2. 吉爾森籽晶法生長(zhǎng)祖母綠晶體法國(guó)陶瓷學(xué)家吉爾森(P Gilson)采用籽晶法生長(zhǎng)祖母綠晶體，能生長(zhǎng)出14X2Omm勺單晶體，曾琢磨出l8Ct 大刻面的祖母綠寶石，于1964年開(kāi)始商業(yè)性生產(chǎn)。A. 裝置如圖 6-3 所

14、示， 在鉑坩堝的中央加豎鉑柵欄網(wǎng)，將坩堝分隔為兩個(gè)區(qū)，一個(gè)區(qū)的溫度稍高為熔化區(qū)，另一個(gè)區(qū)的溫度稍低為生長(zhǎng)區(qū)。B. 生長(zhǎng)工藝助熔劑：酸性鉬酸鋰；熱區(qū)：添加原料、助熔劑和致色劑；冷區(qū)：吊掛籽晶，視坩堝大小可以排布多個(gè)祖母綠籽晶片。升溫至原料熔融，熱區(qū)熔融后祖母綠分子擴(kuò)散到溫度稍低的冷區(qū)。當(dāng)祖母綠熔融液濃度過(guò)飽和時(shí)，祖母綠便在籽晶上結(jié)晶生長(zhǎng)。熱區(qū)和冷區(qū)的溫差很小，保持低的過(guò)飽和度以阻止硅鈹石和祖母綠的自發(fā)成核作用。不斷添加原料，一次可以生長(zhǎng)出多粒祖母綠晶體。其生長(zhǎng)速度大約為每月lmm。3. 自發(fā)成核緩冷法生長(zhǎng)紅寶石冷區(qū)咐既方向 熱區(qū)圖6-3吉爾森助熔劑法合成祖母綠的裝置助熔劑法合成紅寶石是自發(fā)成核緩

15、冷法生長(zhǎng)的，在生長(zhǎng)過(guò)程中采用了增端變速旋轉(zhuǎn)技術(shù)。使熔體不斷處于攪拌之中，對(duì)晶面可產(chǎn)生沖刷效果，從而使包體大大減少。 攪拌熔體還可使溶質(zhì)濃度分布均勻、減少局部過(guò)冷，從而減少小晶核的數(shù)目，抑制局部地段有其它相的析出。圖6-4助熔劑法合成紅寶石晶體（多羅斯）具體工藝：原料：AUQ和少量的 Cr2c3;助熔劑：PbO-BQ 或 PbF2-Pb。鉗塔摒置于裝有旋轉(zhuǎn)支持底座的電爐內(nèi)加熱。加熱：加熱至1300 C,并旋轉(zhuǎn)塔端，使塔端內(nèi)的助熔劑和原料完全熔融。生長(zhǎng)：停止加熱，以每小時(shí)2c的速度緩慢冷卻至 915C,大致需8天。晶體緩慢生長(zhǎng)。晶體生長(zhǎng)結(jié)束，倒出助熔劑。用稀硝酸將殘存的助熔劑溶解，即可獲得干凈的紅

16、寶石晶體。圖6-5助熔劑法合成紅寶石（Ramaura）用此法長(zhǎng)成的紅寶石晶體成本高，難以大量生產(chǎn)。4.助熔劑法生長(zhǎng)鈕鋁榴石晶體 （YAG）鈕鋁榴石可采用底部籽晶水冷法或自發(fā)成核緩冷法生長(zhǎng)晶體。這里主要介紹底部籽晶水冷法。采用底部籽晶水冷法生長(zhǎng)的晶體幾乎沒(méi)有熱應(yīng)力，質(zhì)量較高。具體工藝條件如下：原料：Y2O和AL2。，加入少量 Nd2。作穩(wěn)定劑；助熔劑：采用 PbO-PbF2-B203,另將原料及助熔劑混合后放入粕塔端內(nèi)，置于爐中加熱。加熱：升溫至1300 c時(shí)恒溫25小時(shí)，將原料熔化；生長(zhǎng)：以每小時(shí) 3c的速度降至 N-US>1260C,此時(shí)，在底部加水冷卻，將籽晶浸入增 端底部中心水冷區(qū)

17、。再按2OC/h的速度降至1240 C,然后以0.3-2 C/h的速度降至950C,至生長(zhǎng)結(jié)束。俄羅斯還用溶劑法生產(chǎn)出了透明的硅皺石，晶體到12.5克拉，可切磨成 6克拉的刻面寶石。晶體內(nèi)部常含有棕黃色的溶劑殘余。四、助熔劑法生長(zhǎng)寶石的鑒別1、助熔劑法生長(zhǎng)寶石的基本特征助熔劑法生長(zhǎng)寶石晶體的特征與天然寶石非常相似，特別是寶石晶體生長(zhǎng)過(guò)程中或多或少存在著包裹體、生長(zhǎng)條紋、位錯(cuò)和替代性雜質(zhì)等缺陷， 有效的模仿了天然寶石中各種寶石的內(nèi) 含物，晶體的包裹體對(duì)晶體的質(zhì)量也有很大的影響。晶體的主要特征如下。A.固相包體圖6-6合成紅寶石中的助熔劑殘余(1)助熔劑殘余包體：助熔劑包體的形成與晶體的非穩(wěn)定生長(zhǎng)

18、有關(guān)。最嚴(yán)重的包體發(fā)生在自發(fā) 成核過(guò)程中枝蔓狀生長(zhǎng)階段，快速生長(zhǎng)使枝蔓間的助熔劑在隨后的穩(wěn)定生長(zhǎng)中被包裹起來(lái)。(2)結(jié)晶物質(zhì)包體：晶體在生長(zhǎng)過(guò)程中，溫度降到其它晶相可以存在的范圍，或者由于組份過(guò)冷，成分分布時(shí)高時(shí)低，其它晶相在局部區(qū)域形成較高的過(guò)飽和度，新相便可以在晶體界面上發(fā)生非均勻成核，晶芽牢固地附著于晶體表面上，并隨著晶體的生長(zhǎng)，被包裹在晶體內(nèi)部，如祖母 綠晶體內(nèi)的硅鍍石包體。(3)塔端金屬材料包體：助熔劑生長(zhǎng)的晶體或多或少要受到增端材料的污染。圖6-7助熔劑法合成藍(lán)寶石中的粕金片及粕金針(4)未熔化熔質(zhì)包體：原料熔化不完全，有時(shí)會(huì)存在未熔化的溶質(zhì)原料包體。圖6-8查塔姆合成紅寶石中的種

19、晶(5)種晶包體：助熔劑法加種晶生長(zhǎng)時(shí)，晶體有時(shí)還可見(jiàn)種晶包體。B.氣相包體助熔劑具揮發(fā)性， 熔體粘滯性較大， 由于熔體攪拌不均勻， 有時(shí)助熔劑未蒸發(fā)完全以氣 相包裹在晶體中。由于助熔劑冷凝收縮也會(huì)產(chǎn)生收縮泡。圖6-9合成紅寶石中的收縮泡C.氣固兩相包體當(dāng)氣相收縮泡和固相助熔劑殘余包體同時(shí)存在時(shí)，還可構(gòu)成氣-固兩相包體圖6-10合成紅寶石中的六方色帶圖6-11拉姆拉合成紅寶石中特殊色帶和紋理D.生長(zhǎng)條紋助熔劑法生長(zhǎng)的晶體有時(shí)可觀察到平直的生長(zhǎng)條紋（圖6-10）,它是由組成成分的相對(duì)濃度或雜質(zhì)濃度的周期性變化引起的。生長(zhǎng)條紋的出現(xiàn)也與晶體中存在著很細(xì)的包裹體有關(guān)， 另外，溫度波動(dòng)和對(duì)流引起的振蕩

20、，也是造成生長(zhǎng)條紋的因素。E.生長(zhǎng)丘助熔劑生長(zhǎng)的晶體多含有螺旋位錯(cuò)，螺旋位錯(cuò)在晶面上終止時(shí)，表面會(huì)形成生長(zhǎng)丘或卷線。它是由大量晶層堆疊而成， 生長(zhǎng)位錯(cuò)中心可由自發(fā)成核形成，或由包裹體產(chǎn)生。 緊挨生長(zhǎng)丘的下面常常聯(lián)結(jié)著小的包體中心。F.替代性雜質(zhì)及成分不均勻性助熔劑法生長(zhǎng)的晶體會(huì)由于塔端材料和助熔劑的污染而受到影響。經(jīng)電子探針及X射線熒光分析測(cè)定， 助熔劑法生長(zhǎng)的晶體往往含有助熔劑的金屬陽(yáng)離子，如合成祖母綠晶體中含有Mo和V,合成紅寶石含有 Pb、B等。2、助熔劑法合成祖母綠的鑒別A.內(nèi)含物特征:(1)助熔劑殘余助溶劑殘余常呈羽紗狀、云霧狀、云翳狀、管狀、網(wǎng)狀，與天然寶石內(nèi)的包體形態(tài)明顯 不同。

21、助溶劑在反射光下，表面呈黃色至粉紅色，亮域下不透明呈褐色、灰黑色，顯粒狀結(jié)構(gòu)。圖6-12助熔劑法合成祖母綠中云翳狀助熔劑殘余天然祖母綠中多出現(xiàn)天然礦物包體，方解石、云母、透閃石或陽(yáng)起石等晶體包體。(2)二相包體助溶劑殘余微晶與收縮泡構(gòu)成氣-固兩相包體，很象天然寶石中的氣-液兩相包體，但助溶劑呈微晶固相分布，與天然液相特征不同，顯得渾濁不如液體透明清澈。(3)籽晶片在某些助熔劑法生長(zhǎng)的祖母綠中，可觀察到籽晶片的痕跡。籽晶片表面常被熔蝕，通常顏色較淺，生長(zhǎng)的祖母綠顏色較深，環(huán)繞著晶種的深色祖母綠部分顯示合成寶石的包體特征。(4)硅皺石當(dāng)助熔劑法生長(zhǎng)的祖母綠時(shí)，溫度控制不當(dāng)時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)硅皺石晶核，這

22、些晶核堆集在一起形成新的細(xì)小晶體類型，甚至長(zhǎng)成大的柱狀硅鍍石晶體包體。圖6-13合成祖母綠中的硅皺石晶體包體（5）鉗金片從粕塔摒溶蝕又重結(jié)晶的粕金片，常具有三角形、六邊形、長(zhǎng)條形或不規(guī)則的多邊形。容易與天然寶石中的黑云母礦物包體相混。但粕金片在透射光下不透明，反射光下顯示銀白色明亮的金屬光澤。天然、合成祖母綠典型內(nèi)含物見(jiàn)下表：表6-1天然祖母綠與助熔劑法合成祖母綠典型內(nèi)含物天然祖母綠助熔劑法合成祖母綠內(nèi)種晶包體（可能有）；粕金片；黃金片；助熔有各種固態(tài)包體含劑包體；硅鉞石包體（少見(jiàn)）二相，三相包體（氣液，氣 液固，液態(tài)包體）二相（氣固）包體（收縮泡加助熔劑殘余）在物反射光下呈橙紅色且不透明，形

23、態(tài)上似天然， 如彗星狀，較復(fù)雜有空洞，負(fù)晶。羽狀體助熔劑殘余形成羽狀體（云翳狀）霧狀，面紗 狀，扭曲狀B.相對(duì)密度助熔劑法合成祖母綠的相對(duì)密度略小于天然祖母綠的相對(duì)密度。這可以作為助熔劑法合成祖母綠輔助性的鑒定特征。而水熱法合成祖母綠的相對(duì)密度與天然祖母綠的相對(duì)密度重合。表6-2天然祖母綠與助熔劑法合成祖母綠的相對(duì)密度表寶石名稱相對(duì)密度平均相對(duì)密度天然祖母綠2.67-2.78助熔劑法合成祖母綠Chatham2.65-2.662.65-2.66Gilson I2.65Gilson II2.65Gilson III2.68-2.69水熱法合成祖母綠Linde2.67-2.69Biron2.72中國(guó)

24、桂林2.68-2.732.67-2.73Tairus（早）2.68-2.70Tairus（新）2.67-2.73C、折射率天然及不同方法合成的祖母綠的折射率及雙折率也存在一定的差異，助熔劑法合成祖母綠的折射率和雙折率略小于天然祖母綠，而天然祖母綠的折射率和雙折射率略大于水熱法合成祖母綠。詳見(jiàn)表表6-3 天然、合成祖母綠的折射率及雙折率值L樣品名稱折射率(Ne)折射率(No)雙折射率天然祖母綠1.5861.5940.005-0.0071.5841.5910.007助熔劑法合成祖母綠Chatham1.5601.5640.003GilsonI1.5641.5690.005GilsonII1.5621

25、.5670.003-0.005GilsonIII1.5711.5790.006-0.008水熱法合成祖母綠Linde1.566-1.5721.571-1.5780.005-0.007Biron1.5701.5770.007中國(guó)桂林1.567-1.5711.575-1.5780.007Tairus（早）1.574-1.5811.579-1.5870.006Tairus（新）1.572-1.5781.579-1.5840.007DK紫外熒光天然及合成祖母綠都可以顯示紅色，綠色熒光，也可能不顯熒光。合成祖母綠在長(zhǎng)波紫外光中發(fā)出強(qiáng)紅色熒光，其發(fā)光強(qiáng)度比天然的要大的多,個(gè)警告一一這塊祖母綠可能是合成品。

26、E、查爾斯濾色鏡一些天然及合成祖母綠在查爾斯鏡下可顯紅色, 母綠查爾斯鏡下顯強(qiáng)紅色一一這可以是一個(gè)有用的標(biāo)志。 也可能顯示很強(qiáng)的紅色。在長(zhǎng)波紫外光中顯示亮紅色可以看成粉紅色，甚至綠色。有些類型的合成祖 但某些哥倫比亞祖母綠在查爾斯濾色鏡天然祖母綠顯示銘的吸收光譜，紅光區(qū)有吸收線,橙黃區(qū)有吸收弱帶， 藍(lán)綠區(qū)透過(guò)，紫F、紫外-可見(jiàn)光光譜區(qū)吸收。但在420nm、608 nm的吸收峰不明顯。而合成祖母綠的吸收光譜除天然祖母綠的吸收光 譜外，在683nm、420 nm、608 nm皆顯示明顯的吸收峰。G紅外光譜特征（點(diǎn)擊鏈接放大圖片）助熔劑法合成的祖母綠中不含水，因此使用紅外光譜測(cè)試，5000 6000

27、 CM-1處無(wú)任何水的吸收峰。而天然祖母綠的紅外光譜中有I型水和n型水的吸收峰。H 成分分析進(jìn)行成分分析，可見(jiàn)天然祖母綠的銘含量較低，并伴有鋰和鐵的存在，而合成祖母綠銘的含量較高，鋰和鐵的含量則明顯低于天然祖母綠。表6-4天然祖母綠與合成祖母綠微量元素成分對(duì)比祖母綠品種Cr?Q含量/%V2O含量/%FeQ含量/%水熱合成1.3390.0050.010助熔劑合成0.6540.0030.000云南0.201.5000.010哥侖比亞0.2350.0331.071巴西0.2300.0170.489助熔劑合成祖母綠晶體中還含有 別開(kāi)來(lái)。Mo B、Bi和V等助熔劑的金屬陽(yáng)離子，從而與天然祖母綠鑒3.助熔劑法合成紅寶石的鑒別A、助溶劑殘余包裹體B、氣固兩相包體：C、鉗金片D特殊的色帶或色域助熔劑合成寶石中可見(jiàn)直線狀、角狀生長(zhǎng)環(huán)帶，這些特征與天然紅、藍(lán)寶石中的色帶，在外觀上是一致的。但在拉