人工寶石重點(diǎn)——長(zhǎng)春工程學(xué)院寶石

1、第一章1.人工寶石概念：人工寶石：.概念：完全或部分由人工生產(chǎn)或制造、用作首飾及裝飾品的材料統(tǒng)稱(chēng)為人工寶石。.是指人們運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基本原理和方法，選用適宜的原材料，通過(guò)合理的工藝、技術(shù)流程，在實(shí)驗(yàn)室或工廠里制造出來(lái)的用作首飾及裝飾品的材料。2.人工寶石的分類(lèi)：包括合成寶石、人造寶石、拼合寶石和再造寶石四大類(lèi)。合成寶石人造寶石拼合寶石再造寶石人工合成寶石的方法 焰熔法；冷坩堝法；晶體提拉法和導(dǎo)模法；助熔劑法；水熱法；高溫超高壓法；化學(xué)沉淀法。3.焰熔法的一切焰熔法生產(chǎn)的寶石: 紅寶石、藍(lán)寶石、合成尖晶石、人造鈦酸鍶等晶體焰熔法的概念：焰熔法也稱(chēng)火焰法，或稱(chēng)維爾納葉法。顧名思義，它是用火焰把

2、原料熔化在熔體中進(jìn)行晶體生長(zhǎng)的方法，是較重要的一種生長(zhǎng)寶石的方法。（焰熔法已有100多年的歷史，是產(chǎn)量和規(guī)模較大、使用歷史最長(zhǎng)的一種方法）焰熔法生長(zhǎng)寶石裝置由供料系統(tǒng)、氣體燃燒系統(tǒng)、爐體和下降系統(tǒng)等部分組成。供料系統(tǒng)：氣體燃燒系統(tǒng)：爐體：下降系統(tǒng)：合成紅寶石的例子：a.供料：.g-Al2O3 粉末，純凈，顆粒細(xì)； （生長(zhǎng)合成剛玉寶石晶體所用的原料 以純凈、顆粒均勻、高分散、具有適當(dāng)?shù)亩逊e密度和流動(dòng)性好的g-Al2O3 粉末最為理想） .原料摻雜，攜入不同金屬離子；紅Cr2O3 藍(lán)TiO2 變色V2O5金屬離子的摻入量是根據(jù)以下因素確定的：123b氣體燃燒；c爐體保溫；d下降系統(tǒng)下降。合成尖晶石

3、的例子：a.供料：.氧化鎂：三氧化二鋁=1:1到1:2.5 （ 紅色的合成尖晶石必須按1:1配比才行，任何偏離都會(huì)變成其他顏色，因此生長(zhǎng)有一點(diǎn)難度。其他顏色均較容易生長(zhǎng)。） .原料摻雜，攜入不同金屬離子；Cr紅、棕、綠 Cu粉紅Mn黃Co深藍(lán)Fe（或Co + Cr）淺藍(lán)Mn + Cr淺綠Co + Mn紫b氣體燃燒；c爐體保溫；d下降系統(tǒng)下降。焰熔法晶體生長(zhǎng)工藝特點(diǎn) 1)此種方法不需要坩堝，既節(jié)約了坩堝材料又避免了晶體生長(zhǎng)過(guò)程中坩堝的污染問(wèn)題。 2) H2、O2燃燒可以達(dá)到很高的溫度(2500以上)，對(duì)難熔氧化物晶體生長(zhǎng)非常合適。 3)生長(zhǎng)速度快，有利于大規(guī)模生產(chǎn)并可降低成本。 4)生長(zhǎng)設(shè)備較簡(jiǎn)

4、單，能長(zhǎng)出尺寸大的晶體，如寶石梨晶寬可達(dá)1030mm，長(zhǎng)5001000mm。當(dāng)然此法也有缺點(diǎn)，如生長(zhǎng)時(shí)溫度梯度大，晶體應(yīng)力大，易開(kāi)裂。焰熔法合成寶石的鑒定特征 1)焰熔法生長(zhǎng)的寶石中可見(jiàn)氣相包體，這些氣泡大小不一，或單個(gè)或成群出現(xiàn)，氣泡形狀多為球形，也有拉長(zhǎng)及齒形的變異氣泡，有時(shí)小氣泡大量密集出現(xiàn)會(huì)形成云霧狀包體。 2)焰熔法生長(zhǎng)的晶體橫截面上可見(jiàn)到像唱片一樣的密集弧形生長(zhǎng)環(huán)帶或色帶，常伴有與條紋方向垂直的拉長(zhǎng)氣泡。 3)晶體生長(zhǎng)過(guò)程中未熔融的粉料有時(shí)會(huì)被包裹在晶體中，形成面包碎屑狀包體。 4)焰熔法生長(zhǎng)的梨晶很容易從中間裂開(kāi)，并易產(chǎn)生位錯(cuò)而使晶體出現(xiàn)鑲嵌結(jié)構(gòu)、晶向扭曲等嚴(yán)重缺陷。 5)焰熔法

5、生長(zhǎng)的寶石晶體個(gè)體較大，顏色均勻而鮮艷。4. 冷坩堝技術(shù)高頻冷坩堝技術(shù)的工作原理：高頻冷坩堝技術(shù)不使用專(zhuān)門(mén)的坩堝，而是直接用擬生長(zhǎng)的晶體材料本身作“坩堝”，使其內(nèi)部熔化，外殼不熔；其巧妙之處是在其外部加設(shè)冷卻裝置，把表層的熱量吸走，使表層不熔，形成一層未熔殼，起到坩堝的作用，這就是“冷坩堝”。內(nèi)部已熔化的晶體材料，依靠坩堝下降法晶體生長(zhǎng)原理使其結(jié)晶并長(zhǎng)大。高頻冷坩堝技術(shù)設(shè)備高頻冷坩堝技術(shù)成套設(shè)備由三大部分組成，即高頻振蕩裝置、冷坩堝系統(tǒng)、晶體生長(zhǎng)用引下裝置 （P572）合成立方氧化鋯晶體的生長(zhǎng).原料制備生產(chǎn)立方氧化鋯用的主要原料是ZrO2粉末，對(duì)原材料中TiO2、Fe203含量要求較高，一般其

6、質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于003，以確保生長(zhǎng)出的晶體不帶黃色，透明度好。穩(wěn)定劑采用純度較高的Y203，色白而細(xì)。為了生長(zhǎng)有色晶體，需要摻入一定量的雜質(zhì)元素，常用的是稀土元素氧化物和過(guò)渡族元素氧化物。將ZrO2、Y203按9：1mol比例配料，加入相應(yīng)雜質(zhì)元素，混合均勻備用。.晶體生長(zhǎng)過(guò)程將混合好的原料裝入冷坩堝中，上部放少量金屬鋯片，接通電源并升壓，將原料熔化。當(dāng)原料熔化后，使熔體穩(wěn)定一段時(shí)間，使電壓、電流、柵流基本穩(wěn)定后，使坩堝慢慢地下降，這時(shí)，由于下部冷卻，在底部就會(huì)自發(fā)成核。隨著坩堝的下降，一部分有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的晶核迅速長(zhǎng)大而排擠其他小晶體長(zhǎng)成晶排。當(dāng)生長(zhǎng)結(jié)束后，慢慢地降低功率，使晶體退火一段時(shí)間，關(guān)閉電

7、源，自然冷卻到室溫，取出晶塊。輕擊即可打開(kāi)分離出完整的晶體塊。合成立方氧化鋯晶體的鑒定特征 簡(jiǎn)稱(chēng):CZ 等軸晶系 均質(zhì)體 折射率：2.15 雙折射率：無(wú) 色散：0.060硬度;8.5 密度：5.8g/cm3內(nèi)外部顯微特征：通常立方氧化鋯的大多數(shù)晶體是很潔凈的，只有少數(shù)產(chǎn)品可能會(huì)因冷卻速度過(guò)快而產(chǎn)生氣態(tài)包體或裂紋。還有些靠近熔殼的合成立方氧化鋯晶體內(nèi)可能有未完全熔化的面包屑狀的氧化鋯粉末。偶見(jiàn)旋渦狀內(nèi)部特征。5.提拉法：用此方法生產(chǎn)的寶石有大多數(shù)氧化物類(lèi)晶體如紅寶石、藍(lán)寶石、人造釔鋁榴石(YAG)、人造釓鎵榴石(GGG)、金綠寶石、尖晶石等，都能用晶體提拉法生長(zhǎng)合成晶體。晶體提拉法的原理（是利用

8、籽晶從熔體中提拉生長(zhǎng)出晶體的方法） 晶體提拉技術(shù)的原理可以用圖來(lái)說(shuō)明。生長(zhǎng)設(shè)備包括：坩堝、熔體(原料)、晶種與晶體提拉機(jī)構(gòu)、加熱器及功率控制、溫度控制系統(tǒng)、爐體及氧氣控制系統(tǒng)、后加熱器等。 將待生長(zhǎng)的原料放在合適的坩堝內(nèi)熔化，裝上定向的晶種，降下籽晶桿，接種、放肩，然后等待生長(zhǎng)出達(dá)到要求的晶體。裝置：坩堝加熱器及功率控制溫度控制系統(tǒng)提拉、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其控制后加熱器這種方法的主要特點(diǎn)是： 1)晶體生長(zhǎng)過(guò)程直觀，便于觀察。2)短時(shí)間內(nèi)可長(zhǎng)出高質(zhì)量的大晶體。3)可以定向等徑生長(zhǎng)，但是受坩堝材料污染、熔體對(duì)流及飽和蒸氣壓低、熔體揮發(fā)等的影響，給生長(zhǎng)晶體帶來(lái)困難。6. 助溶劑法助熔劑法又稱(chēng)高溫熔體溶液法，

9、它是將晶體的原成分在高溫下溶解于低熔點(diǎn)助熔劑熔體中，形成飽和的溶液，然后通過(guò)緩慢地降溫或在恒定溫度下蒸發(fā)熔劑等方式，形成過(guò)飽和的溶液而析出晶體。這種過(guò)程類(lèi)似于自然界中礦物晶體從巖漿中結(jié)晶的過(guò)程，因此在寶石晶體合成中占有重要的地位。 優(yōu)點(diǎn)1. 與其他方法相比，它適用性很強(qiáng)，幾乎對(duì)所有的寶石材料都能找到合適的助熔劑。2. 由于它與礦物在巖漿中結(jié)晶類(lèi)似，合成寶石晶體的包體很像天然寶石包體，助溶劑法生長(zhǎng)晶體的原理：助熔劑法，顧名思義，一定有助熔劑。作為助熔劑，一個(gè)基本的要求就是它熔化后能溶解待生長(zhǎng)的晶體，且不易分解揮發(fā)。PbF2、PbO2、Bi2O3等極性化合物是最好的材料，它們?nèi)埸c(diǎn)低，溶解能力強(qiáng)，此

10、外B2O3和BaO-Bi2O3也很常用。還有一些復(fù)雜的化合物如鎢酸鹽、鉬酸鹽、冰晶石等有時(shí)也被選做助熔劑。助熔劑的選擇要依據(jù)幾個(gè)原則：1)它對(duì)擬生長(zhǎng)的晶體有極好的溶解性，隨溫度的變化，溶解度變化也較大，這樣晶體容易生長(zhǎng)。2)在較寬的溫度范圍內(nèi)，所生長(zhǎng)的晶體是惟一的穩(wěn)定相，也就是助熔劑與晶體成分不能形成中間化合物。3)助熔劑具有較低的黏度和較高的沸點(diǎn)。4)揮發(fā)性小，毒性小，容易清除。二元組分圖：1） 假設(shè)寶石組分的熔點(diǎn)為T(mén)A,助溶劑作為低熔點(diǎn)組分B的熔點(diǎn)為T(mén)B2） 將A組分與B組分混合，混合比x3） 受熱熔化后A,B組分均融成溶液，作為混合組分x的熔點(diǎn)處于Px4） 當(dāng)溫度下降，A組在Q，即TQ溫

11、度時(shí)結(jié)晶析出5） 在降低溫度，熔溶液的成分比沿TAQE的變化，最后到E點(diǎn)，E點(diǎn)稱(chēng)為低共熔點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中，A組分不斷地生長(zhǎng)成晶體。這樣，在較低溫度下生長(zhǎng)高熔點(diǎn)的寶石晶體。助熔劑法合成紅寶石的主要品種和鑒別特征 1查塔姆(Chatham)合成紅寶石 1)晶體特點(diǎn) Chatham合成紅寶石是一種含天然籽晶的合成紅寶石 2)熒光 紫外燈下有強(qiáng)紅色熒光及白堊狀紅色熒光。 3)內(nèi)部特征：可見(jiàn)助熔劑包體 鉑金屬片 種晶 透明晶體 2克尼什卡(Knischka)合成紅寶石 1)晶體特點(diǎn) Knischka合成紅寶石表現(xiàn)出一種紡錘狀的晶體形態(tài) 2)熒光 Knischka合成紅寶石在長(zhǎng)、短波紫外燈下表現(xiàn)一種強(qiáng)紅色

12、熒光3)吸收光譜 270nm的吸收峰是天然紅寶石所缺失的，這一吸收峰的存在可作為Knischka合成 紅寶石與天然紅寶石的鑒別依據(jù) 4)內(nèi)部特征：助熔劑包體 負(fù)晶 鉑金薄片 種晶 3拉姆拉(Ramaura)合成紅寶石1)晶體特點(diǎn) 等向的菱面體狀晶體 2)熒光 長(zhǎng)、短波紫外燈下有明顯的橘紅色一紅色熒光，少數(shù)樣品可有藍(lán)白色熒光。3)內(nèi)部特征：助熔劑包體 鉑金薄片 顏色與色帶 生長(zhǎng)線 4多羅斯(Douros)合成紅寶石 1)晶體特點(diǎn) 常見(jiàn)的晶形有兩種，即近等向發(fā)育的菱面體狀和板狀2)熒光 成品寶石則多表現(xiàn)出比天然紅寶石強(qiáng)的紅色熒光 3)內(nèi)部特征：助熔劑包體 顏色和色帶 生長(zhǎng)線 明顯的彎曲傘狀輪廓，構(gòu)

13、成Douros合成紅寶石的一種鑒定依據(jù) 助熔劑法合成寶石的鑒別：包體特征1)固態(tài)包體 助熔劑法生長(zhǎng)的晶體內(nèi)常包含的固態(tài)包體有結(jié)晶相包體、助熔劑包體、未熔化熔質(zhì)包體和坩堝金屬材料包體等。2)氣態(tài)包體 助熔劑法生長(zhǎng)晶體內(nèi)的氣態(tài)包體是由于助熔劑具揮發(fā)性而造成的，有時(shí)氣態(tài)和固態(tài)包體會(huì)同時(shí)存在，可構(gòu)成氣、固二相包體。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)紋，它是由組成成分的相對(duì)濃度變化或雜質(zhì)濃度的周期性變化引起的。生長(zhǎng)紋的出現(xiàn)也與晶體中存在著很細(xì)的包體有關(guān)。位錯(cuò)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，生長(zhǎng)丘的下面常聯(lián)結(jié)著小的包體中心。 7.水熱法：生長(zhǎng)最

14、典型和產(chǎn)量最大的寶石晶體是合成水晶(SiO2)，其次是合成祖母綠、合成紅寶石、無(wú)色和橙色合成藍(lán)寶石、合成海藍(lán)寶石等。 水熱法的基本裝置包括高壓釜、加熱器、控溫部分等，生長(zhǎng)原理：是過(guò)飽和溶液中生長(zhǎng)晶體，在釜下部由于溫度較高，Si02漸漸地向溶液內(nèi)溶解，而上部由于溫度低，Si02又慢慢析出，Si02分子慢慢地在已放好的籽晶上生長(zhǎng)。 水熱法生長(zhǎng)祖母綠晶體： 把培養(yǎng)料、籽晶裝入釜內(nèi)，用螺母密封，高壓釜加熱，Si02在頂部分解，其他培養(yǎng)基在底部溶解上升，組分在中部相遇，在適當(dāng)?shù)臏囟忍荻群瓦^(guò)飽和度下，在籽晶上沉積而長(zhǎng)大。水熱法的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：水熱法屬溶液法生長(zhǎng)，能生長(zhǎng)出大而完美的晶體。由于該方法與自然界生

15、長(zhǎng)晶體的條件很相似，因此生長(zhǎng)出的寶石晶體與天然寶石晶體最接近。缺點(diǎn)：是設(shè)備貴而安全性差，生長(zhǎng)過(guò)程不直觀且生長(zhǎng)晶體的大小受高壓釜容器大小的限制。水熱法合成寶石的鑒別 ：1籽晶：水熱法生長(zhǎng)晶體，必須使用籽晶片，而種晶與生長(zhǎng)出的寶石晶體在光學(xué)特性及其他方面總存在差異。 2包體：水熱法生長(zhǎng)寶石晶體中會(huì)出現(xiàn)氣液包體和固態(tài)包體，1)氣液包體：其中的氣液包體與天然寶石的氣液包體非常相似；區(qū)別在于，合成晶體中的氣液包體立體感強(qiáng)且較為規(guī)則，主要出現(xiàn)在籽晶的生長(zhǎng)界面上。2)固態(tài)包體：水熱法合成寶石中常見(jiàn)的固態(tài)包體有合成水晶中的錐輝石或石英的微晶核組成的“面包渣”狀包體，合成祖母綠中的硅鈹石包體(有時(shí)和氣液包體一起

16、形成釘狀包體)，合成剛玉寶石中呈絮狀或團(tuán)絮狀分布的黃金微晶集合體。3生長(zhǎng)紋理和色帶：絕大多數(shù)水熱法生長(zhǎng)的寶石晶體中都有明顯的波狀生長(zhǎng)紋或鋸齒狀生長(zhǎng)紋。8合成鉆石：原理：（高溫高壓種晶觸媒法合成鉆石原理）鉆石和石墨是碳的兩種同質(zhì)多像的變體。根據(jù)鉆石-石墨的相平衡圖可知，在常溫常壓下石墨是碳的穩(wěn)定結(jié)晶形式，鉆石只有在高溫高壓下才是最穩(wěn)定的，在高溫高壓（相圖中鉆石穩(wěn)定區(qū)的條件）下，石墨的中的碳原子會(huì)重新按鉆石的結(jié)構(gòu)排列，而形成鉆石。寶石級(jí)合成鉆石的主要識(shí)別特征：1)結(jié)晶習(xí)性：合成鉆石常常為立方體、八面體，及二者的聚形，而天然鉆石最常見(jiàn)的形態(tài)是八面體、菱形十二面體或二者的聚形或三角薄片雙晶。 2)晶面

17、紋理：合成鉆石可顯示樹(shù)枝狀、漏砂狀或交切狀紋理，接種面上粗糙不平。天然鉆石常見(jiàn)三角凹痕3)種晶：存在種晶和種晶幻影區(qū)。 4)鉆石類(lèi)型：合成鉆石為Ib型或者II型，Ib型經(jīng)高溫處理后可成為Ib和IaAB的混合型。 5)包裹體：針狀、片狀、針點(diǎn)狀的金屬包裹體，大量的金屬包裹體使得合成鉆石具有明顯的有磁性，甚至?xí)?dǎo)電。 6)吸收光譜：合成鉆石無(wú)415nm吸收線。7)紫外熒光：合成鉆石的長(zhǎng)波紫外熒光弱于短波，而天然鉆石的正好相反。8)熒光分帶圖案：合成鉆石在超短波紫外線下有特征的分帶現(xiàn)象（“馬爾他十字分帶”現(xiàn)象）。天然鉆石則顯示年輪狀熒光分布。9)陰極發(fā)光：與紫外下熒光分帶特征相似。CVD合成鉆石的主

18、要識(shí)別特征 1）生長(zhǎng)特征：具有生長(zhǎng)層結(jié)構(gòu)，如平行的異常消光紋。 2）鉆石類(lèi)型：CVD合成鉆石為Ib型或者含極少孤N的IIa型。 3）紅外光譜：在753，7354，6856，6425，5564，3323，3123cm-1處有與H有關(guān)的吸收峰，經(jīng)HTHP處理可將其部分除去，只留下3107cm-1的H-C峰。4）紫外熒光特征：未經(jīng)高溫高壓處理的CVD鉆石具有特征的橙紅色熒光（,高溫高壓處理后呈黃綠色。 5）熒光圖案：CVD合成鉆石的熒光圖案具有細(xì)致的紋理，尤其是在陰極發(fā)光下易于觀察到。 6）外觀特征：切磨的鉆石往往呈扁平狀,淡褐色到深褐色的體色，但是經(jīng)HTHP處理后可近于無(wú)色。9.合成碳硅石的寶石學(xué)

19、性質(zhì)：成分：SiC晶系：六方晶系，一軸晶，正光性。顏色：近無(wú)色，通常帶黃綠色色調(diào) 光澤：金剛光澤；折射率：2.649-2.691，雙折射率：0.042；臺(tái)面通常都垂直C軸，刻面棱重影明顯。色散：0.104，大于鉆石；相對(duì)密度：3.22，在二碘鉀烷中鉆石下沉，莫依桑石上??；硬度：9.25包裹體：常含平行的針狀包體，有氣泡。特殊性質(zhì)：導(dǎo)熱性好10.合成歐泊合成的方法 (1) 形成二氧化硅膠體球(2) 二氧化硅球體的沉淀 (3) 球體壓實(shí) 和粘接鑒定特征：1) 顏色特征：許多合成歐泊顯示顯然不同于天然歐泊的十分明亮而鮮艷的顏色。 2) 特殊的色斑結(jié)構(gòu)：合成歐泊的色斑明顯不同于天然歐泊，其色斑邊界呈鑲

20、嵌狀，顯示蜥蜴皮結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可見(jiàn)柱狀升起的立體感。天然歐泊的色斑為二維的、絲絹狀，色斑邊界為過(guò)渡漸變特征。3) 相對(duì)密度：比天然的略低，合成黑歐泊和白歐泊為2.06，有塑料灌注的合成歐泊更低一些，為 1.968，天然的為2.10。4) 紫外熒光：大多數(shù)天然歐泊在長(zhǎng)波紫外光下發(fā)強(qiáng)的淡白色熒光，并可有持續(xù)的磷光；而合成白色歐泊在長(zhǎng)波下幾乎沒(méi)有磷光且熒光很弱，甚至為惰性。 5) 吸收光譜：合成藍(lán)色歐泊由鈷致色，有典型鈷譜，在查爾斯濾色鏡下變紅。天然藍(lán)色歐泊由銅致色。 6）折射率：合成火歐泊，有苔蘚狀包體，折射率為1.46，天然火歐泊折射率為1.40。 7) 紫外透過(guò)率：合成歐泊比天然歐泊更易透紫外線

21、。8) 化學(xué)成分：X射線熒光光譜分析結(jié)果合成歐泊有的含有明顯高于天然歐泊的Zr、Cl、Ga等化學(xué)成分。 9) 紅外光譜：天然歐泊（包括貴歐泊與火歐泊）的紅外光譜從4000cm-1以下全吸收，在50005300cm-1區(qū)間有極強(qiáng)的吸收，在4400和4500cm-1附近常出現(xiàn)較弱的吸收。天然火歐泊基本不出現(xiàn)4400和4500cm-1處的較弱吸收峰.合成貴歐泊的圖譜有兩類(lèi)。一類(lèi)從2000cm-1以下全吸收，36703685cm-1間有強(qiáng)吸收峰，2665和2265cm-1處附近有兩個(gè)次級(jí)峰。 另一類(lèi)合成歐泊，還有5806，5734cm-1的雙峰，4697cm-1的低寬峰和4398，4343，4255，

22、4166，4078cm-1等吸收峰。這些吸收峰與塑料中的聚丙烯和聚苯乙烯譜峰相似，因此此類(lèi)合成品為塑料灌注充填的合成歐泊，其相對(duì)密度值通常偏低。第二章1.概念拼合寶石的概念：拼合寶石，簡(jiǎn)稱(chēng)拼合石，是指由兩塊或兩塊以上材料經(jīng)拼合而成，且給人以整體印象的珠寶玉石。寶石優(yōu)化處理的概念：定義為除切磨和拋光以外，用于改善珠寶玉石的外觀(顏色、凈度或特殊光學(xué)效應(yīng))、耐久性或可用性的所有方法。優(yōu)化處理可進(jìn)一步劃分為優(yōu)化(Enhancing)和處理(Treating)兩類(lèi)。優(yōu)化的概念：優(yōu)化是指“傳統(tǒng)的、被人們廣泛接受的使珠寶玉石潛在的美顯示出來(lái)的各種改善方法”，如熱處理紅寶石、浸無(wú)色油祖母綠及玉髓、瑪瑙的染色

23、處理等。處理的概念：處理是指“非傳統(tǒng)的、尚不被人們接受的各種改善方法”，如染色處理翡翠、輻照處理藍(lán)鉆石、表面擴(kuò)散處理藍(lán)寶石、玻璃充填處理紅寶石等。屬于處理的寶石在市場(chǎng)出售和出鑒定證書(shū)時(shí)，必須特別標(biāo)識(shí)，如紅寶石(處理)、紅寶石(玻璃充填處理)。2.優(yōu)化處理寶石的工藝要求與特點(diǎn)1）美觀 一些質(zhì)次的天然寶石經(jīng)人工優(yōu)化處理后，其潛在的美(主要為顏色和光學(xué)效應(yīng))得以充分展示。2）耐久 耐久指寶石的穩(wěn)定性，即次品質(zhì)的天然寶石經(jīng)人工優(yōu)化處理后，在隨后的加工、銷(xiāo)售及佩帶過(guò)程中，寶石的顏色、結(jié)構(gòu)及某些光學(xué)性質(zhì)不會(huì)發(fā)生明顯的變化。3）無(wú)害 無(wú)害指天然寶石經(jīng)人工優(yōu)化處理后，其飾品對(duì)人體應(yīng)不產(chǎn)生任何傷害。特別是一些經(jīng)

24、輻照和染色處理的寶石。3. 熱處理*原理：將寶石放置在可控氣氛和溫度的加熱設(shè)備(電阻箱、馬弗爐、石墨管爐、燒結(jié)爐等)中，添加不同的化合物或涂填物、選擇不同的溫度范圍、氣氛條件(氧化、還原、中性)、加熱速率(升溫、冷卻)及恒溫時(shí)間對(duì)寶石進(jìn)行熱處理，使寶石的顏色、透明度、凈度、光學(xué)效應(yīng)等外觀特征得到明顯改善。經(jīng)熱處理后，寶石的顏色相對(duì)穩(wěn)定，它是一種將寶石的潛在美展示出來(lái)并為人們所廣泛接受的常見(jiàn)優(yōu)化方法。主要機(jī)理：1） 改變過(guò)渡致色雜質(zhì)離子的價(jià)態(tài)2）消除不穩(wěn)定的色心3）脫水作用4）蛻晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的逆轉(zhuǎn)5）凈化或老化6）消除色帶、誘生淬火裂隙7）消除絲狀物和暗色核心或褐斑4輻照處理的概念利用輻照源的帶電粒

25、子(加速電子、質(zhì)子)、中子或射線輻照寶石，通過(guò)帶電粒子、中子或射線與寶石中離子、原子或電子的相互作用，最終在寶石中形成電子空穴心或離子缺陷心，進(jìn)而產(chǎn)生顏色或改變顏色。各論熱處理*一、紅藍(lán)寶石的熱處理1.熱處理的類(lèi)型熱處理過(guò)程中注意的四個(gè)基本條件:加熱的溫度范圍；加熱的氣氛；加熱的速率；加熱持續(xù)的時(shí)間（1）在氧化條件下的熱處理（Fe2+Fe3+）：主要是為了通過(guò)把剛玉寶石中的Fe2+變成Fe3+，以增加黃色，從而降低紫色和藍(lán)色。 a.誘發(fā)或加深含鐵藍(lán)寶石的黃色 b.部分或全部消除紅藍(lán)寶的藍(lán)色部分 （2）還原條件下的熱處理(Fe3+Fe2+)： a.誘生或加深藍(lán)寶石中的藍(lán)色：為了在某些藍(lán)寶石中誘生

26、和加深藍(lán)色。 （要進(jìn)行這樣的熱處理，從寶石本身來(lái)看，必須含有一定量的Fe、Ti雜質(zhì)，且二者必須有適當(dāng)?shù)谋壤?。?b.把某些淺黃-棕黃色或綠色的藍(lán)寶石變成藍(lán)色藍(lán)寶石：主要是把(Fe3+變成Fe2+，從而把由Fe3+造成的黃色消除掉。（3）消除富鈦或富鐵包裹體的熱處理（4）使剛玉類(lèi)寶石產(chǎn)生或加強(qiáng)星光效應(yīng)的熱處理（5）消除色心的熱處理2.紅藍(lán)寶石熱處理的過(guò)程（1）預(yù)處理：將寶石打磨成一定琢型（2）加熱：中低溫高溫超高溫降溫（3）后處理：清洗、重拋光3.熱處理紅藍(lán)寶石的檢測(cè) （1.）寶石的內(nèi)部特征：顏色不均勻、固體包裹體變化（氣液包體發(fā)生爆裂）、生長(zhǎng)線尖銳度降低使得生長(zhǎng)線變得粗細(xì)不均勻、 （2.）寶石

27、的表面特征：表面出現(xiàn)溶蝕坑、點(diǎn)和燒結(jié)點(diǎn)；有時(shí)在寶石表面有狀如羊毛絲的孤立白色絲或斑點(diǎn)二、綠柱石類(lèi)寶石的熱處理 加熱的溫度不宜太高，一般在中溫（100-600）范圍內(nèi)，因?yàn)楹袠O性分子H2O和陰離子團(tuán)，太高溫度會(huì)使原子團(tuán)分解揮發(fā)，破壞結(jié)構(gòu)，發(fā)生破裂、白化。作用是：消除祖母綠中由Fe3+存在而產(chǎn)生的黃色色調(diào)三、黃玉的熱處理 主要是對(duì)輻照處理的黃玉進(jìn)行后處理，消除黃玉中的黃色色調(diào)，使輻照產(chǎn)生的棕黃-褐色或綠色變成穩(wěn)定的藍(lán)色。四、水晶的熱處理1.煙水晶煙水晶在加熱條件下，顏色變淺或變成他色，持續(xù)增溫，可最終使其完全褪色變成無(wú)色或白色水晶。（作圖）2.紫水晶 加熱紫晶可使其顏色變淺，有些紫晶在強(qiáng)光照射下

28、也會(huì)變淺，繼續(xù)加熱會(huì)產(chǎn)生兩種變化，若在輻照前水晶有Fe3+存在，紫晶受熱會(huì)變成黃水晶；若有Fe2+ 存在，則紫晶變成綠水晶。黃水晶大部分是由紫晶在450加熱產(chǎn)生的。 （由紫水晶轉(zhuǎn)變?yōu)辄S水晶顏色的好壞，除了與溫度高低有關(guān)外，與加熱時(shí)間長(zhǎng)短也有很大的聯(lián)系。） 3.玫瑰紅色水晶加熱時(shí)，顏色會(huì)逐漸變淺，加熱到450 左右，就會(huì)完全褪色。五、瑪瑙改色的熱處理熱處理的原理 主要用于處理原生淺紅或肉紅色瑪瑙，因?yàn)樵饧t色瑪瑙中致色成分是褐鐵礦，它是Fe3+和Fe2+ 的含水氧化物， Fe2+ 氧化物往往色灰暗，影響了瑪瑙的顏色。通過(guò)氧化條件的熱處理，瑪瑙中的Fe2+ 氧化成 Fe3+， 且水分被消除，即褐

29、鐵礦轉(zhuǎn)變成赤鐵礦。熱處理的工藝 瑪瑙熱處理工藝比較簡(jiǎn)單，首先將瑪瑙切磨成半成品，然后放入加熱爐內(nèi)加熱至700-1000，持續(xù)一段時(shí)間；加熱完成后緩緩冷卻，最后制成成品。六、鋯石的熱處理 1.中溫?zé)崽幚恚簻囟确秶?50-350，主要是為了把某些深褐紅色或紅褐色及褐色的鋯石顏色變淺，提高鋯石的透明度，但不太穩(wěn)定，經(jīng)強(qiáng)光照射一段時(shí)間，會(huì)恢復(fù)原色。2.高溫?zé)崽幚恚哼@是鋯石改善中最有效的方法，特別對(duì)于改善褐紅-深紅色鋯石十分有用。（最常用的方法）處理方法：先把鋯石用木炭包裹裝入一密封坩堝中，放入加熱爐內(nèi)緩慢加熱至1000左右，并恒溫10-15小時(shí)，這種還原條件熱處理，可使那些褐紅色鋯石，部分變成淺藍(lán)色

30、、藍(lán)色鋯石，部分變成無(wú)色透明鋯石。3.超高溫?zé)崽幚恚褐饕糜诟纳颇承┚G色、黃綠色、紫色的中型鋯石，使它們向高型鋯石轉(zhuǎn)變，所得鋯石多呈深褐紅、淺藍(lán)色、藍(lán)色和橘黃色七、碧璽的熱處理（1）深綠-藍(lán)綠色碧璽變淺（2）除去碧璽顏色中的紅色調(diào)（3）某些褐色或黃色碧璽變成粉紅色或無(wú)色 注： 碧璽的熱處理通常是在中溫的條件下進(jìn)行的，過(guò)高的溫度不僅會(huì)使所有彩色碧璽發(fā)生顏色變化，而且會(huì)由于OH、F的分解逸出，破壞碧璽的結(jié)構(gòu)，從而是碧璽變得易碎，色灰暗，透明度低。八、琥珀的熱處理1.琥珀在空氣中受熱，顏色往往會(huì)變深，如黃色和淺黃色受熱一段時(shí)間，由于氧化作用而變成濃橙或褐紅色，類(lèi)似老琥珀。2.一些濁琥珀（含無(wú)數(shù)氣體包

31、裹體），放入熱油介質(zhì)中進(jìn)行熱處理，可以在一定程度上提高琥珀透明度。3.應(yīng)力裂紋：這是由于受熱不均勻，或冷卻速度過(guò)快而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力造成的。九、青金石的熱處理 在中性（或還原）氣氛中進(jìn)行，同時(shí)加熱或冷卻速度要緩慢，加熱均勻，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以防止其炸裂。各論：1.祖母綠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：顏色 透明度（凈度） 塊度 切工 裂隙祖母綠注入處理的三個(gè)步驟：1） 預(yù)處理 濃強(qiáng)酸浸泡祖母綠樣品，消除寶石裂隙和表面的雜質(zhì)及由于寶石打磨中殘留下的拋光劑，時(shí)間要視祖母綠樣品的裂紋發(fā)育程度、雜質(zhì)多少等而定；侵泡完后取出樣品，用水或稀堿性溶液反復(fù)進(jìn)行清洗；再用離子水侵泡；最后干燥。2） 注入樹(shù)脂采用熱注入法或高壓注入法，處理

32、速度快、效率高，但成本高，適用大批量處理3） 拋光 樣品放在紙巾或棉紗上搽干，用凡士林做拋光劑，在布盤(pán)上進(jìn)行拋光說(shuō)明：1.注入處理的好壞，與注入類(lèi)型、處理工藝、樣品的裂隙狀態(tài)、分布特點(diǎn)、和操作人員的經(jīng)驗(yàn)有一定關(guān)系。 2.穩(wěn)定性是相對(duì)的，不是永久性的。 3.有色油的注入市場(chǎng)上也較多，這種有色注入處理過(guò)的祖母綠或海藍(lán)寶石在出售是必須注明處理的方法2.珍珠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：顏色 光澤 形態(tài) 大小 光潔度 珍珠層的厚度一、清洗和脫水處理清洗處理：用洗滌劑把珍珠表面的污物和海水消除，用軟毛刷輕輕擦洗或用洗滌液侵泡一段時(shí)間，并不斷攪拌，取出后用清水幾遍。脫水處理：晾干并用無(wú)水乙醇做脫水劑進(jìn)行脫水處理，除去珍珠結(jié)構(gòu)

33、內(nèi)的孔隙和裂隙吸附水，脫水劑還可以用純甘油。二、漂白處理1.漂白處理的前期工作（1）分類(lèi) 按珍珠層的厚薄、顏色、光澤、形態(tài)和大小把珍珠進(jìn)行大致分類(lèi)。原因：不同類(lèi)型的珍珠，需要用的漂白劑量、濃度、漂白時(shí)間等都有差異，分類(lèi)有利于漂白效果的提高。（2）打孔：把分好類(lèi)的珍珠分別進(jìn)行穿孔，根據(jù)珍珠的特點(diǎn)和首飾加工中的要求來(lái)進(jìn)行，有的打半孔，有的打全孔。打孔不單純是后期首飾加工的需要，對(duì)于減少和消除珍珠表面的坑點(diǎn)、缺陷也有一定的作用，由于能夠深入到珍珠內(nèi)部，有利于珍珠的漂白處理。打孔的要求：1.孔必須直，經(jīng)過(guò)珠的圓心 2.孔徑大小一致，孔口無(wú)崩裂 3.打孔時(shí)動(dòng)作要輕、要穩(wěn)，進(jìn) 針先慢后快，一般采用對(duì)打方式

34、。2.漂白液 漂白液是由漂白劑、溶劑、表面活性劑、ph穩(wěn)定劑等4個(gè)部分混合而成，這4部分的配比對(duì)于漂白效果好壞十分重要。3.漂白工藝*（1）漂白設(shè)備裝置：光照恒穩(wěn)裝置、漂白容器、真空抽吸裝置（2）漂白的工藝流程：漂浸、抽洗、換液、挑珠、去污五步驟。三、增白處理 常用熒光增白處理，是一種光學(xué)增白方法，利用光學(xué)中互補(bǔ)色原理來(lái)消除珍珠的黃色或其他雜色的。 增白劑是一種特殊的熒光涂料，這種藍(lán)色熒光色正好與珍珠的黃色成互補(bǔ)色，是珍珠呈藍(lán)白-白色。珍珠漂白工藝的流程1）漂白設(shè)備裝置：光照恒穩(wěn)裝置、漂白容器、真空抽吸裝置2）漂白的工藝流程：漂浸、抽洗、換液、挑珠、去污五步驟。漂浸先把待漂白的珍珠放置在抽洗瓶

35、內(nèi)，將漂白液緩緩注入分液漏斗中做準(zhǔn)備。使漂白液進(jìn)入抽洗瓶?jī)?nèi)。待漂白液浸沒(méi)珍珠后，就恢復(fù)常壓。把珍珠與漂白液一起小心地倒入事先準(zhǔn)備好的寬口漂白容器內(nèi)，再放到漂白箱內(nèi)。為了使珍珠獲得最強(qiáng)的光照條件，漂白的容器內(nèi)放珠不宜太多，并且定時(shí)進(jìn)行攪拌，使各層的珍珠都能收到充分均勻的光照。抽洗浸漂的珍珠一般每隔10-20h抽洗一次，以便及時(shí)清除由漂白液與珍珠層反應(yīng)而生成的雜物，防止這些堵塞了漂白液進(jìn)入珍珠內(nèi)部的通道。抽洗的方法是把珍珠從漂白液中取出放在有紗網(wǎng)底的容器中，反復(fù)用干凈水沖洗，瀝干后即放入抽洗瓶中，抽真空2-3min，再加入洗珠液浸沒(méi)珍珠，恢復(fù)常壓后浸泡半個(gè)小時(shí)，然后濾去廢液，再用上法抽洗一次。在抽

36、洗中，需經(jīng)過(guò)3-4次換洗珠液進(jìn)行抽洗。換液抽洗好的珍珠烘干后，再次轉(zhuǎn)入抽洗瓶?jī)?nèi)抽成真空，通過(guò)分液漏斗加入新的漂白液，重復(fù)上述漂浸的工序。挑珠挑珠是漂白過(guò)程中的一個(gè)重要工序，每次換液后都要進(jìn)行挑選，把漂白好的珍珠和極少數(shù)以開(kāi)始受漂白液損傷的珍珠挑出來(lái)，讓其他尚未漂白好的珍珠繼續(xù)漂浸。珍珠之間亦存在著一定的個(gè)體差異，所以，有的珍珠漂白較快，可先挑出，而有的較慢，需加長(zhǎng)漂白時(shí)間。去污如果經(jīng)過(guò)漂白后的某些個(gè)別珍珠表面存在明顯的臟點(diǎn)，可用小什錦銼刀或細(xì)砂紙輕輕擦去，大多數(shù)的臟點(diǎn)是可以去掉的，但要注意不要磨下去太深，以免將珍珠層磨透，失去珍珠光澤。去污打磨后，需要給珍珠拋光以消除擦痕。3.綠松石評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：

37、顏色 鐵線 質(zhì)地 塊度綠松石優(yōu)化處理的方法：1）染色利用綠松石的多孔性，可以向綠松石注入各種染料或顏料，以達(dá)到改善或增加綠松石顏色的目的。具體做法大都是把綠松石浸入染色液中浸泡一段時(shí)間，待染色液滲入內(nèi)部后，再加熱去水或使染色液發(fā)生化學(xué)2）注入處理綠松石的注入處理的注入劑有油、石蠟、塑料和水玻璃等，可以是無(wú)色注入，也可以是有色注入。作用是加深顏色或加色，掩蓋裂隙和孔隙，提高透明度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性4.瑪瑙 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：顏色 種類(lèi) 紋路透明度質(zhì)地染料染色法 用有機(jī)染料染瑪瑙染色瑪瑙的鑒定 大多數(shù)藍(lán)、綠、黃、黑色瑪瑙的顏色，在天然色瑪瑙中不會(huì)出現(xiàn)。4.瑪瑙染成多種顏色的機(jī)理及方法（大題）1）熱處理主要

38、用于處理原生淺紅或肉紅色瑪瑙，因?yàn)樵饧t色瑪瑙中致色成分是褐鐵礦，它是Fe3+和Fe2+ 的含水氧化物， Fe2+ 氧化物往往色灰暗，影響了瑪瑙的顏色。通過(guò)氧化條件的熱處理，瑪瑙中的Fe2+ 氧化成 Fe3+， 且水分被消除，即褐鐵礦轉(zhuǎn)變成赤鐵礦。工藝：瑪瑙熱處理工藝比較簡(jiǎn)單，首先將瑪瑙切磨成半成品，然后放入加熱爐內(nèi)加熱至700-1000，持續(xù)一段時(shí)間；加熱完成后緩緩冷卻，最后制成成品。2）化學(xué)致色處理大多數(shù)瑪瑙因?yàn)椴缓驑O少含鐵的氧化物，因而熱處理沒(méi)什么作用，用化學(xué)的方法把某種有色物質(zhì)滲入沉淀到瑪瑙孔隙中，以此改變瑪瑙的體色。滲入沉淀法先將致色離子的可溶性溶液滲入到瑪瑙孔隙中，然后將其在孔隙中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成有色的化合物沉淀并附著于孔隙壁上。作法：.把白瑪瑙浸泡在事先配置好的可溶性著色金屬鹽溶液中，持續(xù)一段時(shí)間，然后取出干燥，并放入加熱爐內(nèi)加熱，可滲入瑪瑙中的金屬鹽分解變成有色的不溶性金屬氧化物沉淀。.先把瑪瑙浸泡在某種著色鹽溶液中一定的時(shí)間，然后取出放在第二種溶液中浸泡，使兩種溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沉淀出不溶性的有色化合物。a、紅色瑪瑙：主要由Fe3+ 氧化物致色方法：把白瑪瑙浸入在事先配置好的硝酸鐵的濃溶液中，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的浸泡后，將瑪瑙取出，進(jìn)行干燥脫水，硝酸鐵在瑪瑙孔隙中晶出。然后把瑪瑙放入加