1焰熔法这个方法是1902年由法国的维尔纳叶发明的,所以也称“维尔纳叶法”。它主要用于合成熔点很高的宝石,如合成红宝石、蓝宝石、各种颜色的尖晶石、金红石、星光红宝石、星光蓝宝石及人造钛酸锶等,也是目前合成宝石的主要方法之一。此法合成宝石的原理是利用氢气与氧气燃烧的温度可以高达2900℃ 的特点,在火焰的上方放宝石原料的粉末,火焰的下方放生长晶体的晶种,宝石粉末通过氢氧火焰时被熔化成熔融液掉落在下面的宝石晶种上,晶体即可不断往上生 长。为了保证晶体能够不断往上生长,宝石晶种要安放在一个可以下降的装置上,并且要使下降装置的下降速度与晶体生长速度相同。其次,还要使生长的宝石晶体 下降入一个保温良好的容器里,否则宝石晶体在空气中会因急剧冷却而产生内应力,对宝石晶体产生破坏作用,轻则形成裂纹,重则使宝石破裂。1.1.1  优点(1)焰熔法合成红宝石时不用坩埚,可以节省制作坩埚的耐高温材料,又可以避免坩埚成分的污染;(2)晶体生长速度较快,短时间内可以得到较大尺寸的晶体;(3)生长设备比较简单,劳动生产率高,适用于工业化生产;(4)三氧化二铝晶体本身是没有颜色的,为无色蓝宝石,只要在三氧化二铝的粉末原料中加入致色剂后就能出现颜色1.1.2  缺点(1)由于氢氧火焰的温度梯度较大,造成晶体结晶层的纵向温度梯度和横向温度梯度均较大,故生长出来的红宝石晶体质量欠佳,不能用于激光等要求质量很高的高科技方面;(2)火焰气体的温度不可能控制得很稳定,由此造成的温度变化使晶体产生较大的内应力,导致晶体的位错密度较高;(3)原材料在火焰中熔化时不可能完全被熔化结晶成晶体,大约有30% 的粉料损失;

1.2  水热法这是模拟自然界热液成矿条件创造的一种宝石合成方法。主要用于合成祖母绿、各色水晶、红宝石及海蓝宝石等。由于自然界热液成矿是在地下一定的深度形成的,深度越大压力越大、温度越高,因此,天然宝石是在一定的温度和压力下形成的,并且成矿溶液必须具有相当的浓度和一定的酸碱度(PH值)。宝石生长的原理是:把配好的溶液、宝石生长原料和宝石晶种等都密封在高压釜中,将密封的高压釜放在温差电炉内加热,当温度超过100℃时,水溶液就会沸腾,产生水蒸气,但水蒸气被密封在高压釜中出不去,所以产生气压,温度越高,压力越大。一般宝石晶种挂在高压釜的中上部、宝石原料在高压釜的底部,温差电炉的温度底部高于上部,所以,当加热到宝石原料溶解并形成饱和溶液后,温度差使溶液产生对流,由高温流向低温。 此时,高温区的饱和溶液流到低温区时处于过饱和状态,溶液中的过饱和部份就会在宝石晶种上结晶,使宝石晶体不断长大。低温区经过结晶后的相对饱和溶液被对流到高温区时变成不饱和溶液,经过高温区的宝石原料补充又达到饱和状态,被再次对流到低温区成过饱和溶液,过饱和部份在宝石晶体上结晶,如此循环往复,就可得到我们所需的宝石晶体。


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