《8宝石改善与人工合成助熔剂法》-课件设计（公开）.ppt

助熔剂法生长宝石晶体与鉴别 本章要点 复习思考题 助熔剂法生长宝石的基本原理 基本原理 助熔剂法的分类 自发成核法和籽晶生长法 籽晶旋转提拉法 助熔剂法生长宝石的关键因素 ——助熔剂的选择 助熔剂法生长宝石的优缺点 助熔剂法生长宝石的实例 埃斯皮克(Espig)缓冷法生长祖母绿晶体 吉尔森籽晶法生长祖母绿晶体 自发成核缓冷法生长红宝石 助熔剂法生长钇铝榴石晶体（YAG） 助熔剂法生长宝石的共同特征 人造钇铝榴石的鉴定 人造钆镓榴石（GGG）的鉴定 助熔剂法生长红宝石晶体的鉴别 助熔剂法生长祖母绿晶体的鉴别 冷坩埚熔壳法生长宝石晶体与鉴别 本章要点 复习思考题 冷坩埚熔壳法生长宝石的基本原理 冷坩埚熔壳法生长晶体 生长工艺 冷坩埚熔壳法生长晶体的工艺过程图 合成立方氧化锆晶体的鉴别 理解冷坩埚熔壳法生长宝石晶体的基本原理 了解冷坩埚熔壳法生长立方氧化锆晶体工艺过程 掌握立方氧化锆人造宝石晶体的鉴别 1. 为什么生长立方氧化锆晶体的方法称为冷坩锅熔壳法？ 2. 立方氧化锆宝石晶体有哪些特征？ 3. 简要说明立方氧化锆与钻石的鉴别？ 冷坩埚熔壳法没有专门的坩埚，直接用拟生长的晶体材料本身作“坩埚”，使其内部熔化，外部设有冷却装置而使表层不熔，形成一层未熔壳，起到坩埚的作用。内部已熔化的晶体材料，依靠坩埚下降过冷却使其结晶生长。 冷坩埚熔壳法在合成宝石方面主要用于生长立方氧化锆（CZ）晶体。 的装置示意图 配料：ZrO2：Y2O3 = 9∶1 装料：粉料 “冷坩埚”中，在中心投入0.08%～0.15% (4～６g)金属锆片或锆粉片用于“引燃”。 “小熔池”的产生：接通电源，进行高频加热，起燃1～2分钟，原料开始熔化。先产生小熔池，然后由小熔池逐渐扩大熔区。 “冷坩埚熔壳”的形成：紫铜管中通入冷水冷却，带走热量，使外层不熔，形成“冷坩埚熔壳”。 晶体生长：粉料完全熔融后，改变反馈关系，使熔体稳定30～60分钟。坩埚以5～15mm/h的速度逐渐下降，产生过冷却熔融液。熔体底部开始结晶并发育长大。 工艺关键 1、原料要求：纯度99～99.9%，其它氧化物杂质含量小于0.005 ～0.01%，生长彩色加着色剂； 2、生长色彩鲜艳需热处理，使着色剂变价，提高蓝紫光透光率； 3、加入原料总量0.08 ～0.15%的金属锆粉产生小熔池； 4、维持系统平衡。 * * 掌握助熔剂法生长宝石晶体的基本原理 了解助熔剂法生长宝石晶体的各种方法及工艺过程 熟悉助熔剂法生长宝石晶体的优缺点 鉴别助熔剂法生长的祖母绿和红宝石晶体 1. 助熔剂法生长宝石晶体的概念？ 2. 助熔剂法生长宝石晶体的基本原理？ 3. 合成祖母绿和合成红宝石晶体可用哪几种助熔剂法进行生长？ 4. 助熔剂法生长宝石晶体有何优缺点。 5. 助熔剂法生长的宝石晶体有哪些特征？ 6. 如何鉴别助熔剂法合成的祖母绿和红宝石？ 助熔剂法:?将组成宝石的原料在高温下溶解于低熔点的助熔剂中，使之形成饱和熔融液，然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发熔剂等方法，使熔融液处于过饱和状态，从而使宝石晶体析出生长的方法。 此法在一定程度上模拟了自然界的岩浆分异结晶成矿过程。 “Kashan”合成红宝石、合成蓝宝石、“Chatham”合成祖母绿、YAG、GGG、合成金绿宝石、合成尖晶石等。 根据晶体成核及晶体生长的方式分为两大类： 自发成核法和籽晶生长法。 自发成核法：根据获得过饱和度的方法 ?缓冷法—合成红宝石、无色蓝宝石、祖母绿、YAG ?蒸发法—合成尖晶石 ?反应法—钡铁氧 籽晶生长法：根据生长工艺 ?籽晶旋转法—“卡善”合成红宝石 ?顶部籽晶旋转提拉法—YIG（钇铁榴石） ?底部籽晶水冷法—YAG（钇铝榴石） 助熔剂性质：1．溶解能力强； 2．低熔点、高沸点； 3．粘滞性小； 4．挥发性、毒性和腐蚀性小； 5．易与晶体分离； 6．不易污染晶体。 实际中因难于同时满足上述条件，多采用复合助熔剂。 目前使用最广泛的助熔剂是 铅、铋极性化合物类，如PbO、PbF2、PbCl2、PbO-PbF2、 Bi2O3、BiF3、Bi2O3－B2O3等。 硼化合物类如B2O3、NaBO2、Na2B4O7、KBO2、BaB2O4等。 优点 适用性强； 生长温度低； 可生长有挥发组份并在熔点附近会发生分解的晶体； 可在相变温度以下生长晶体；