宝石优化处理及方法
宝石优化处理及方法
摘要：
宝石由于其特殊的魅力，一直为人们所喜爱，随着科技的进步，人们生活水平的日益提高，人们对宝石的需求量越来越大。由于自然界的资源有限，宝石新矿床的发展速度远远低于社会的需求量，完美无瑕的天然产出品极少。由于天然资源的局限，使供需发生矛盾，决定了人们必须要对那些质量不好的天然宝石进行改善，以满足社会对天然宝石的需求。因此，宝石优化处理有着非常重要的意义。常用的宝石优化处理方法有热处理法、扩散处理法、辐照处理法、化学处理法、物理处理法。
关键字：
热处理扩散处理辐照处理化学处理物理处理
一、宝石优化处理的概念
天然宝石的优化处理是指除切磨和抛光以外，用于改善珠宝玉石的外观(颜色、净度或特殊现象)、耐久性或可用性的所有方法。它是宝石学研究的一个重要内容。
优化处理可进一步划分为优化(Enhancement)和处理(Treatment)两类。
优化是指“传统的、被人们广泛接受的使珠宝玉石潜在的美显示出来的优化处理方法”，如加热处理、漂白、浸无色油以及玉髓玛瑙的染色等。市场上不予声明当做天然宝石出售。处理是指“非传统的，尚不被人们接受的优化处理方法”，如染色处理、辐照处理、表面扩散处理等。属于处理的宝石在市场出售时，必须声明其经过人工处理的真实性。
二、宝石优化处理的意义
由于自然界的资源有限，宝石新矿床的发展速度远远低于社会的需求量，完美无瑕的天然产出品极少。由于天然资源的局限，使供需发生矛盾，决定了人们必须要对那些质量不好的天然宝石进行改善，以满足社会对天然宝石的需求。
三、宝石优化处理的方法
（一）、热处理
根据宝石在热处理过程中内部变化的机理将热处理的原理分成以下几类详加说明：（1）、使宝石中致色元素改变而产生颜色的变化。
这些化学成分可以是宝石的主要成分，也可以是宝石的微量致色元素。
（2）、使宝石原有的色心被破坏而引起颜色的变化。
有些宝石的颜色主要是由色心引起的，色心是能够产生颜色的结构缺陷，可以理解为“掉到空穴陷阱中的电子，吸收可见光中某一能量，产生电子跃迁而显示颜色”的中心。空穴陷阱的浓度不一样，显示出来的颜色也不一样，如果不同深度的空穴陷阱同时存在，颜色会显示混合色。加热这类宝石，相当于给落入陷阱的电子增加一定能量，使色心中的电子可以被激发到更高的能级。若外界给与的能量超过陷阱能时，陷阱中的电子将跳出陷阱而发生逃逸，该陷阱能的色心即被破坏，颜色消除。人们利用这个原理，掌握好加热温度和时间，将陷阱能的色心颜色消除掉，留下陷阱能高的色心颜色，以达到改善颜色的目的。
（3）、使宝石中的杂质扩散或改变存在状态而改变颜色。
有些宝石中存在着致色离子，但由于存在状态不好，使宝石颜色不好或不能致色，加热可以使致色离子在宝石内均匀扩散，进入晶格质点位置或晶格缺陷，从而改变宝石的颜色。如褐色红宝石加热变成红色红宝石，白色蓝宝石加热变成蓝色蓝宝石；有些宝石中的致色离子呈聚合态而使颜色不漂亮，经加热扩散后可形成漂亮的颜色。
（4）、使一些含水的宝石发生脱水作用而引起颜色的变化。
有些宝石中不仅存在吸附水，而且还含有结构水，在热处理优化过程中，若温度不破坏结构水，则能完成改色任务；若加热温度过高会将结构水驱赶出来，使宝石发生脱水作用，从而破坏宝石的结构稳定。当然，有些宝石在此时也会变色，但这种变色往往是人们不希望的。如漂亮的欧泊若加热到300℃左右就会失水，从而破坏它的变彩效应。所以，在采用热处理优化珠宝玉石颜色时必须掌握好加热温度。粉红色玉髓变橙，红或褐色；虎睛石加热产生深褐至红褐色与脱水作用有关。
（5）、使某些宝石发生结晶构型的变化。
有些宝石随着温度的升高，晶格结构类型会发生变化，从而发生颜色变化。例如加热可使低型锆石转化成高型锆石，颜色由褐-褐红色变成无色透明，人们常用此法获得折光率高的无色锆石作为钻石仿制品；若在还原环境下加热，还可以得到迷人的浅蓝色-蓝色锆石。（6）、使某些宝石发生重组、再生和净化而达到优化的目的。
对于有机宝石如琥珀，在较低的温度下热处理就可以使它软化或熔融，冷却后成透明度高、质地较纯的琥珀，若在软化时加压，还会出现美丽的爆裂花形图案，通常称之为“太阳光芒”。
（7）、消除宝石中的包裹体，提高宝石的透明度和净度。
宝石中经常存在包裹体，不仅影响宝石净度，有时还影响宝石的透明度。高温热处理（常接近宝石的熔点）能把宝石中的不纯包裹体杂质熔解或消除，以达到提高提宝石的透明度和净度的目的，如红宝石的热处理可去除丝光。据资料表明，市场上销售的高档红宝石和蓝色蓝宝石，许多都是经过高温处理的。
（8）、度骤变可能引起珠宝玉石内部产生裂纹。
由于绝大部分珠宝玉石是热的不良导体，热膨胀系数比较小在加热速度太快或冷却过程太快时产生内应力，容易产生裂纹；另外，有些玉石中含有较多的气-液包裹体，在高温下可能是这些包裹体发生爆裂，从而产生裂纹或指纹状包裹体。例如蓝宝石中包裹体周围的“晕”。我们还经常利用宝石的这一特性制造许多效果，例如晕彩石英。
（二）、扩散处理
扩散处理蓝宝石的鉴定特征：
这种宝石鉴定的依据是，扩散蓝宝石的原石是无色或浅色的天然刚玉宝石，它的颜色是用高温的方法人工扩散进入晶体的。颜色仅限于宝石的表层，而宝石的核心部分是极浅或无色的原天然刚玉宝石，宝石的颜色层可通过切磨或抛光部分或全部去除。
由于以上原因，对这种扩散宝石进行标准的宝石学测试程序，只能测定出它是刚玉宝石，甚至可以找到天然刚玉的特征。这是因为它的折射率指数、比重、多色性、双折率和硬度等物理性质与天然刚玉没有差别。它的吸收光谱和紫外线荧光也很难提供经过人工扩散处理的证据。
鉴定扩散处理蓝宝石较有效的方法是通过油浸和放大，用肉眼或显微镜下观察。（三）、辐照处理
又称辐射处理。使用能量高于可见光的电磁波或高能粒子辐照宝石使之改变颜色的处理方法。商业上常用于宝石辐射改色的是γ射线、高速电子或中子。除γ射线外，能量大于百万电子伏特的电子束或慢中子，可能使改善品产生残余放射性。所以，涉及后两种粒子的辐照产品，要经放射性活度检测合格后才能上市。辐照处理常与热处理相配合，如辐照改色前可先加热退去不合宜的颜色；辐照改色后可加热固色，也可以加热退去过浓的颜色。所有辐照改善品均属于“处理”过的宝石，上市时须注明。[
（四）、化学处理
1、染色，将染料人为地加入到宝石的体内，使之呈现颜色的方法。
2、漂白：通过化学品与宝石内部的晶体结构发生化学发应，使得宝石呈现洁净的一种方法。通常是用硫酸、盐酸等具有强腐蚀性的化学物质腐蚀掉宝石内部的杂质。
（五）、物理处理
1、镀膜，在宝石的表面镀上、覆盖一层无色或是有色薄膜，以改变宝石的颜色和光泽。
2、充填处理，将外来物质如：油、蜡、硅胶等注入宝石的体内，达到改善宝石的其它性质。（宝石的裂隙、孔隙、颗粒间隙等）
3、拼合，由两层或是两层以上的宝石拼何在一起，目的是模仿天然宝石。
4、熔结，通过人工手段将宝石的碎块或是边角料熔接压结在一起。
宝玉石鉴赏之优化处理的概念及历史
宝玉石鉴赏之优化处理的概念及历史 2009-07-21 00:41 一、优化处理的概念 1.优化处理的定义 除了切磨抛光以外的任何施加于宝石的加工，这些额外加工的目的通常是为了改善宝石的颜色、净度、亮度、光学效果、耐久性和重量等，使得经过优化处理的宝石的商业价值得到提高。优化处理又可分成优化和处理两大类型。 2.优化类型 改善了宝石的颜色、净度和亮度，但是没有外来物质加入到宝石中、没有明显地改变宝石的安全性的工艺。属于优化的处理类型不多，现在被认可的有：纯粹的加热处理、珍珠和其他有机宝石的漂白、玉石的上蜡处理、祖母绿的浸无色油处理和玛瑙的染色处理。 通常解释这些处理工艺为优化类型的理由有： (1)自然过程的延续，比如加热作用在自然的地质过程中就可能发生。 (2)被珠宝行业公认的传统工艺，比如玉石的上蜡和玛瑙的染色。 3.处理类型 改善了宝石的颜色、净度、亮度、光学效果、耐久性和增加宝石的重量等，但是宝石经过这些工艺处理后，发生了外来物质的加入、形成的特性不稳定、产生了放射性等。 4.优化处理的基本工艺要求 （1）提高宝石外观的美丽程度。 （2）提高宝石的耐久性，或者没有影响宝石的耐久性。 （4）不产生对人体有害的各种作用。 5.优化处理的披露 宝石鉴定行业的惯例认为，宝石经过优化类型的处理的事实可以不必说明，但是经过处理类型的处理则必须说明。但是，现在社会道德观念的发展也影响到职业道德规范的变化，宝石鉴定界开始讨论如何保护顾客的知情权不受到侵害的问题。 二、宝石优化处理方法发展史 宝石的人工改善已有几千年的历史。据国外资料报道，在古埃及国王的墓中就曾出土过公元前1300年的肉红色玉髓，印度亦曾出土有大约公元前2000年前的经加热处理的红玛瑙和玉髓。 最早对宝石人工改善进行系统总结的是C.Pliny（生于公元23年，死于公元79年）。在他编写的37本书中介绍了宝石改善的技术方法，包括贴箔（foil）、油浸法（oiling）、染色（dyeing）和组合宝石（composite stones）。部分技术方法在2000年后的今天仍在应用。1880年，W.B.Dick在《狄克实用配方和工艺过程大全》书中，共收集有6422个配方，其中有对象牙、雪花石膏、大理石等的染色配方，有对琥珀胶结、染色及衬箔等方法，是一本对19世纪以前宝石人工处理的总结性专著。 19世纪是宝石业的大发展时期，从1895年伦琴发明X射线，到γ射线和镭放射被发现之后的十几年中，形成了一股研究射线或粒子束对宝石影响的热潮，至今方兴未艾。1909年，W.Crookes在他关于钻石的书中指出，无色钻石被
优化处理
优化处理笔记： 一、优化处理的概念 ?定义：优化处理(Enhancement and Treatment of Gemstone)是指除切磨和抛光以外，用于改善珠宝玉石的外观(颜色、净度或特殊现象)、耐久性或可用性的所有方法。 ?优化处理可进一步划分为优化(Enhancement)和处理(Treatment)两类。 ?优化是指“传统的、被人们广泛接受的使珠宝玉石潜在的美显示出来的优化处理方法”。市场上不予声明当做天然宝石出售。 ?常见：热处理、漂白、浸蜡（除绿松石）、浸无色油、染色（玉髓玛瑙） ?处理是指“非传统的，尚不被人们接受的优化处理方法”，如染色处理、辐照处理、表面扩散处理等。属于处理的宝石在市场出售时，必须声明其经过人工处理的真实性。 ?常见：染色、漂白（翡翠）、浸有色油、浸蜡（绿松石）、充填（玻璃、塑料或其它聚合物等硬质材料充填）、辐照、扩散、覆膜、高温高压处理等 一、热处理 ? 1.原理： ?热处理是通过高温条件下改变色素离子的含量和价态，调整晶体内部结构，消除部分内含物等内部缺陷，来改变宝石的颜色和透明度。 ?经常通过产生氧化或还原环境以增强稳定效果。 ? 2.作用： ①改色 ②产生星光 ③去除丝光，提高宝石的透明度和净度 ④诱发裂隙，产生晕彩 ⑤对辐照处理所产生的不必要色心加以去除 ⑥净化 鉴别： ①放大观察：内部包体熔化、晶体圆化，周围裂隙发育 ②颜色出现不均匀的扩散晕或色块。 ③光谱：热处理的蓝色蓝宝石在台式分光镜下观察，缺失450nm吸收带， ④荧光：某些热处理的蓝色蓝宝石在短波紫外光下显示弱的淡绿色或淡蓝色荧光。 ⑤已切磨好的样品表面会产生一些凹凸不平的麻坑。为了消除麻坑而进行的第二次抛 光时，常出现双腰棱、多面腰棱现象。 二、表面扩散处理 方法：在一定的温度下，将磨好的刻面或弧面宝石放入同种物质的粉末中，并加入致色元素，这些元素可向宝石内扩散，以改进宝石的颜色或增加光学效应。 ?用Cr做致色剂时可产生红色扩散层； ?用Fe、Ti做致色剂时可产生蓝色扩散层；用Cr、Ni做致色剂可产生橙黄色扩散层。 2、举例：红宝石、蓝宝石的表面扩散
珠宝鉴赏第五章 宝石的合成与优化
第五章宝石的合成与优化 5.1 宝石的合成 一、概述 1、人工宝石、合成宝石与人造宝石 人工宝石： 完全或部分由人工生产或制造用作首饰及装饰品的材料。包括合成宝石、人造宝石等。 合成宝石： 完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质或非晶质体，其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同。 定名规则：必须在其所对应的天然宝石前面加“合成”二字。如合成红宝石、合成钻石 人造宝石： 由人工制造且自然界无已知对应物的晶质或非晶质体。 定名规则：必须在材料名称前面加“人造”二字。如“人造钇铝榴石”，玻璃、塑料除外。 2、合成宝石的主要方法 1）从熔体中生长宝石的方法 特点：熔体的成分与宝石的成分相同宝石生长的基本条件是原料在的熔点以上熔化后，在熔点以下结晶。因此晶体生长的温度很高 方法：焰熔法、区熔法、冷坩埚法、提拉法 2）从溶液中生长宝石的方法 特点：液体的成分与宝石的成分不同，宝石生长的基本条件是溶液达到过饱和 方法：水热法、助熔剂法 3）高温高压法——钻石的合成 二、焰熔法（维尔纳叶法） 特点： 设备简单、晶体生长速度快，成本低。 由法国人维尔纳叶于1905年发明并用于红宝石的合成。它是目前合成宝石的最常用的方法。 1、装置与晶体生长过程 原料系统： 料筒、原料（Al2O3+Cr)、振动器 燃烧系统： 氧气、氢气、火焰、耐火砖、冷却套
生长系统：晶体（梨晶）、旋转杆 晶体的生长过程： 原料经过火焰产生的熔体落在籽晶上结晶成梨晶。梨晶随旋转杆而下降，同时一层一层地生长。其顶部始终保持厚度约20μm的熔融层。晶体生长速度约1cm/h 2、常用焰熔法合成的宝石 3、焰熔法合成宝石的特点 1）具有弯曲生长纹 2）可能含有大量的气泡而不是天然宝石中常见的气液两相的包裹体 三、冷坩埚法 特点：适合于熔点极高的宝石。 1、装置与晶体生长过程 原料:ZrO2+稳定剂 温度:2750℃ 2、合成的宝石：立方氧化锆 3、合成宝石的特点：含少量气泡 四、区熔法 1、装置与晶体生长过程 2、合成的宝石：红宝石、蓝宝石 3、合成宝石的特点：晶体细长 五、提拉法 特点：设备昂贵，晶体生长速度慢，成本高 1、装置与晶体生长过程 2、提拉法合成的宝石：红宝石、蓝宝石、尖晶石、变石、YAG 3、提拉法合成宝石的特点 宝石中的内含物较少。有时含有少量的气泡和及弯曲生长纹
常见宝石的优化处理
宝石的优化处理 宝石的优化处理是通过改变宝石的颜色、光学效应或韧度改善宝石外观的过程,它不包括宝石的切磨和抛光 对于优化处理的宝石些已经被市场所接受,可以当作天然宝石出售。例如,斯里兰卡灰白色蓝宝石经加热处理变为蓝宝,坦桑尼亚褐色黝帘石经热处理变为蓝色黝帘石无色黄玉经辐射处理变为蓝色黄玉,以及玛瑙经过染色和熔烧呈现出各种颜色等些处理宝石需注明出售也能被市场接受。如,辐射处理的蓝色钻石,注油的红宝石和祖母绿,染色的翡翠和石英岩等。而一些经处理后带有有害物质的宝石,则不能被公众接受。如带有放射性残余的黄玉等 近年来,随着优质珍贵宝石资源的枯竭,随着新技术新材料的发展,改善宝石品级、丰富宝石市场越来越重要,宝石优化处理工作成为宝石科研的重要课题 常用的宝石优化处理方法有表面处理、染色处理、热处理、辐射处理等 一、表面处理 在透明宝石底部涂上一层颜色或贴上一小块彩色箔,然后采用封闭式背面镶嵌以改善宝石的颜色。在不透明或半透明宝石表面涂上一层蜡,以增加宝石的光泽和色彩
这是一些古老的改色方法,现在有时仍在使用,将浅黄色钻石亭部涂以一弹层蓝色以消色彩:在玻璃仿制品背部涂以不透明涂料增加亮度,将绿松石表面进行蜡处理以改 鉴定时用放大镜仔细观察不难发理各种处理的痕迹,这些处理一旦被去除,将会使宝善光和颜色石的外观发生变化 二、染色处理 这种处理方法常用于多孔的材料或含相当多裂纹和裂隙的宝石,染料可以渗透进宝石被孔隙和裂缝中。 染料可以是有机染料或无机的化合物,前者通过溶剂的挥发而致色,后者经过化学反的孔或裂中应而沉淀,无机染色通常着色耐久,面有机染色颜色鲜艳但会退色 市场上大多数祖母绿都经过油浸染处理,有时是有色油注入其裂隙之中,改善了祖母绿的清晰度和颜色。石英岩、大理岩,玛瑙玉等常染成各种鲜艳的颜色,染色大量出现常常以假乱真,灰玉翻和一些多孔的蛋白石在糖溶液中煮过,经浓硫酸处理后,除去糖中的氢和氧,所剩下的是均匀的黑色的碳,使宝石变为黑玉和黑蛋白石。也可用硝酸银将珍珠染成黑色。 染色处理的品种很多,仔细观察时可能会发现颜色的分布与裂隙和孔度有关,吸收酸银将珍珠染成黑色光谱和紫外荧光可能显示染色剂的存在,查尔斯滤色镜和热针等也可能会发现疑点三、加热处理和扩散处理 加热处理是在高温条件下改变色离子的含量和价态,调整晶
宝石优化处理及方法
宝石优化处理及方法 摘要： 宝石由于其特殊的魅力，一直为人们所喜爱，随着科技的进步，人们生活水平的日益提高，人们对宝石的需求量越来越大。由于自然界的资源有限，宝石新矿床的发展速度远远低于社会的需求量，完美无瑕的天然产出品极少。由于天然资源的局限，使供需发生矛盾，决定了人们必须要对那些质量不好的天然宝石进行改善，以满足社会对天然宝石的需求。因此，宝石优化处理有着非常重要的意义。常用的宝石优化处理方法有热处理法、扩散处理法、辐照处理法、化学处理法、物理处理法。 关键字： 热处理扩散处理辐照处理化学处理物理处理 一、宝石优化处理的概念 天然宝石的优化处理是指除切磨和抛光以外，用于改善珠宝玉石的外观(颜色、净度或特殊现象)、耐久性或可用性的所有方法。它是宝石学研究的一个重要内容。 优化处理可进一步划分为优化(Enhancement)和处理(Treatment)两类。 优化是指“传统的、被人们广泛接受的使珠宝玉石潜在的美显示出来的优化处理方法”，如加热处理、漂白、浸无色油以及玉髓玛瑙的染色等。市场上不予声明当做天然宝石出售。处理是指“非传统的，尚不被人们接受的优化处理方法”，如染色处理、辐照处理、表面扩散处理等。属于处理的宝石在市场出售时，必须声明其经过人工处理的真实性。 二、宝石优化处理的意义 由于自然界的资源有限，宝石新矿床的发展速度远远低于社会的需求量，完美无瑕的天然产出品极少。由于天然资源的局限，使供需发生矛盾，决定了人们必须要对那些质量不好的天然宝石进行改善，以满足社会对天然宝石的需求。 三、宝石优化处理的方法 （一）、热处理 根据宝石在热处理过程中内部变化的机理将热处理的原理分成以下几类详加说明：（1）、使宝石中致色元素改变而产生颜色的变化。
天然刚玉宝石与优化合成刚玉宝石的内含物区别
天然红宝石与优化合成红宝石 的内含物区别 摘要：详细介绍了天然、合成以及优化处理红宝石中常见的包裹体类型以及相似包裹体的区别特征，表明包裹体在区分天然、合成与优化处理宝石中提供了有力依据，也为今后在对它们进行区分鉴别提供有效信息。 1 背景介绍 随着经济与科学技术的发展，在对优质天然宝石供不应求的情况之下，人造合成宝石和优化处理宝石应运而生，并且不断发展创新。它们无论从数量、质量还是价格上，都占据了巨大的优势，引起珠宝市场上的广泛关注。合成刚玉作为其中一种重要的人造宝石，使众多学者对其各种特征展开了不同深度和层面的研究。 红宝石是最早合成并进行商业化生产的宝石，尤其是在1902年法国科学家维尔纳叶利用焰熔法成功合成红宝石[1]之后，经过多年来技术不断地改进以及人们对刚玉生长环境认识的不断深入，人们模拟红宝石不同的生长环境，合成出了质量优良的红宝石。 由于合成、优化的红宝石晶体在其物理性质、化学成分和晶体结构等方面与所对应的天然红宝石基本相同，即两者具有相近的硬度、比重，相同的双折射率和折射率范围等。常规的参数测定难以达到准确区分天然品与优化合成品的目的。因此，从能够反映生长环境的包裹体着手，找到两者包裹体的特征及差异。 2 天然红宝石的矿床类型 红宝石的矿床有原生矿床和次生矿床两种。原生矿床主要为两种成因：1、岩浆岩型矿床，即在地幔高温高压的条件下形成，并随岩浆喷出地表形成的矿床。 2、变质岩型矿床，即在区域变质或接触变质作用的条件下，由一水硬铝石等变质而来。次生矿床主要是指经过风化、搬运等作用富集形成的矿床。我国的红原生矿床主要为玄武岩型，次生矿床主要是砂矿。 3 天然红宝石中常见的包裹体及其特征 根据1989年国际有色宝石协会（简称ICA）在曼谷召开的年会对红、蓝宝
红蓝宝石的优化处理与鉴别特征
红、蓝宝石的优化处理及其鉴别特征 红、蓝宝石的优化处理的方法很多，有传统的热处理、染色处理、注油处理等，新发展的处理方法有玻璃充填、加充填物的热处理、表面散处理和辐照处理等。 一、红、蓝宝石的热处理及其鉴别特征 红宝石和蓝宝石均可进行单纯的不添加其他化学物质的加热处理，用于改善红宝石和蓝宝石的颜色，如消除红宝石的紫色调和蓝色色斑，加深无色或浅色蓝宝石的颜色，或者改变蓝宝石的颜色。加热处理还可用于消除红宝石或蓝宝石的丝绢光泽或者增强星光红色、蓝宝石的星光现象。红、蓝宝石的热处理被认为是优化类型。热处理红、蓝宝石的特征有： （一）熔蚀的金红石针 （图10-2-38） 高温下热处理通常会使金红石针完全分解或者部分溶蚀。金红石针熔蚀的典型特征是长针状的晶体被熔断，形成点状线、断续线或者较粗大的晶体被熔蚀成线状溶滴。 （二）熔蚀的晶体包体 （图10-2-39）；被称为“雪球”，是热处 理的标志性特征。有些晶体熔融或部分熔融 后会在与主晶的接触面上形成颜色浓集的 区域，称为“色边”，也是热处理的典型标志。 图10-2-38 熔蚀的金红石 针 图10-2-39 熔蚀的晶体包体
如果加热的温度达到或接近晶体包体的熔点，晶体包体发生完全熔化或部分熔解。晶体包体的棱角被熔蚀，形成浑圆状的形态；晶体包体完全熔化后凝固成白色或灰色的球状体或似球状体，被称为“雪球”，是热处理的标志性特征。有些晶体熔融或部分熔融后会在与主晶的接触面上形成颜色浓集的区域，称为“色边”，也是热处理的典型标志。 （三）穗边裂隙 （图10-2-40） 如果晶体包体完全或部分熔化后，部分熔体溢 入裂隙，形成环绕熔化的晶体分布的熔滴环，或者 充填到裂隙的其他位置，溢出的熔体还可能在熔化 的晶体周围形成强对比度的空穴，在应力裂隙的最 外环，通常形成非常特征的，呈白色或灰白色的边 沿，如同环礁的形态，故也称为环礁裂隙。 （四）热处理应力晕(锆石晕) 由于锆石具有很高的熔点，在热处理过程中锆石包体不受影响，但其所伴随的应力裂隙有可能会形成环边裂隙。 当晶体包体因加热发生熔融或分解作用时，还可能诱发应力裂隙或者改造原生已存在的应力裂隙，常见现象有：盘状、穗边、环礁裂隙以及锆石晕。 （五）热处理后的愈合裂隙(水管状的包裹体) （图10-2-41） 红、蓝宝石的指纹状愈合裂隙经热处理会形 成连通的水管状包裹体和破裂的树枝状包裹体。 原分布在裂隙面上孤立状态的指纹状包裹体，经 加热后形成连通的弯曲的、同心状的、象很长的 卷曲地散布在地上的水管状的包裹体。 （六）色带和生长带 热处理致色的蓝宝石其色带往往具有典型的 特征，例如斯里兰卡浅色或无色的刚玉加热后形成蓝色，其蓝色多集中在边界模糊色带和色斑中， 而这些色带和色斑又是由边缘不清的蓝色斑点所组成。热处理会使生长带和色带的边界扩散，使界线变模糊，甚至变形。 （七）云雾体 图10-2-40 穗边裂隙 图10-2-41 水管状的愈合裂隙
宝石合成及优化处理报告
云南科技信息职业学院 宝石合成及优化处理学习报告 姓名：王桢 学号：11241060 2013年12月12日
宝石合成及优化处理学习报告 随着社会的进步和科学技术的发展，人工合成宝石的方法和手段也在不断增多和更新，有些宝石还可以用多种方法合成。目前，常用的人工合成宝石方法有以下几种：①焰熔法；②冷坩埚法，③晶体提拉法和导模法，④助熔剂法：⑤水热法，⑥高温超高压法；⑦化学沉淀法。 除上述主要方法外，还有一些其他方法，主要是指利用玻璃、陶瓷、塑料或其他工艺制，作人造宝石(如人造玻璃猫眼、人造夜光宝石及用玻璃等材质仿绿松石、仿欧泊、仿琥珀、仿珍珠等)、拼合宝石(蓝宝石拼合石、红宝石拼合石、拼合欧泊和石榴石拼合石等)和再造宝石(再造琥珀)的方法。各种人工合成宝石的方法各有其制作原理、生产工艺和设备的特点。能够生长的宝石晶体有些与天然宝石是相同的，但天然宝石中某些宝石晶体只能在特定的条件下形成，人工的方法尚不能代替。 现今用的最为广泛的是焰熔法，冷坩埚法（仅用于合成立方氧化锆），助溶剂法，水热法，化学沉淀法（CVD钻石薄膜）。 这里我就具体说下焰熔法。 焰熔法：早在1837年M．Gaudin(法国)用明矾加铬酸钾放入有炭黑层的黏土坩埚内熔化而生成片状的刚玉，1877年E．Fremy和Feil(法国)将A12O3熔于PbO 中，用20 天长出小片状红宝石晶体，到1885年，他们俩又与Wyse(瑞士)用天然红宝石粉末加少量铬酸钾，用O2和H2火焰熔化长出了Geneva Rubies(日内瓦红宝石)，但真正的成功是到1890年，法国化学家Vemeuil改进了焰熔技术，并于1900年发表了以Y—A12O3为原料，H2、O2火焰熔化生长出可用晶体的文章。自此，焰熔法被推广到工业中去。 焰熔法除生产合成红宝石外，还生产合成蓝宝石、合成尖晶石和人造钛酸锶等晶体。在人工宝石业中，这种方法及所生长的产品，占有相当重要的位置。 焰熔法也称火焰法，或称维尔纳叶法。顾名思义，它是用火焰把原料熔化在熔体中进行晶体生长的方法是较重要的一种生长宝石的方法。焰熔法生长宝石装置由供料系统、气体燃烧系统、炉体和下降系统等部分组成。 供料系统：添加原料粉末于筛状平底容器中，在振动器有规律的振动下，粉末通过筛底均匀等量地落入氧气流内。 气体燃烧系统：这是熔化粉末的主要部件，氧气和氢气通过燃烧器燃烧，可产生高达2400～2500oC的温度。
钻石的主要优化处理方法
钻石的优化处理 钻石(Diamond)源自希腊语“Adamas”，意思是坚硬无比、不可征服。钻石号称“宝石之王”，是四月的诞辰石、也是结婚六十周年记念宝石。 钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石。简单地讲，钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。在矿物学中属自然元素大类、非金属元素类、金刚石族。化学组要成分是C，质量分数可达99.95%；微量元素有N、B、H、Si、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、S、惰性气体及稀有元素等约50多种。这些微量元素决定了钻石的颜色、性质与类型。 通常以钻石中是否含氮元素将钻石分为两类，含氮的为Ⅰ型，不含氮的为Ⅱ型。其中Ⅰ型又分为Ⅰa型和Ⅰb型，Ⅱ型又分为Ⅱa型和Ⅱb型。 钻石的优化处理是指对品质欠佳的钻石进行颜色、净度或耐久性的优化处理。 颜色类型与成因 ⑴无色透明钻石 无色透明钻石不存在对可见光造成选择性吸收的色心、杂质元素和染色包体。它的成因是由于其禁带能隙过宽，超过了可见光能量上限，不能对可见光产生选择性吸收，故而使钻石呈无色透明。 ⑵黑色钻石 钻石的黑色成因有三个：其一是钻石由多晶集合体构成，颗粒间的暗色包体、大量界面与裂隙的存在造成了黑色；其二是单晶钻石中大量的石墨等黑色包体将钻石染成黑色。其三，辐照损伤也可以使钻石成黑色。 ⑶黄色 钻石的黄色由钻石中杂质元素N引起。 ⑷蓝色 Jib型钻石中含微量的B元素。B在晶格中替代C后形成空穴心，吸收了部分波长在500nm(绿光边缘)以上的可见光，使钻石呈现蓝色。
颜色较鲜艳的天然蓝色钻石就属于IIb型钻石，该型钻石具有半导电性。 ⑸粉色与棕－褐色 钻石的粉色和棕——褐色由塑形形变导致的晶格缺陷引起。 ⑹绿——蓝绿色 钻石的绿色和蓝绿色通常是由长期的天然辐射作用形成。在高能射线或粒子作用下，C原子进入晶格间隙，形成一些列空位——间隙原子对，这种结构缺陷引起的可见光选择性吸收是钻石呈现绿色－深绿色的主要原因。过量的辐照还可以使钻石呈黑色。 1．颜色的优化处理 ⑴传统方法 在钻石表面覆盖一层蓝色的高折射率涂层可以使钻石颜色提高1-2个级别；在钻石表面涂上蓝墨水、油彩、指甲油等都可以提高钻石的色级；在钻石底部附上金属薄膜也可以改进钻石色级。 ⑵辐照改色 这种方法是用高能粒子束照射，这样会在钻石晶体中产生色心，从而形成永久性色彩。K色级以下的棕、褐色钻石经过辐照可以获得各种彩色钻石，但该方法不能用于改善白色钻石的色级。 通常可用颜色分布判别法、吸收光谱判别法、导电性能判别法来进行鉴别。 首先，天然彩色钻石色带呈直线或三角形，并且与晶面平行；人工辐照改色钻石的颜色仅限于刻面宝石表面，其色带形状和位置与钻石琢形及辐照方向有关。其次，天然黄色钻石没有H4心或H4心不明显。含N的无色钻石经辐照和热处理后呈现的黄色起因于H3和H4心，尤其是H4心明显占优。第三，天然成因的蓝色钻石因含微量元素B而呈半导电性，辐照致色的蓝色钻石则不导电。 ⑶高温高压修复法 这种钻石的处理方法是，用与合成钻石相似的设备，控制样品所处的环境压强为6GPa（60亿帕斯卡），温度为2100℃左右，持续时间不超过30分钟，甚至更短时间。这样就可以得到一种高饱和颜
宝石人工优化处理方法及检测
宝石人工优化处理方法及检测 一、高温热处理 高温热处理是把天然宝石置于高温环境中，并在一定的气氛 条件下进行处理，促使宝石的特征向人们所希望的方向转变。 如致色离子含量和价态的转变可以改善宝石的颜色，宝石内 部包裹体溶解可以提高透明度，固溶体的出溶以及某些物质 通过表面扩散进入宝石可以产生特殊的光学效应等。 经常用高温热处理的宝石主要是红宝石、蓝宝石、海蓝宝石、托帕石、水晶、玛瑙等。 热处理的宝石在其小面和腰棱处可见到麻点小凹坑；宝石中 的液态包裹体在热处理时发生膨胀，其周围有胀裂现象；固 态包裹体边缘有熔融现象。 二、漂白处理 有些宝石颜色不均匀，内部常见一些“脏点”，使用一 些强酸强碱及氧化剂还原剂等化学活性物质对宝石进 行浸泡处理，可去除某些不好的杂色和脏点，净化质地，改善颜色。 经常进行漂白处理的宝石有翡翠、珍珠、虎睛石等。 在漂白处理中，化学药剂对玉石的结构有一定的破坏作用，在宝石显微镜下，可观察到腐蚀痕迹。 三、灌注充填处理
灌注处理是把某些物质如油、蜡、塑料、玻璃等物质注入宝石的孔隙和裂纹中。 一方面提高宝石的透明度、改善颜色，另一方面也可提高宝石的物理稳定性。 经常进行灌注处理的宝石有祖母绿、翡翠、红宝石、蓝宝石、钻石、绿松石、欧泊等。 灌注处理的宝石在显微镜下可以看到由于孔隙没有被全部 充填所留下的空隙，充填物与宝石在颜色、光泽方面的差异。如果灌注的是油，包装纸上有油迹，用热针检测时有油从裂隙中渗出。 四、染色处理 染色处理是用化学药剂对宝石进行处理，使无色或颜色过淡的宝石染上鲜艳的颜色。 一般有孔隙和裂隙的宝石才能进行染色处理。石英岩、大理岩、翡翠、软玉、绿松石、玉髓、玛瑙、珍珠、珊瑚等玉石常进行染色处理。 染色处理的宝石有以下鉴别标志： 1、颜色过于浓艳，颜色分布不均，在裂隙和孔隙处颜色浓； 2、染色宝石的吸收光谱与天然品不同； 3、紫外光下，染色宝石与天然品可能有差别； 4、在查尔斯滤色镜下，染色宝石与天然品有时有差异； 5、大多数有机染色剂可使蘸有丙酮的棉球染色。 五、覆膜处理
史上最全红宝石科普干货
史上最全红宝石科普干货 1.美丽 红宝石的美首先体现在其独一无二的红色上。虽然在自然界中红色的宝石有很多种，比如红碧玺，红尖晶...但多多少少都会偏紫，偏粉，偏橘，唯有红宝石的纯正红色，能够给人带来最震撼的视觉冲击。 2.耐久 红宝石的耐久性主要源于卓越的硬度和耐高温的特性。刚玉族（红、蓝宝石）的莫氏硬度9，仅次于钻石，是自然界中第二硬的物质。同时它可以承受高温而不熔化，这也是为什么红蓝宝石可以高温优化处理。因此，不管佩戴还是收藏，红宝石都可以无惧环境变迁，历久弥新。 3.稀缺 优质的红宝石是极其稀有且极难获得的。在缅甸，平均每400吨红宝石矿石，只能筛选出1克拉左右的红宝石原矿。而对这些红宝石原矿进行再次精选之后，每1000颗这种矿石仅能够挑选出一颗在颜色、净度、重量等各方面均达到宝石级的红宝石。 因为其结晶之小和生长条件的苛刻，很少有大克拉的红宝石出现，一般在5克拉及以上的红宝石就非常难得了。因此，红宝石的每克拉单价是彩色宝石中最高的，在拍卖界，也是能与大克拉彩钻并肩的顶尖拍品。
1.颜色 红宝石一直保持着彩宝界克拉单价最高的地位，多次打破拍卖纪录，顶级的红宝石令无数人追捧，并且长年以来高质量红宝石价值一直在提升，而对红宝石价值影响最大的就是颜色。 颜色可以从色调和彩度两个方面影响红宝石价值。 色调可以分为红色、紫红色、橙红色，以纯正的红色最为稀有珍贵。 彩度可分为Deep、Vivid、Intense和Moderate，Vivid 是最理想的，太深太浅都不利于红宝石的价值。 其中最好的颜色在商业上被称为“鸽血红”（Pigeon’s Blood），用于描述一种略带紫或者粉调的艳红色，并且伴有柔和且鲜艳生动的红色荧光。 2.净度 净度对于红宝石这样拥有浓郁颜色的宝石来说，要求并不苛刻，甚至有些专业人士觉得起码也得有点包体。红宝石由多种元素共同构成，生长在地质条件复杂的变质岩中，红宝石要做到像钻石那样的Flawless几乎是不可能的。 当然内部包裹体也不能太多，否则就会影响到红宝石的透明度、火彩，并直接影响红宝石价值。一般，10倍放大镜下干净就是非常干净的，肉眼可见干净即为被广泛接受的干净。净度对于红宝石级别的影响要建立在颜色级别的基础之上。
宝玉石的优化和处理
第11章宝玉石优化 自然界产出的各种宝石中，优质品的数量都很少，其中大多数在颜色、透明度、净度、韧性等方面都或多或少存在缺陷。因此，人类一直在不断尝试采取不同的手段和方法对这些宝石进行优化处理，以改善它们的外观和耐久性，提高这一部分宝石的档次和品级；而且，一些质量较差、原本不能作为宝石的材料，经优化处理后，可以作为宝石材料。 9.1宝玉石优化的含义和分类 9.1.1优化的含义和目的 宝石优化就是通过改变宝玉石的颜色、净度、光学效应或韧性，以改善宝玉石的外观和耐久性的过程。 目的：使之更有商业价值。 9.1.2优化的分类 ⑴能为商业和公众所接受，在宝石交易中一般不需要特别指出。例如热处理、无色油处理、无色蜡处理等。 ⑵能为商业和公众所接受，但是在宝石交易中必须指出，如染色处理、辐照处理、表面扩散处理等。 ⑶优化被认为是不能接受的。如带有残余放射性的黄玉等。 近年来，随着优质珍贵宝石资源的日益短缺，改善宝石品级、丰富宝石市场越来越重要，宝石优化处理工作成为宝石科研的重要课题。 常用的宝石优化处理方法有表面处理、染色处理、热处理、辐射处理等。 9.2宝石的优化处理方法 9.2.1热处理 热处理是利用加热的过程使宝石的颜色、透明度或光学效应得到改善。热处理可以看成是天然过程的继续，处理后的产品稳定性好，对单晶宝石和有机宝石使用广泛,其中对刚玉宝石的使用最多。据调查，目前国际市场的红、蓝宝石中，有90%以上经过热处理或表面扩散处理。但是对玉石使用较少。 9.2.1.1热处理的机理、效果和实例 ⑴氧化还原反应 在高温氧化或还原条件下，通过改变宝石中致色元素的氧化态来改善宝石的颜色。这种处理方法最常用于含有铁离子的宝石：因为 Fe2+在氧化条件下转变为Fe3+，可以产生或加强黄色，消除或减弱蓝色；Fe3+在还原条件下转变为Fe2+可以产生或加强蓝色，减弱或消除黄色。 在高温氧化环境下煅烧，含Fe2+的无色蓝宝石可以变为金黄色蓝宝石，深蓝色的蓝
浅谈红蓝宝石的优化处理与鉴别
红、蓝宝石的优化处理与鉴别 一.染色红宝石的特征 ①染色红宝石的品质不佳，以半透明至亚半透明为主。如果一批这种低质量的红宝石具有一致的颜色，染色的可能性极大。并且，染色红宝石的色调与天然的不一样，通常带橙色或黑灰色调。 ②染色红宝石不具红宝石的荧光，有时可出现橙色的紫外荧光，如用分光镜观察，则不见通常非常明显的694nm的荧光线。在查尔斯滤色镜下呈暗红色，与含Fe量很高的泰国红宝石的反应相似，而与常见的呈明亮红色的各种类型的红宝石不一样。 ③染色红宝石通常有发育的平行裂隙，聚集在裂隙的染料在放大条件下易于观察，若采用油浸可加强观察效果。 ④染色红宝石可使包装它的白纸染上红色。用适当的试剂，如醮有丙酮的棉签擦拭，可使棉签染上红色。一般地说，染色红宝石较易于识别。 二.注油的红、蓝宝石的鉴别 注油可以掩蔽出露宝石表面，对外观有极大影响的裂隙。当油具有颜色时，同时又起染色的作用，由于油的耐久性较差，所以这种处理是不稳定的。注油处理的红、蓝宝石可具有下列的特征： ①开放性裂隙中的干涉色 开放裂隙经注油之后，有时会出现光的干涉效应，在反射光下放大观察能看到这一现象。但是要注意，在某些产地的蓝宝石具有极薄的裂隙，也显示干涉色。区别两者的一个标志是：注油的裂隙是开放性的，即在宝石的表面上有裂隙的开口。 ②气泡 注油的裂隙中可能封闭了气泡，或者裂隙未被油完全充满，在显微镜下仔细观察有可能识别出这一特征。 ③带油污的包装纸 包宝石的包装纸上如果带有油迹，则可视为注油的一个指示。 ④热针检验 用热针在接近宝石表面上有裂隙的地方进行加热，如果裂隙充满了油，由于油受热膨胀，就会有油珠从裂隙中溢出。
钻石的颜色及其优化处理
一、合成钻石 （一）、合成钻石的方法 静压合成法→晶体触媒法（主要合成大颗粒钻石） （二）晶种触媒法合成钻石（画图） 石墨、钻石粉的混合物为碳源，将其熔于铁镍合金触媒中。 1、金属触媒：在合成钻石中起着助熔剂和催化剂的作用，它既能熔解碳，又能激发石墨向金刚石转变，降低了合成钻石的压力和温度条件。 在温度梯度作用下，使熔解在触媒金属中的碳输送到高压反应腔中，钻石在晶种上长大。 2、高压装置 （1）压带装置：上下压砧（顶锤）和中部一个压缸组成。压砧装置产生的压力达6.5 GPa，温度达2000°C。 （2）四面顶装置：有四个可移动的压贴按四面体形状组成，贴面正好围成1个四面体空间。预制的试样大于这个空间，压缩时产生高压力。可达6—7GPa，温度达2000—2500°C。 （3）六面顶装置：由上下、前后、左右3对压钻组成，拢时形成立方体的高压腔，各压钻用多缸油塞来推动。工作压力可达6—7GPa，温度达2000—2500°C。 （4）BARS装置（分裂球无压装置） 俄罗斯发明的方法。将液体注入压力桶内，使8个球体截体合拢，构成八面体形状的6个活塞产生压力。 3、生长舱：加热设备、籽晶、钻石粉、金属熔剂 生长舱的装配 （1）原料：钻石粉和溶剂触媒放入生长舱中；石墨→是钻砂的主要原料。钻石粉末→是宝石级钻石常用的原料。 （2）籽晶片：放入生长舱底部，顶部温度高，钻石粉溶解后并穿过周边的溶剂向生长舱运移，并在籽晶（晶核）上进行结晶。 （3）碳加热器：传导热量，碳化钨钻使得钻石粉溶解触媒，形成封闭的生长舱。 （4）金属触媒：Fe、Ni、Co、Pd（钯）合金。作用：降低合成的温度、压力，提高合成效率（石墨→钻石转变率提高）。 （5）叶蜡石：为绝缘体、高温下叶蜡石可塑性强，起着垫圈或密封圈的作用。纯净的叶蜡石具有异常稳定和惰性的化学性质。 4、生长过程 （1）加压：将装配好的生长舱放入压机中，加压至极高压50×108千巴帕； （2）加温：电流通过金属触片，碳加热器加温至1650°C或更高，底部温度约1550°C，碳在较“冷”的底部围绕籽晶缓慢结晶，缓慢生长制止杂质在表面上生长。 （3）形成晶形：温度调整可控制晶体的生长，1300°C为立方体，1600°C为八面体。
红蓝宝石的优化处理及其鉴别.
红蓝宝石的优化处理及其鉴别 （1）刚玉类宝石的热处理 a T温度刚玉≥1600℃ b Δt 升温速度 c Ct 恒温时间 d fo 氧化还原条件（气氛） e Δt 退火时间 热处理属优化、市场上的大多数红蓝宝石都是经过热处理的。 应用： a.削减蓝色——高温氧化条件 Fe2++Ti4+电荷转移产生蓝色 Fe2+Fe3+，使Fe2++Ti4+电子对减少，从而削减蓝色 b.增加蓝色——高温还原条件 c.去除金红石，增加净度透明度 1600℃-1800℃迅速冷却 金红石（TiO2）熔融，Ti进入晶格形成固溶体，消除了金红石 d.产生星光——加热缓慢冷却 加热使以固溶体形式存在的Ti析出，缓慢冷却而形成金红石丝状物可产生星光。 e.浅黄—黄绿色刚玉黄色、金黄色蓝宝石 在高温氧化条件下，刚玉晶格内原由Fe2+造成的氧空位全部填满，Fe2+氧化成Fe3+使刚玉宝石形成黄至金黄色。 f.改变透明度和颜色 斯里兰卡乳白色久达（Geudas）刚玉，热处理后变得透明，并产生蓝色。 牛奶石（久达刚玉），呈乳白色、灰白色，1200℃-1700℃，（1600℃±最好），还原条件，用木炭控制气氛或通入CO或氧气控制气氛，长达几星期进行热处理，有时反复多次，使金红石（TiO2）熔解，进入晶格（透明了），与 Fe2+结合产生蓝色。 热处理的鉴定： a.固态矿物包体熔蚀 b.气液包体炸裂 c.表面可有凹坑、麻点 d.内部出现应力纹 （2）表面扩散处理属处理 表面扩散处理也称热扩散处理或热化学处理方法 表面扩散是在高温或超高压条件下，通过某种元素在宝石中以扩散的方式来改变宝石内致色元素的种类、含量和元素间的比例，从而达到改变宝石外观特征（如颜色、透明度等）的一种化学处理方法。 宝石表层所形成的颜色层称扩散层（渗层） Cr3+→红色
宝石的优化处理和对比特性
宝石的优化处理和对比特性 第一节 合成和人造宝石的概念 一、合成宝石 二、人造宝石 三、人工宝石 四、再造宝石和仿制宝石 随着科学技术的发展，人民生活水平不断提高，人类对宝石的需求也逐渐增加。天然宝石材料的资源毕竟是有限的，而人工宝石材料能够大批量生产，且价格低廉，故人工宝石材料成为宝石的替代品 ，在市场上也占有一定的份额，随着合成技术进步，合成宝石的特性也越来越接近天然品种，宝石学家不断面临合成宝石的挑战。 一、合成宝石 1.定义 用各种原料通过晶体生长等方法制备的、在化学成分、晶体结构、物理性质上与其天然的对应宝石基本相同的材料。 2.要点 （1）有天然的对应物：例如合成红宝石对应天然红宝石，它们的物理性质、化学成分和原子结构都基本相同。 （2）化学成分、原子结构、物理性质基本相同，但存在一定的差异: 例如天然尖晶石的化学成分上MgO:Al2O3为1比1，而合成尖晶石为1比1.5-3.5。天然尖晶石的折射率为 1.718，合成尖晶石的为1.727。这些差异使得合成宝石的鉴别成为可能。 二、人造宝石 指人工生产的、没有天然对应物的、具有宝石的工艺性能的材料，例如钇铝榴石（Y3Al5O12 ）。 三、人工宝石 合成宝石和人造宝石的统称。
四、再造宝石和仿制宝石 1.再造宝石：将一些天然宝石的碎块、碎屑经人工熔结后制成。常见的有再造琥珀。 2.仿制宝石: 完全或者部分由人工生产的材料，它们模仿天然宝石或者人造宝石的颜色和外观，但不具有所仿宝石的化学成分、物理性质以及晶体结构，如玻璃和塑料做成的仿制品。 第二节从熔体中结晶的方法 一、焰熔法 二、晶体提拉法 三、冷坩埚法 从熔体中生长晶体的方法是最早研究出的合成宝石的方法，也是广泛应用的合成方法。从熔体中生长单晶体的最大优点是生长速率快，大于在溶液中的生长速率，二者速率的差异在10-1000倍。从熔体中生长晶体的方法主要有焰熔法、提拉法和冷坩埚法。从熔体中结晶合成宝石的基本过程是：粉末原料→加热→熔化→冷却→超过临界过冷度→结晶。 一、焰熔法 1.焰熔法最早是1885年由弗雷米（E. Fremy）、弗尔（E. Feil）和乌泽（Wyse）一起，利用氢氧火焰熔化天然的红宝石粉末与重铬酸钾而制成了当时轰动一时的“日内瓦红宝石”。后来于1902年弗雷米的助手法国的化学家维尔纳叶（Verneuil）改进并发展这一技术使之能进行商业化生产。因此，这种方法又被称为维尔纳叶法。焰熔法的基本原理是从熔体中生长单晶体的方法。其原料的粉末在通过高温的氢氧火焰后熔化，熔滴在下落过程中冷却并在种晶上固结逐渐生长形成晶体。 2. 焰熔法合成工艺焰熔法合成装置由供料系统、燃烧系统和生长系统组成，合成过程是在维尔纳叶炉（图7-2-1）中进行的。 图7-2-1 维尔纳叶法装置 (1)供料系统三氧化二铝粉末通过焙烧铝铵矾来制备，如果合成红宝石，则需要加入
红宝石的优化及处理
哈尔滨师范大学 红宝石的优化及处理 学生刘振 指导教师王艳茹 年级2009级 专业资源勘查工程 系别地理系 学院地理科学学院 哈尔滨师范大学 2013年4月
红宝石的优化及处理 刘振 摘要：红宝石是世界上珍贵的宝石之一。本文介绍了红宝石的优化及处理工艺。同时介绍了红宝石的处理过程。 关键词：红宝石；优化；处理 从古至今，红宝石(RUBY)一直都被认为世界上珍贵的宝石之一，历来都是达富贵人争相购买的首饰，又极具收藏价值。高品质的红宝石令人百看不厌，回味无穷。其他红色矿物与它那天生的自然美，“鸽血”红般艳丽的色彩相比都无法企及。我们中国人讲究红红火火，红色代表吉祥如意。而在西方国家，在王室的婚庆上，也将红宝石作为婚姻的见证，被称为七月生辰石。 一、红宝石资源成因 红宝石的原生矿床主要有两种类型：①形成于地幔的高温高压条件下，随岩浆喷出地表；②区域变质作用下或接触变质作用下由一水硬铝石等变质而来。著名的产地有缅甸、阿富汗、 巴基斯坦、坦桑尼亚、澳大利亚、泰国、柬埔寨、越南等[1]。在中国的云南、安徽、青海也 有一定质量的红宝石产出[2]。虽然产地较多，但由于天然资源有限，且随着经济的发展人们 对红宝石的需求日益增加，天然的红宝石越来越无法满足人们的需求，因此优化处理及合成红宝石应运而生。人工宝石的出现虽然一方面解决了不断扩大的市场供需矛盾，但另一方面却对珠宝市场带来了不小的冲击，影响了红宝石市场正常有序的运行。因此，行之有效的珠宝鉴定工作显得倍加重要。阴极发光技术作为一种无损检测方法，近年来在宝石的测试与研究中得到了较为广泛的应用，不但可以用来区分天然和合成钻石，还可以用来鉴别天然与合成祖母绿、天然翡翠和处理翡翠及合成红蓝宝石。 二、红宝石的性质 红宝石的矿物名称是刚玉，国标规定所谓红宝石即红色的刚玉宝石，它包括了浅红到深红，所有红色调的刚玉宝石。化学式为Al 2O 3，由于含微量的杂质元素Cr致色而呈红色(其它 品种的红颜色宝石不能称作级宝石)。红宝石主要性质为：折射率：1.762-1.770，双折率为 0.008-0.010，密度：4.00g/cm 3，具典型的吸收谱线，硬度与蓝宝石并排在钻石其后，为第 二大硬度9，因此只有钻石才能在其表面刻划，用它的一个棱角可以很容易的在玻璃的表面划出痕迹(玻璃的硬度一般为6以下)，因为红宝石裂理较发育，常见的红宝石其内部有很多的裂纹，即所谓红宝石的“十红九裂”。 三、红宝石的加工工艺 优化处理定义为除切磨和抛光以外，用于改善珠宝玉石的外观(颜色、净度或特殊光学效应)、耐久性或可用性的所有方法。优化处理可进一步划分为优化和处理两类。 优化是指“传统的被人们广泛接受的使珠宝玉石潜在的美显示出来各种改善方法”，如热处理红宝石、浸无色油祖母绿及玉髓、玛瑙的染色处理。 处理是指“非传统的尚不被人们广泛接受的改善方法”，如染色处理翡翠、辐照处理蓝钻石、表面扩散处理蓝宝石、染色处理红宝石等。属于处理的宝石在出售和出鉴定证书时，必须特别标识，如红宝石(处理)、红宝石(玻璃充填处理)。
红宝石的特征与优化处理
红宝石的特征与优化处理 一、红宝石基本特征 红宝石是指颜色呈红色的刚玉，主要成分是氧化铝(Al?O?)。红色来自铬(Cr)，主要为Cr?O?，含量一般0.1~3%，最高者达4%。红宝石质地坚硬，硬度仅在金刚石之下。其颜色鲜红、美艳，可以称得上是“红色宝石之冠”。 红宝石一般会有裂纹，没有一点裂纹及瑕疵的红宝石是极少见的，所为“十红九裂”。红宝石中最常见的瑕疵是小的针状杂质，称为“丝状物”。因为每颗红宝石都是在自身独特的环境中形成的，每颗宝石均含有赋予其精确颜色的痕量矿物质组合以及独特的识别标记或杂质。 结晶习性:属三方晶系、复三方偏方面体晶类 透明度:透明至半透明 光泽:亮玻璃光泽至亚金刚光泽 折射率: 1.762- 1.770 (+0.009， -0.005) 双折射率: 0.008-0.010 色散:低0.018 多色性:二色性明显，常表现为:紫红/褐红，深红/红，红/橙红，玫瑰红/粉红 特殊光学效应:星光效应，在光线的照射下会反射出迷人的六射星光或十二射星光 摩氏硬度: 9 SG (相对密度) : 3.99- 4.00 解理:无解理，底面裂理发育 色彩来源:微量铬使它显红色，铬含量越高越红，最红的俗称“鸽血红” 出生地:主要为火成岩或变质岩地区
二、常见优化处理 红宝石常采用的优化处理方法有:热处理、浸有色油、染色处理、充填处理及表面扩散处理。 红宝石的热处理基本过程是将宝石放置在加热设备中使其中致色离子的含量、价态和晶体结构等发生变化，进而去除蓝色成分，形成和获得更好的红色。这种方法历史悠久，其结果稳定、持久而被人们所接受。 红宝石的浸有色油处理基本过程是将宝石放入红颜色的油中进行浸泡，然后取出，达到改善颜色和透明度的目的。这种方法因其结果不稳定、不持久而不被人们接受。 红宝石的染色是一项古老的优化处理技术，基本过程是将经过淬火的宝石放入不易褪色的无机和有机染料中，在低温加热条件下进行浸染，使之着色。这种方法因其结果不稳定、不持久，也不被人们所接受。 红宝石的充填处理过程是在真空和加热条件下完成，使充填物质以玻璃态或液态浸入红宝石裂隙中，在充填过程中可以加入一些着色剂，充填处理的红宝石填补了裂隙和空洞掩盖了红宝石的瑕疵，使之颜色更加鲜艳。这种方法其结果相对较稳定，但也不被人们接受。 红宝石的表面扩散处理基本过程是用化学方法在颜色浅的红宝石表面渗入微米级的铬元素，使颜色加深，或者产生星光效果。这种方法其结果稳定，但也不被人们接受。 （一）加热优化 方法： 1、将颜色为紫红、玫瑰红或粉红色的天然“红宝石”在氧化条件下，加热到1600C- 1700C，使成份中的三价铁离子转变为二价铁离子。以消除红宝石中的蓝色调，使其转化为颜色纯正的红宝石。 2、将质量较差的含有丝状包裹体红宝石，加热至1600C-1900C，在还原条件下，
宝玉石鉴赏之优化处理的种类
一、表面处理 1.定义利用涂层、镀层、背衬、刻划条纹等方式使宝石改变颜色、增强反光亮度和产生光学效应。 由于涂层的厚度有限、硬度较低、化学稳定性较差，容易在使用过程中磨蚀，被视 为一种具有欺骗性的处理方法。 2.常用类型 箔衬:在宝石的背面贴上高反光的薄膜、彩色薄膜以改变宝石的亮度和颜色。 涂色:在宝石的亭部涂上颜色，如把淡黄色钻石涂上淡蓝色，使钻石更加显 白色。 刻划条痕:在弧面型透明宝石的底部划条痕以产生猫眼或者星光效应。 涂层和镀层:在宝石的表面涂上彩色的胶质层增强色彩，例如涂膜翡翠。在 宝石的表面用真空镀膜的工艺镀上一层彩色膜增强色彩，或者提高光泽。例如托帕石表面的镀膜。 3.鉴别特征 ①宝石镶嵌的方式：采取封闭式镶嵌。 ②观察宝石亭部刻面：在反射光条件下观察宝石亭部刻面的表面，可见到外来物 质、特殊色彩或刻划痕。 ③涂层的性质：涂膜处理的膜层可能具有不同于宝石的物理性质、硬度较低、容
易脱落等。 ④镀层的晕彩：用真空镀膜工艺的膜层常常具有干涉形成的晕彩。 二、漂白处理 1.定义 利用化学试剂除去有机宝石和部分无机宝石的杂色色调。 2.常见类型 (1)氧化漂白：主要用双氧水为主的氧化剂，在紫外光的作用下，漂白珍珠、象牙等由于有机质引起的杂色调，使之成为纯白色。 (2)酸洗漂白：主要用稀盐酸等对硅化木等材料除去表面的杂色。 3.鉴定特征：很难发现漂白处理的痕迹。 三、热处理 1.定义 利用加热使宝石的颜色、透明度、光学效应等得以改善，在加热过程中没有外来物 质(除氧和氢元素外)的加入，也没有宝石物质的流失。 2.热处理的工艺
为了达到改善的目的，宝石的加热方法常与其他的一些方法配合使用，最常用到的方法有: (1)气氛条件：例如用还原气氛加深浅色蓝宝石的颜色，用氧化气氛消除红宝石 的蓝色色斑。有些处理还需要使用惰性气或者真空，保护宝石不受氧化。 (2)介质环境：在高温热处理时，由于填充料熔融还会产生熔体介质，熔体介质 流入宝石的裂隙起到愈合裂隙的作用，提高了宝石的透明度和表观净度，这也被称为裂隙愈合热处理。 (3)加热的温度: 低温: 100C以下，主要用于软化和老化有机宝石。 中温: 100?650C，大多数宝石的处理温度。 高温: 650?1200C，主要用于锆石等处理。 超高温：1200C以上，主要用于刚玉宝石的改色。 (4)加热的设备：在宝石加热处理中常用的设备有高温炉和坩埚，现代化的高温 炉可以精确控制温度和气氛条件，也有泰国、斯里兰卡、山东昌乐等宝石加热作坊使用的煤炉。 3.热处理宝石的主要鉴别特征 (1)中低温的热处理往往没有明显的鉴别特征，热处理的琥珀常有被称为太阳光芒的圆盘状裂隙。 (2)高温、超高温处理的鉴别特征有: ①气液包裹体破裂指纹状包裹体经加热处理后原来孤立的气液包体破裂，形成连通的、弯曲的、