宝石的合成及优化
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。
合成宝石
宝石的合成、仿制品及优化处理要求：1.合成品、仿制品的有关概念2.★合成宝石的方法：合成方法和原理，合成材料名称、性质及特征3.★优化处理：各种优化处理方法、原理和名称一、基本概念⏹人工宝石artificial products⏹定义：完全或部分由人工生产或制造用作首饰及装饰品的材料统称为人工宝石。
包括合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石。
⏹合成宝石synthetic stones⏹定义：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。
⏹例如，合成红宝石具有与天然红宝石基本相似的物理性质（颜色、RI、DR等）、化学成分（Al2O3）及晶体结构。
二、发展简史⏹1902 维尔纳叶法合成红宝石的商业生产⏹1920 维尔纳叶法合成尖晶石⏹1928 助熔剂法合成祖母绿⏹1943 水热法合成水晶⏹1955 合成工业级钻石出现⏹1960 水热法合成祖母绿⏹1970 合成宝石级钻石⏹1976 合成立方氧化锆⏹1995 合成SiC（莫伊桑石）（一）、焰熔法合成宝石及鉴定⏹焰熔法（flame fusion technique）——19世纪（1877）由E.弗雷米发明，19世纪末（1890）由其助手维尔纳叶推向市场，故又称维尔纳叶法（V erneuil furnace）。
⏹该方法可以生产各种品种的刚玉、尖晶石、金红石、钛酸锶、白钨矿等宝石晶体。
⏹基本原理：从熔体中生长单晶体的方法。
原料的粉末在通过高温的氢氧火焰后熔化，熔滴在下落的过程中冷却并在籽晶上固结逐渐生长形成晶体。
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中进行的3. 生长过程（以红宝石为例）①供料：Al2O3＋Cr2O3（2-3％）②籽晶的选取：与C轴夹角成60o切出3-4cm的圆柱或四方柱③燃料、温度：H2＋O2燃烧产生的25000C的高温（Al2O3的熔点是20500C）④过程：Al2O3的粉末经振荡均匀洒落，通过一个向下变尖的内管下落，并与氧气混合到达n处，和氢气混合燃烧产生高温，将粉末熔化落到籽晶棒上经降温而结晶，籽晶棒一边旋转一边下落，经过接晶、扩肩、等径生长最后形成梨晶。
宝石人工合成方法第二部分
助熔剂法又称高温熔体法，将原料成分在高温下熔解于低熔点助熔剂熔体中，形成饱和溶液,然后通过缓慢地降温或在恒定温度下蒸发熔剂等方法，形成过饱和溶液而析出晶体。
似自然界矿物晶体从岩浆中结晶的过程。
一、助熔剂法的原理:顾名思义，一定有助熔剂.助熔剂条件：熔化后能溶解待生长的晶体材料且不易挥发。
常用助熔剂：PbF2、Pb02、Bi203、B203、BaO—Bi203等极性化合物。
另外还有一些复杂的化合物,如钨酸盐、钼酸盐等。
助熔剂法生长晶体的原理：1)A熔点为TA，B熔点为TB，E为共结点。
2)将A、B组分混合，混合比例X。
当温度为TX时，混合组分X融成溶液。
随着温度的下降，X组分至Q 点，相当于TQ时，结晶析出A。
3)温度进一步降低，熔融的成份沿共结线TA-Q-E下滑。
A在X混合溶液中的成分不断增加，溶液处于过饱和状态,不断析出A组分，并长大成晶体。
从图可知：由于A组分中加入低熔点的B组分后，A组分的熔点和结晶点由TA 下降到TQ，这样就可以在较低的温度下生长出高熔点的宝石晶体。
因为B组分起到了降低熔点的作用，故称为助熔剂。
二、助熔剂法的分类1.自发成核法（1）缓冷法：在高温使材料熔融于助溶剂中，缓慢降温冷却，使晶体从饱和熔体中自发成核并逐渐成长的方法。
(2）反应法：助熔剂和原料熔融后，助溶剂与原料反应，反应后的晶体成分在熔融体中维持一定的过饱和度，生长晶体的方法.（3）蒸发法:是在恒温下，蒸发熔剂，使熔体过饱和,从而使晶体析出并长大的方法。
①籽晶旋转法:由于助熔剂熔融后粘度较大，采用籽晶旋转，搅拌熔体，使晶体长大，且少含包裹体.(合成红宝石)②顶部籽晶旋转提拉法：这是①法和晶体提拉法的结合。
边旋转边提拉，晶体绕籽晶逐渐长大。
③底部籽晶水冷法：水冷部位形成过饱和熔体抑制了熔体其它部位成核，保证籽晶的生长.1。
对待生长晶体有极好的溶解性,随温度的变化,溶解度变化也较大。
2.在宽的温度范围内，所生长的晶体是唯一的稳定相，助熔剂与晶体成分不能形成中间产物。
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。
宝石的优化处理方法
宝石的优化处理方法
进行宝石的优化处理可以采取以下几种方法：
1. 利用宝石鉴定技术：通过专业的宝石鉴定仪器和方法，对宝石进行准确的鉴定，确定宝石的种类、品质和价值。
这样可以确保宝石的真实性和市场价值。
2. 进行宝石的切磨处理：对于原始的宝石，可以通过切磨技术进行优化处理，使宝石的外观更加美观，同时也可以增加宝石的重量和透光度。
3. 进行宝石的热处理：部分宝石在热处理后可以改善它们的颜色和透明度。
这种处理方法在宝石市场上比较常见，但需要确保处理过程符合行业标准，并且向消费者公开处理信息。
4. 进行宝石的色彩增强处理：有些宝石在色彩上可能不够鲜艳或均匀，可以通过染色、涂层或辐射处理等方法来增强宝石的颜色。
这种处理方法需要在法律规定的范围内进行，并且需要向消费者提供明确的处理信息。
5. 进行宝石的修复处理：对于有裂纹或损伤的宝石，可以采取修复处理方法，使宝石恢复原有的美观和完整性。
这种处理方法需要技术娴熟且谨慎，避免对宝石造成二次损伤。
需要注意的是，在宝石处理过程中，应当遵守相关的法律法规，并且向消费者提
供真实和准确的宝石信息。
此外，消费者在购买宝石时应选择信誉好、有专业知识和经验的商家，以确保购买到优质和合法的宝石。
当前俄罗斯的合成宝石和宝石优化
俄罗斯开采的和进口的许多宝石( 刚玉、托帕 石、石英、石榴石、赛黄晶、方柱石、绿柱石、碧 玺、绿松石、珊瑚、查罗石、青金石和玛瑙等) 都 是低品质的或颜色不那么受欢迎的宝石品种。这 些宝石通常经优化处理以提高其品质或使其转变 成更受欢迎的贵重的品种。表 2 列出了这些宝石 并指出了其优化方法、达到的效果以及在珠宝业 中所起的作用。
估计年产量 达 100 kg 几 kg 几千 kg 几百 kg 几 kg
几千 kg 达 1 kg 达 100kg
几 kg 几 kg 几 kg 几千 kg
价格/ 美元·kg 1 ～7 500
50～150 100～150 3 000～5 000
30～60 1 000 000 5 000～7 500
1 000～15 000 5 000 10 000 350～400 250～300 350～400 400～500
表 1 现今俄罗斯生产的合成宝石
名 称 变石
紫晶 紫黄晶 海蓝宝石
立方氧化锆 钻石 祖母绿
祖母绿晶簇 镁橄榄石 钆镓榴石 无色蓝宝石
生长方法
丘克拉斯基法 助熔剂法
水热法 水热法
水热法 助熔剂法
壳熔法 高温高压助熔剂法
水热法 助熔剂法
助熔剂法 丘克拉斯基法 丘克拉斯基法 丘克拉斯基法 维尔纳叶法 吉罗普罗斯法 水平区域熔炼法
现今流行的黑色和白色( 不透明) CZ 是通过热 处理无色的材料获得的。
俄罗斯的珠宝业中有时可见优化的天河石和 查罗石( 表面着色和初步浸蚀) , 还偶见优化的软 玉。离子化辐照使软玉呈黑色, 而一种专门的水 热处理法能使褐绿色和黑色软玉变成艳绿色或淡 绿色或白色。
珠宝生产中偶见辐照致色的赛黄晶和绿柱石。 应特别强调的是钻石的优化问题。在前苏联 时已经开发出利用各种辐照和辐照加热处理的改 ·58·
珠宝知识283：宝石的微观世界(四)：天然钻石、合成钻石与优化处理钻石的内含物特征
珠宝知识283：宝石的微观世界（四）：天然钻石、合成钻石与优化处理钻石的内含物特征展开全文钻石作为宝石之王是最受欢迎的宝石材料之一，与祖母绿、蓝宝石和红宝石相类似，同样可以在实验室条件下合成或者通过优化处理的方式改善钻石的外观特征。
虽然许多钻石含有可以表明钻石产地的内含物，或者为优化处理方式提供鉴定证据，但许多宝石级的钻石并不具有这些诊断特征，因此需要进行先进的宝石学检测，以确定它们是否采于矿床、在实验室生长或优化处理。
例如，铬石榴石包裹体可以表明金刚石形成于橄榄岩环境，而绿辉石和蓝晶石则表明形成于榴辉岩环境；“闪光效应”是玻璃充填最典型的鉴定证据。
一、天然钻石钻石表面的蜥蜴皮构造是通过抛光作用形成的，它几乎平行于钻石的八面体面，而这个面是钻石硬度最大的结晶学方向。
视域0.72毫米。
钻石中这颗亮绿色的铬透辉石晶体包裹体表明寄主钻石为橄榄岩成因。
视域1.33毫米。
在这个多晶钻石中，不同结晶学方向上的交织状颗粒解理可以显示在这个刻面中。
视域2.88毫米。
钻石中的橄榄石包裹体在偏光显微镜下显示高级干涉色。
视域2.00毫米。
钻石中的钻石晶体包裹体经常几乎不可见，但是在偏光显微镜下可以很清楚将包裹体与寄主矿物区分开。
视域 1.36毫米。
这颗钻石的中心含有一个八面体状的云雾状包裹体，在紫外灯下显示强黄色荧光。
视域5.00毫米。
微分干涉显微图片显示沿着钻石晶体的立方体晶面上的正方形阶梯状溶蚀坑。
视域2.88毫米。
这颗负晶中含有一颗可以活动的钻石包裹体，这与部分溶解有关。
钻石包裹体呈现绿色，主要与寄主岩石中的放射性流体有关。
视域4.36毫米。
彩虹纹，在钻石中很少见到，与面状结构缺陷有关，导致可以观察到这种鲜活的颜色。
视域1.90毫米。
这些钛铁矿包裹体有时会被误认为是“碳点”，他们的鉴定特征是在他们较薄的边缘上显示棕橙色。
视域2.10毫米。
钻石中最罕见的包裹体之一——蓝宝石，显示钻石为榴辉岩成因，视域0.99毫米。
宝石的优化处理方法
宝石的优化处理方法
宝石的优化处理方法主要包括以下几个方面：
1. 切割加工：对宝石进行切割加工，使其形成更完美的外形和更好的光泽度，从而达到优化宝石的效果。
2. 热处理：通过加热宝石，改善其颜色和透明度，使其呈现更亮丽的色彩和更好的光线穿透性，从而提高宝石的价值。
3. 化学处理：通过使用化学方法，可以去除宝石的内部纹理和颜色等不良因素，以达到优化宝石的效果。
4. 填充处理：填充材料可以填充宝石表面细微的开裂和缺陷，从而改善宝石的外观和透明度，提高宝石的质量。
5. 涂层处理：将一层透明的薄膜覆盖在宝石表面，可以改善宝石的光泽和色彩，从而优化宝石的外观和质量。
以上是几种常见的宝石优化处理方法，但需要注意的是，这些处理方法也可能会对宝石的原始质量产生影响，如果不正确使用，可能会导致宝石的质量下降，影响宝石的价值和售价。
因此，在进行宝石优化处理时，需要选择正规且有经验的
商家或专家进行处理。
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实例1：蓝宝石的改色
蓝宝石中二价铁单独存在时，它也不呈颜色，而当它 以三价铁存在时，则呈现黄色。因此，对只存在二价铁的无 色蓝宝石，通过在氧化条件下对其进行高温热处理，可变为 黄色。
Fe+2 → Fe+3 黄色（氧化）
氧化气氛中热处理后呈黄色 实例２：红宝石消除丝光，增加透明度
不溶或难溶的物质溶解，或反应生成含有宝石分子的溶液，
通过控制高压釜内溶液的温差产生对流 ，使溶液过饱和而析
出溶质生长晶体的方法。这种方法与天然宝石在热液成矿过
程中形成的方式非常相似。
1882年人们就开始了水热法合成晶体的研究, 最早获得成功的是合成水晶。二 十世纪上叶，由于军工产品的需要，水热法合成水晶投入了大批量的生产。
当高压釜内加入原料、溶液和籽晶并密封后，用加热 器进行加温，在釜内产生温度和压力。高压釜下部由于温度 较高，原料中的SiO2逐渐向溶液中溶解。而高压釜上部的温 度较低，溶液处于过饱和状态。SiO2便析出，在籽晶上逐步 生长成晶体。经过一个周期的生长后，便可打开高压釜，取 出晶体。
水热法的生长条件最接近于自然界宝石生长的条件。因此， 用水热法合成的宝石不易与相应的天然宝石相区别。水水热法合成宝 石中可能含有的包裹体有：
表面处理的结果较易识别。用放大镜仔细观察就不 难发现各种处理的痕迹。箔衬和色衬通过观察亭部的涂层便 可识别。表面涂层容易脱落。
表面镀膜的托帕石
（二）优化处理方法—表面扩散处理
表面扩散处理是在较高的温度下,让着色的离子从宝石 的表面扩散到宝石的晶格中从而使宝石产生颜色。由于着色 离子在晶体中的扩散是很困难的，因此，扩散层只局限于宝 石表面。
合成宝石的主要方法（模拟晶体生长）
晶体的生长有多种方式：从气体中生长晶体、从液体中 生长晶体和从固体转变为晶体。宝石的晶体通常采用从液体 中生长晶体的方式。其中主要有两类方法： 1）从熔体中生长宝石的方法 2）从溶液中生长宝石的方法
1）从熔体中生长宝石的方法
这类方法的特点是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加热熔化后，冷却到熔点以下结晶。
二、 高温高压种晶触媒法合成钻石
钻石和石墨是碳的两种同质多像的变体。根据钻石 -石墨的相平衡图可知，在常温常压下石墨是碳的稳定结晶形 式，钻石只有在高温高压下才是最稳定的，在高温高压（相 图中钻石稳定区的条件）下，石墨的中的碳原子会重新按钻 石的结构排列，而形成钻石
合成工业用钻石主要采用静压法中的静压触媒法，通
表面扩散目前常用于蓝宝石和红宝石。
实例：蓝宝石的扩散处理
扩散元素：Fe+Ti 扩散条件： 温度 1800℃； 时间 24h 扩散层厚度： 0.1~0.25mm
扩散处理宝石的颜色鲜艳美丽，且十分稳定。 扩散处理宝石的颜色分布不均，棱角处的颜色较浓 。 在浸液中轮廓清楚。因此这种宝石比较容易识别。
扩散处理蓝宝石
具体的方法有：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 这类方法的特点是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后，晶体从过饱和的溶 液结晶出来。
具体的方法有：水热法、助熔剂法
二、合成方法之一——焰熔法
焰熔法也称维尔纳叶法，是由法国人维尔纳叶于1905 年发明并用于红宝石的合成，至今已有100多年的历史。
宝石 颜色 主要成分
红宝石 红
Al2O3
蓝宝石 蓝
Al2O3
仿变石 灰蓝-紫 Al2O3
着色剂 Cr Fe+Ti V
红
合成尖晶 石
蓝星光红宝 石红来自星光蓝宝 石蓝
Al2O3 +MgO Co Al2O3+TiO2 Cr Al2O3+TiO2 Fe+Ti
二、合成方法之二——提拉法
是一种常用的晶体生长方法。能在较短的时间内生 长出高质量的大晶体。但它设备昂贵，生产成本高。
扩散处理红宝石中颜色分布不均匀，轮廓清楚 扩散处理红宝石（中）与天然红宝石（右）
和合成红宝石（左）的比较
扩散处理蓝宝石中颜色分布不均匀，轮廓清楚
（三）优化处理方法—热处理
热处理是将宝石放入高温下加热。通过改变宝石中 致色离子的价态，含量以及内部结构等，从而改善宝石的颜 色或透明度等。不同宝石热处理的温度不同，在些在较低的 温度下加热即可达到要求。有的则需要很高的温度。另外， 热处理中还要考虑的一个因素是加热时的氧化还原条件。
合成宝石中大多数氧化物类的晶体，如红宝石、蓝 宝石、尖晶石、变石、YAG、GGG等都可用提拉法生长。
装置与晶体生长过程
提拉法的生长装置由坩埚，熔体（原料）、晶种与晶体提拉 机构、高频加热器与温度控制系统以及炉体和气氛控制系统等组成。 坩埚材料主要是耐高温抗腐蚀的铂、铱、钼等金属。
装置与晶体生长过程
红宝石中常含有一些金红石包裹体而降低红宝石的 透明度。通过热处理可使其中的金红石包裹体溶解在红宝石 中，使它的透明度大大增加。
宝石的热处理热是天然地质作用的重复和继续。它 产生的效果一般很稳定。它不改变宝石原有的化学成分和物 理性质。可以与未经处理的宝石一样在国际市场上合法销售。 因此被广泛应用。
热处理宝石一般难以识别。
（四）优化处理方法—幅照处理
利用高能射线和高能粒子辐照宝石，破坏正常的晶 格结构，产生色心，使淡色或无色宝石产生较为鲜艳的颜色。
幅照处理是一种常用的优化处理方法。它可使无色的 钻石变成蓝色、绿色、黄色和红色。它还可将无色的蓝宝石 变成黄色，无色的黄玉变成蓝色，黄色水晶变成紫色。
1953年瑞士使用压力球装置首次成功地合成出了40粒小颗的钻石， 1955年美国通用电气公司（GE）也采用压带装置合成出了小颗粒的钻
石。工业级钻石的合成技术得到广泛应用，目前几乎三分之二的工业 用钻已由合成钻石替代了。 1970年美国通用电气公司合成十几克拉大的晶体，但宝石级钻石合成 的成本仍然很高，不能进行大批量的生产。 2000年可切磨的合成钻石只有3500ct，仅占当年天然宝石级钻石产量 的0.01%。
该方法的特点是设备简单、晶体生长速度快，成本 低。它是目前合成宝石的最常用的方法
焰熔法的装置主要包括三个部分： 原料系统：主要有料筒、振动器和原料。原料为Al2O3和
Cr2O3。因为红宝石的主要成分为Al2O3,其中的Cr2O3是用来产生 红宝石的红色。
燃烧系统：主要有氧气、氢气、火焰、耐火砖、冷却套等。焰 熔法采用氢氧焰作为热源。两个相套的管子分别输入氢气和氧气，在 喷嘴处混合后燃烧，产生2500℃的高温，用来熔化原料。
水热法合成红宝石于1943获得成功。 1946年奥地利首先成功合成水热法 祖母绿 1965年美国开始水热法合成祖母绿的商业生产。 1988年我国有色金属工业总公司广西桂林宝石研究所用水热法合成出质量较好
的宝石级祖母绿 。 九十年代俄罗斯合成出了海蓝宝石、红色绿柱石等其它颜色的绿柱石。
它包括高压釜、加热器、控温设备以及原料、溶液、籽晶 等。
生长系统：生长晶体（梨晶）、籽晶、旋转杆等
晶体生长过程
料筒中的原料在振动器的作用下，从料筒底部落 下。经过由氢气和氧气燃烧产生的火焰发生熔融作用，产生 的熔体并落在旋转杆顶端的籽晶上冷却结晶。随旋转杆下降， 晶体一层一层地生长，不断长大，形成梨晶。梨晶在生长过 程中，其顶部始终保持厚度约20μm的熔融层。晶体生长速 度一般为1cm/h。 焰熔法合成的梨晶
过液压机产生（4500-9000）X109Pa的压力，以电流加热
到1000-2000℃的高温，利用金属触媒实现石墨向钻石的转
化。
合成钻石晶体呈立方体的与八面体的聚形
宝石级合成钻石的主要识别特征
合成钻石的特征
第二节 宝石的优化
一、宝石优化的含义 宝石的优化处理指除切磨和抛光外，用于改善宝石的外观
（如颜色、透明度、光学效应等）和耐久性的所有方法。 优化处理可进一步划分为优化和处理两类。优化是指“传统
助熔剂法合成红宝石
助熔剂法的晶体生长过程类似于自然界的晶体从 岩浆中结晶的过程，因此生长的宝石晶体特点接近于天然宝 石，不易区别。
助熔剂法合成宝石中所含有的有助于鉴别的特点是它 可能含有助熔剂的残余以及从坩埚壁上掉下来的铂金片等包 裹体。 助熔剂法合成红宝石中所含铂金片包裹体
钻石的合成方法
一、 合成钻石的历史和现状
第一节 宝石的合成
一、概 述 合成宝石最早始于十九世纪。二十世纪初，维尔纳叶成功地进
行了合成红宝石和合成蓝宝石的商业化生产。目前，几乎所有的天然 宝石都可以用人工的方法合成出来。
区分合成宝石与天然宝石是宝石界的一项重要且艰巨的任务。为 此，必须首先了解合成宝石的方法，工艺过程和形成环境等，进而找 出它们的鉴定方法和鉴定依据。
高压釜是一个用特种钢制作的的圆柱形容器。它耐高温高压和 耐腐蚀。
加热器一般用电阻丝加热，按温度场的要求设计，上部冷，下 部热。
高压釜内加生长晶体所需的原料、矿化剂溶液和籽晶
水热法成长水晶的装置
原料：块石英 溶液：Na2CO3或NaOH和KOH溶液 温度：340-360℃ 压力：1000个大气压 周期：40-60天
辐照处理的碧玺
经幅照处理后的各色钻石 处理前后的蓝宝石
幅照处理的宝石的颜色有时是稳定的，几乎无法识别。 有时颜色不稳定，经太阳爆晒或加热会退色。有时其颜色分 布不均匀。
的、被人们广泛接受的方法”，如加热处理、漂白、浸无色油等。 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。
第二节 宝石的优化
一、宝石优化的含义与目的
优化处理的目的是提高宝石的商业价值。对一些缺陷 较多，质量欠佳的宝石进行人工的优化处理，如采用加热、 染色、辐照等方法来改善它们的颜色、透明度等，变废为宝， 提高这些宝石的价值。
焰熔法合成宝石的特点