第二章.焰熔法及焰熔法合成宝石的鉴定
要点：
1．焰熔法基本原理、合成装置与条件、过程及特点
2．合成品种
3．焰熔法合成宝石的鉴定
一、焰熔法合成方法
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。
1．基本原理
焰熔法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籽晶上固结逐渐生长形成晶体。
2．合成装置与条件、过程
图2-1 维尔纳叶法合成装置
(点击可进入多媒体演示)
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2-1）中
进行的。
A．供料系统
原料：成分因合成品的不同而变化。原料的粉末经过充分拌匀，放入料筒。
料筒（筛状底）：圆筒，用来装原料，底部有筛孔；料筒中部贯通有一根震动装置使粉末少量、等量、周期性地自动释放。
震荡器：使料筒不断抖动，以便原料的粉末能从筛孔中释放出来。
如果合成红宝石，则需要Al2O3和 Cr2 O3，三氧化二铝可由铝铵矾加热获得；致色剂为Cr2 O3 1-3%，
B．燃烧系统：
氧气管：从料筒一侧释放，与原料粉末一同下降；
氢气管：在火焰上方喷嘴处与氧气混合燃烧。
通过控制管内流量来控制氢氧比例，O2：H2===1：3；
氢氧燃烧温度为25000C，Al2O3粉末的熔点为20500C；
冷却套：吹管至喷嘴处有一冷却水套，使氢气和氧气处于正常供气状态，保证火焰以上的氧管不被熔化
C．生长系统
落下的粉末经过氢氧火焰熔融，并落在旋转平台上的籽晶棒上，逐渐长成一个晶棒（梨晶）。水套下为一耐火砖围砌的保温炉，保持燃烧温度及晶体生长温度，近上部有一个观察孔，可了解晶体生长情况。耐火砖：保证熔滴温度缓慢下降，以便结晶生长；
旋转平台：安置籽晶棒，边旋转、边下降；落下的熔滴与籽晶棒接触称为接晶；接晶后通过控制旋转平台扩大晶种的生长直径，称为扩肩；然后，旋转平台以均匀的速度边旋转边下降，使晶体得以等径生长。
图2-2 焰熔法生长的各种梨晶
梨晶：长出的晶体形态类似梨形，故称为梨晶。梨晶大小通常为长23cm，直径2.5-5cm。图2-2。
生长速度：1厘米/小时，一般6小时完成即可完成生长。
因为生长速度快，内应力很大，停止生长后，应该轻轻敲击，让它沿纵向裂开成两半以释放内应力，避免以后产生裂隙。
特点：方法特点：生长速度快、设备简单、产量大、便于商业化。世界上每年用此法合成的宝石大于10亿克拉。但用此方法合成的宝石晶体缺陷多、容易识别。
二、合成品种
1．合成刚玉：
合成红宝石：加入致色元素 Cr2 O31-3%
合成蓝宝石：加入致色元素TiO2和FeO，但Ti和Fe的逸散作用，使合成蓝宝石常常有无色核心和蓝色表皮, 颜色分布不均匀；
粉红色和紫红色：加入致色元素Cr、Ti、Fe；
黄色：加入致色元素Ni和Cr；
变色刚玉：加入V和Cr；显紫红色到蓝紫色的变色效应。
除祖母绿外，任何颜色的刚玉都可以合成。
星光刚玉：如需要合成星光刚玉，则需要在上述原料中再添加0.l一0.3%的TiO2，这样长成的梨晶中，TiO2呈固熔体分布于刚玉晶格中，并没有以金红石的针状矿物相析出。必须在l300度恒温24小时，让金红石针沿六方柱柱面方向出溶，才能产生星光效应。
各种合成刚玉品种的致色元素总结于下表。
表2-1 各种合成刚玉的致色元素
2．合成尖晶石：
市场上所见到的合成尖晶石几乎全是由焰熔法生产，但也可用助熔剂法生产。
原料：
红色： MgO：Al2O3==1：1，致色元素Cr2 O3；
其它颜色的用1:1的比例难以合成，但红色尖晶石只有以1：1的比例才能合成。由此合成的红色尖晶石性脆，所以市场上少见。蓝色尖晶石的合成是人们在合成蓝宝石的实验中偶然获得的。当时人们还不了解蓝宝石的致色元素是Ti和Fe，人们曾经尝试过加入致色元素V、Co、Fe、Mg等，当终于获得蓝色合成品时，人们以为是蓝宝石，结果是合成蓝色尖晶石。
蓝色：MgO：Al2O ===1：1.5-3.5，致色元素Co；
绿色：MgO：Al2O ==1：3
褐色：MgO：Al2O ==1：5
粉红色：MgO：Al2O ===1：1.5-3.5 致色元素Cu；
有月光效应的无色品种： 1：5，过多的氧化铝未熔形成无数细小针状包体导致月光效应，有时甚至形成星光。
烧结蓝色尖晶石：由钴致色，并加入金粉，用来仿青金岩。
3．金红石：
图2-3 合成金红石的装置（马福炉）局部图
天然的金红石常呈细小针状，以大晶体产出的多为褐红色而且多裂，很少有宝石级的材料。合成金红石的目的不是为了替代天然金红石，而是为了模仿钻石。在合成立方氧化锆出现后，合成金红石很少生产了。
因为TiO2在燃烧时易脱氧，所以需要充足的氧，在合成刚玉的装置上多加了一个氧管（见图2-3）。TiO2的熔点为18400C，粉末熔化，再在支座的种晶上结晶。
获得的梨晶为蓝黑色，这是因为高温下形成了Ti33+和相应的氧空位。通过在高温氧化环境中退火处理，退火温度为800-10000C，即可去除蓝黑色，变为淡黄色到近无色的透明晶体。如果在原料中掺入Sc2O3，则可直接获得近无色的晶体。这是因为掺入的Sc2O3在晶体中形成的氧空位会提高晶体中的氧的扩散系数，使晶体在降温过程中就完成氧的扩散和退色。
合成金红石的宝石学性质
化学成分：TiO2；
四方晶系
光泽：金刚光泽；
透明度：透明；
颜色：无色者常带浅黄色调。还可有红、橙、黄、蓝色者。
硬度：6-6.5；
相对密度：4.25；
双折射率：0.287；
光性：一轴晶正光性；
色散：极强，0.28-0.30；
光谱：紫区末端有强吸收带，使其光谱看似被截短了；
内含物：气泡、未熔粉末；
合成金红石的鉴别
合成金红石具有极高的色散值使其泛出五颜六色的火彩。这种特征使之不易与其他任何材料相混淆。此外，其极高的双折射率使其刻面棱重影异常清晰。仅此二特征就足以确认它了。
4．钛酸锶：
钛酸锶早在1955年人们就利用焰熔法生产出来，当时在自然界还没有发现天然的对应物。尽管，1987年在俄罗斯发现了其天然对应物，矿物名为Tausonite，人们仍习惯把它归为人造宝石材料。最初人们生产钛酸锶主要用于模仿钻石。但自从立方氧化锆合成成功后，这种仿钻材料在宝石市场上很少见得到了。但它透红外线的能力强，仍有生产用作红外光学透镜等。
与合成金红石一样，其合成装置也必须多加一根氧管，长出的晶体也是乌黑的，需要在氧化条件下退火（温度16000C），才能变成近无色的透明晶体。
所采用的原料为：SrO ： TiO2 ==1：1
钛酸锶的宝石学性质
化学成分：SrTiO3；
等轴晶系
光泽：亚金刚－金刚光泽；
透明度：透明；
颜色：无色为主，偶见红、黄、蓝、褐色材料；
硬度：5.5-6；
比重：5.13；
断口：贝壳状；
色散：0.19，极强；
内含物：气泡；
钛酸锶的鉴别
钛酸锶作为仿钻材料，极易识别。钛酸锶极强的火彩使它明显不同于钻石。尽管标准圆多面型的钛酸锶在线试验中不透光，但它明显较低的硬度使之表面显示出明显的磨损痕迹、圆滑的刻面棱和不平整的小面。尽管反射仪上可获得与钻石相同的折射率，但热导仪检测时却无钻石反应。卡尺法或静水称重都可测出未镶品的比重，从而确认它。
三、焰熔法合成宝石的鉴定
1．原始晶形
焰熔法合成的宝石原始晶形都是梨形。而天然宝石的晶体形态为一定的几何多面体。市场上也出现过将焰熔法合成的梨晶破碎，甚至经过滚筒磨成毛料，来仿称天然原料销售。
2．包裹体：
图2-4 焰熔法合成红宝石中的气泡及弯曲生长纹
合成红、蓝宝石中常可见气泡和未熔粉末出现，一般气泡小而圆，或似蝌蚪状；可单独或成群出现；
合成尖晶石中气泡和未熔粉末较少出现，偶尔出现的气泡多为异形。
3．色
带：
红宝石中常常为细密的弧形生长纹，类似唱片纹；蓝宝石中色带较粗而不连续；黄色蓝宝石很少含有气泡，也难见色带。天然红宝石和蓝宝石都显示直或角状或六方色带。合成尖晶石很少显示色带。
4．吸收光谱：
合成蓝宝石的光谱见不到天然蓝宝石通常可以见到的蓝区的吸收，或450nm的吸收带十分模糊。
合成蓝色尖晶石显示典型的钴谱（分别位于540、580、635nm的三条吸收带），天然蓝色尖晶石显示的是蓝区的吸收带，为铁谱。
5．荧光
合成蓝宝石有时显示蓝白色或绿白色荧光，天然的为惰性；合成蓝色尖晶石为强的红色荧光，而天然的也为惰性。合成红宝石通常比天然红宝石的红色荧光明显强。
6．帕拉图法：将刚玉浸于盛有二碘甲烷的玻璃器皿中，在显微镜下沿光轴方向，加上正交偏光片下，合成刚玉可以观察到两组夹角为1200的结构线（图2-5）
图2-5 合成刚玉帕拉图法结构线
7．焰熔法合成星光刚玉：
合成星光刚玉天然星光刚玉
内含物大量气泡和未熔粉末；
金红石针极其微小，难以辨认；
弯曲色带明显各种晶体包体、气液包体、指纹状包体；金红石针较粗，易识别；
直角状或六方色带
星带外观
特征
星光浮于表面，
星线直、匀、细，连续性好；中心无宝光
星光发自内部深处；
星线中间粗，两端细，可以不连续；中
心有宝光
表2-2 合成星光刚玉与天然星光刚玉的区别
8．合成红、蓝宝石的加工质量：
图2-6 焰熔法合成刚玉的梨晶与切磨方向示意图
天然合成红、蓝宝石的加工质量通常较为精细，尤其是高质量的宝石，其台面通常垂直光轴，以显示最好的颜色。而合成红、蓝宝石加工质量通常较差，常见火痕，更不会精确定向加工。加上，合成梨晶通常因为应力作用会沿长轴方向裂开，其长轴方向与光轴方向夹角为60度，为了充分利用原料，其台面通常会平行长轴方向切磨（图2-6）。所以合成刚玉在台面通常都可见多色性，而天然的则不然。
9．焰熔法合成尖晶石：
表2-3 焰熔法合成尖晶石与天然尖晶石的区别
图2-7 合成尖晶石的斑纹状消光
（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。请预览后才下载，期待您的好评与关注！）
宝石鉴定原理和方法实习指导 余晓艳 中国地质大学（北京）珠宝学院
目录 实习一肉眼观察 -------------------------------------------------------------- 1实习二放大检查 -------------------------------------------------------------- 6实习三折射率的测定 ------------------------------------------------------ 10 实习四宝石密度的测定 --------------------------------------------------- 16实习五二色镜偏光镜 --------------------------------------------------- 24实习六分光镜滤色镜 --------------------------------------------------- 30实习七荧光灯热导仪 --------------------------------------------------- 38
实习一肉眼观察 一实习要求： 1.学会识别不同色调的宝石的颜色，识别同种色调但深浅不同的宝石的颜色， 并正确对宝石的颜色进行命名。 2.能识别不同光泽，并掌握其与折射率和表面光洁度之间的关系。 3.观察宝石的透明度，掌握其划分等级。 4.能正确分辨宝石的形状（包括晶形和琢型）。 5.掌握宝石的特殊光学性质，并能识别其质量好坏。 6.观察宝石的解理、断口的特征。 7.完成二十粒样品的测试。 二实习内容： 1.观察并描述晶体标本的鉴定特征、主要单形，并正确命名。 2.观察并描述宝石的颜色，理解宝石颜色在宝石鉴定和评价中的作用。 3.观察并描述宝石的光泽类型，并体会宝石原料和成品的光泽上的差异。 4.观察并描述宝石的透明度，理解透明度与宝石厚度、光源强度、内部包体、 颜色、集合体的结合方式等因素的关系。 5.观察并识别宝石的特殊光学效应，体会其在鉴定和评价中的作用。 6.观察描述宝石的琢型，理解宝石琢型对宝石的颜色、亮度、火彩的影响。 7.观察并描述宝石的解理和断口特征。 三思考题： 1. 宝石的肉眼鉴定包括哪些内容？ 2. 举例说明什么是自色和它色宝石？影响宝石颜色观察的因素有哪些？宝石的 颜色在鉴定和评价中有何意义？ 3. 宝石的光泽在鉴定中有何意义？ 4. 宝石的火彩受哪些因素的影响？ 5. 宝石的透明度分为哪几类？影响因素有哪些？ 6. 宝石的特殊光学效应有哪些?产生的原因是什么？代表性的宝石有哪些？如 何评价？ 7. 宝石切割为圆钻型、祖母绿型、玫瑰型等琢型，有何利弊？ 8. 宝石的解理、裂开和断口有何区别和联系？在鉴定中能否明确分开？ 9. 晶体分为哪七大晶系？各晶系的特点是什么？主要单形有哪些？代表性的宝 石有哪些？画图说明？ 四记录格式：
第三章提拉法及其合成宝石的鉴定 要点: ?晶体提拉法的原理方法 ?提拉法合成宝石的鉴定 提拉法又称丘克拉斯基法，是丘克拉斯基(J.Czochralski)在1917年发明的从熔体中提拉生长高质量单晶的方法。这种方法能够生长无色蓝宝石、红宝石、钇铝榴石、钆镓榴石、变石和尖晶石等重要的宝石晶体。2O世纪60年代，提拉法进一步发展为一种更为先进的定型晶体生长方法——熔体导模法。它是控制晶体形状的提拉法，即直接从熔体中拉制出具有各种截面形状晶体的生长技术。它不仅免除了工业生产中对人造晶体所带来的繁重的机械加工，还有效的节约了原料，降低了生产成本。 第一节提拉法 一、提拉法的基本原理 提拉法是将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化，在熔体表面接籽晶提拉熔体，在受控条件下，使籽晶和熔体的交界面上不断进行原子或分子的重新排列，随降温逐渐凝固而生长出单晶体。 图 3-1 提拉法合成装置 (点击可进入多媒体演示) 二、提拉法的生长工艺
首先将待生长的晶体的原料放在耐高温的坩埚中加热熔化，调整炉内温度场，使熔体上部处于过冷状态；然后在籽晶杆上安放一粒籽晶，让籽晶接触熔体表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并转动籽晶杆，使熔体处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出圆柱状晶体。 1.晶体提拉法的装置 晶体提拉法的装置由五部分组成： （1）加热系统 加热系统由加热、保温、控温三部分构成。最常用的加热装置分为电阻加热和高频线圈加热两大类。采用电阻加热，方法简单，容易控制。保温装置通常采用金属材料以及耐高温材料等做成的热屏蔽罩和保温隔热层，如用电阻炉生长钇铝榴石、刚玉时就采用该保温装置。控温装置主要由传感器、控制器等精密仪器进行操作和控制。 （2）坩埚和籽晶夹 作坩埚的材料要求化学性质稳定、纯度高，高温下机械强度高，熔点要高于原料的熔点200℃左右。常用的坩埚材料为铂、铱、钼、石墨、二氧化硅或其它高熔点氧化物。其中铂、铱和钼主要用于生长氧化物类晶体。 籽晶用籽晶夹来装夹。籽晶要求选用无位错或位错密度低的相应宝石单晶。 （3）传动系统 为了获得稳定的旋转和升降，传动系统由籽晶杆、坩埚轴和升降系统组成。 （4）气氛控制系统 不同晶体常需要在各种不同的气氛里进行生长。如钇铝榴石和刚玉晶体需要在氩气气氛中进行生长。该系统由真空装置和充气装置组成。 （5）后加热器 后热器可用高熔点氧化物如氧化铝、陶瓷或多层金属反射器如钼片、铂片等制成。通常放在坩埚的上部，生长的晶体逐渐进入后热器，生长完毕后就在后热器中冷却至室温。后热器的主要作用是调节晶体和熔体之间的温度梯度，控制晶体的直径，避免组分过冷现象引起晶体破裂。 2.晶体提拉法生长要点 （1）温度控制 在晶体提拉法生长过程中，熔体的温度控制是关键。要求熔体中温度的分布在固液界面处保持熔点温度，保证籽晶周围的熔体有一定的过冷度，熔体的其余部分保持过热。这样，才可保证熔体中不产生其它晶核，在界面上原子或分子按籽晶的结构排列成单晶。为了保持一定的过冷度，
红宝石的鉴定 院系：地址与环境学院资源勘查工程1102班 姓名：宋龙龙 学号：1109030222 【摘要】珠宝玉石(Gems)是大自然赐予人类的一种具有欣赏装饰珍藏和使用的 具有较高经济价值的矿物资源。红宝石的英文名称为Ruby，源自拉丁文，意思是红色。属于刚玉族矿物，三方晶系。因其成分中含铬而呈红到粉红色，含量越高颜色越鲜艳。血红色的红宝石最受人们珍爱，俗称“鸽血红”。本文通过对其进行赏析，探究其成因和鉴定特征。 前言 天然红宝石大多来自亚洲(缅甸、泰国和斯里兰卡)、非洲和澳大利亚，美国蒙大拿州和南卡罗莱那州也有一点。天然红宝石非常少见珍贵，但是人造并非太难，所以工业用红宝石都是人造的。人们钟爱红宝石，把它看成爱情、热情和品德高尚的代表，光辉的象征。传说佩戴红宝石的人将会健康长寿、爱情美满、家庭和谐。相传昔日缅甸的武士在身上割开一个小口，将一粒红宝石嵌入口内，他们认为这样可以达到刀枪不入的目的。国际宝石界把红宝石定为"七月生辰石"，是高尚、爱情、仁爱的象征。 鉴定特征 1：矿物成分 红宝石的矿物名称为刚玉。红宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素铬（Cr3+）而成红至粉红色 2：物理性质 透明至半透明，玻璃光泽。折光率1.76-1.77，双折射率0.008-0.010。二色性明显，非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应，在光线的照射下会反射出迷人的六射星光，俗称“六道线”。硬度为9，密度3.95-4.10克/立方厘米 3：结构 属三方晶系。晶体形态常呈桶状、短柱状、板状等。集合体多为粒状或致密块状。无解理，裂理发育。 4：鉴定方法
（1）.影象法 此法适用与刻面型的宝石,红宝石的光学性质决定了它是唯一具有中环型,双彩虹有部分重叠的红色宝石.见到这种影象可肯定是红宝石.。 （2）.硬度法 红宝石是红色宝石中唯一硬度为9的宝石，立方氧化锆的硬度为8.5,是人工合成品.只要用待测红宝石的边棱刻划立方氧化锆,划动者为红宝石,划不动者不是红宝石.此法适用于宝石原料和各种琢型红宝石鉴定.但它属于有损鉴定,对刻面宝石慎用.切不可以用立方氧化锆的尖棱去刻划红宝石台面,否则红宝石上会留下划痕.。 （3）.荧光光性法 在众多红色宝石中只有红宝石和红色尖晶石在长波紫外光照射下显红色--暗红色荧光,据此,对于未知红色宝石可首先用荧光法检查.不发光的红色宝石肯定不是红宝石,发光的就有可能是红宝石或是尖晶石.红宝石是非均质体,尖晶石是均质体,在正常情况下只有用简易偏光镜检测.前者在正交偏光片之间旋转360度出现四次消光和四次明亮,后者为全消光. 5天然红宝石与合成红宝石的区别 (1).包裹体法 人工合成红宝石的方法很多,主要有焰熔法,助熔剂法和水热法.不同方法合成的红宝石有不同的包裹体,区别它们需在专业实验室进行.使用鉴定只需鉴别出是天然还是合成,而不需查出合成的方法.合成红宝石的共同特征是颜色鲜艳,且比较均匀,肉眼难以发现其中的包裹体.而市场上大多数天然红宝石或多或少都明显存在所谓的"棉绺",即是沿一定方向(受晶体内部结构控制）分布的包体和内裂的组合,有时可见绢丝状包体. （2）.荧光法 对于难以发现明显包裹体的天然 红宝石可以用长波紫外灯(普通便携式 袖珍验钞机)与合成红宝石区别.实验 表明,天然红宝石与合成红宝石在长波 紫外灯下均发红色荧光,但合成红宝石 的更亮,更艳. 被错认为红宝石近百年的红色尖 晶石 在英国王室举行的加冕典礼上，人 们都可以看到，那镶有灿灿宝石的英王 冠的前方正中，有一颗巨大的走私约5 厘米多的呈美丽艳红色的宝石。这便是 著名的黑王子红宝石，它重约170克 拉。关于这颗宝石的发现年代已不可
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
焰熔法合成宝石也称维尔纳叶法，是现代工业合成宝石的一种常见的方法，其合成品是市场上最常见也是最容易识别的。焰熔法可以合成红蓝宝、尖晶石、人造钛酸锶和金红石。 一。合成方法和原理 原料粉末（如：AL2O3）在高温（可达2500，根据合成不同品种确定其温度）氢氧焰下熔融，在下落过程中冷却，并在籽晶上生长结晶的过程。 晶体生长装置有： 1.供料系统：料筒、震荡器、原料。原料粉末添加于筛状平底容器中，随着震荡器的均匀震动而下落，与氧气流混合。 2.燃烧系统：氧气管、氢气管。这是熔化粉末的主要部件，通过控制管内流量来控制氢氧比例。氢氧焰可产生高达2400~2500的高温，最高可达2900. 3.生长系统：耐火砖（炉体）。创造保温条件。 4.下降系统：旋转平台。安置籽晶棒，边旋转边下降。 生长出的晶体为梨晶，等径生长，1cm/1h，一般六小时完成。 该方法的特点：生长速度快，设备简单，不需要坩埚导致晶体杂质，便于商业化，但产生的晶体由于应力作用易裂开，且缺陷多，易于识别。 二。焰熔法合成刚玉的方法及识别 AL2O3粉末在震荡器的震荡下均匀下落，落入氧气流中，与氢气管的氢气混合燃烧，达2500（AL2O3的熔点为2050°），粉末熔融，在重力作用下下降并冷却，在籽晶棒上结晶。产生出刚玉的梨晶。 合成红宝石除了AL2O3之外，还需加入Cr2O3致色元素。 合成蓝宝石，需加入Ti、Fe致色。黄：Ni。变色：V 焰熔法合成红宝石的鉴别： 所有的鉴别特征都是因为它的生成环境和天然宝石的生长环境不同导致外在表现不同，从而鉴定。 1。外观：合成红宝石在缅甸等产地常为了仿天然红宝石，而被敲碎后涂上黑色物质在滚磨机里磨圆来销售，来欺骗消费者，而其实根据它们的特点很容易区分天然的和合成的红宝石原石。天然红宝原石由于结晶习性所致，常呈桶状，板状；而合成的一般磨圆后呈不规则形状，或者圆度较好。天然红宝熔蚀壳坚硬不平整光亮呈磨砂状；而合成红宝所涂的黑色物质较软。天然红宝晶面横纹发育，还有晶面花纹，有垂直于Z轴的裂理，使断口处常成阶梯状构造；而合成红宝由于生长环境良好没有晶面纹，没有裂理也不会有阶梯状构造。 2.颜色：合成红宝仿原石常常是外观大部分抹黑，露出一点艳红色，其红色浓郁、鲜艳、不自然；而天然红宝除上述皮壳有区别外，颜色往往没有合成的那么红艳纯正，常带紫色调或者其他色调。当然随着合成工业的发展，现代合成的红宝也可以有很多颜色，深红、紫红、粉红、橙红等，所以颜色判断仅仅作为一个辅助鉴定依据，可以给出警示。如果没有皮壳为原石碎块或者初步切磨的就更容易观察颜色。 3.多色性：天然红宝往往切割时台面垂直于Z轴，而从台面看不显多色性；合成红宝由于要充分利用梨晶原料，而选择台面平行与Z轴，这样切出的宝石从台面看有多色性且较明显。
一、概念题 1．玉髓是何种宝石？ 答：玉髓是阿尔法石英，隐晶质石英集合体，三方晶系，又名石髓。分为普通玉髓，碧石和玛瑙三种。玉髓的硬度6.5左右，密度2.58~2.64，折射率1.53~1.54。半透明至微透明，玻璃光泽至油脂光泽，韧性较好，颜色丰富多彩，有些品种具有奇特的花纹和美丽的图案，令人称奇。2．什么是钻石？其折射率是多少？它的热导率是多少？比金属还要高吗？我国钻石产地主要有哪些？ 答：钻石是指经过琢磨的金刚石,又称金刚钻。折射率:2.417 钻石的导热率可高达2300W/mK ,比金属的热导率高，它的仿制品立方氧化锆导热率只有3.0W/mK左右，辽宁瓦房店,山东蒙阴—临沭,湖南沅水流域 3．注胶翡翠出售时应标明什么？ 答：A货：指天然颜色的翡翠，包括未经任何人工处理或只经过正当的加工处理，其颜色和质地基本上都保留着天然状态的翡翠。B货：指经过漂白—注胶处理的翡翠，即是一些底色带有黄、褐、灰等脏色，经过用酸液浸泡漂白底色后，再注入胶水充填固化处理的翡翠。其颜色和透明度得到很大改善，但内部结构受到严重破坏。国家权威机构出具的翡翠证书在鉴定结果一项，如果是天然A货翡翠，则结果仅有“翡翠”这两个字，并不会标明“A货”、“天然”等字样。这是因为只有是天然A货才会出具结果是“翡翠”的证书，而如果是B货翡翠，在证书的鉴定结果一项会标明“翡翠（处理）”或“翡翠（注胶）”或“翡翠（B货）”或“翡翠（优化）”。 4．何谓晶体？琥珀石晶体吗？ 晶体即是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。有固定的晶形，熔点，沸点，不是，琥珀没有固定形态，熔点和沸点，是非晶质；5．河田玉、独山玉的产地在哪里？ 和田玉产在新疆和田，独山玉出产在河南省南阳市。 6. 翡翠的主要产地是哪里？ 世界翡翠产地有：缅甸、俄罗斯、美国（加利福尼亚）、美洲危地马拉、日本等地 产于缅甸的翡翠质量最好。主要产于缅甸北部密支那地区的高丽贡山之中，产出地区称为帕敢 7．何谓珍珠？其内部结构如何？珍珠的颜色如何？ 珍珠是由珍珠贝外套膜的一部分细胞，在结缔组织内形成珍珠襄分泌珍珠质而产生的。在自然条件下砂粒和寄生虫等外来物质的偶然侵入，就给珍珠质分泌组织(外套膜外侧上皮细胞)以有效的刺激，引起该组织的畸形增殖，并在结缔组织内形成包围外来物质的珍珠襄，分泌珍珠质沉积在砂粒等外来物质上形成天然珍珠。 □ 珍珠表面具有叠瓦状构造,内部，同心放射层状构造。天然珍珠：文石小片的长轴方向呈放射状排列，构成同心结构。内部各层呈“暧色”色调，如浅黄色、浅褐色或黑色等，中心刺物为一小砂粒或寄生虫——核极小，肉眼下无核。无核养殖珍珠：形态各异，极少为圆形，中心刺激物为蚌的外套膜小片——淡水养殖珠无核。有核养殖珍珠：贝壳珠核可能显示出条纹，外层包裹薄于2mm的珍珠质层，钻孔处可见白色贝壳珠核和珍珠质外层之间有界限——海水养殖珠有核、核较大。一系列的同心圆状珍珠质曾组成，居于明显的圈层结构，中心往往存在一个珠核，珍珠层包括无定形基质层，方解石结晶层，文石晶层。 白色、粉红色、淡黄色、淡绿色、淡蓝色、褐色、淡紫色、黑色等，以白色为主。白色条痕。 常见的珍珠多为银白色的，但也有多种其他的颜色。 珍珠的颜色可区分为体色和晕色。 晕色是物理光学效应引起的，它与珠层的透明度，珠层的厚薄等因素有关。体色是珍珠质本身的颜色。根据珍珠体色的不同，人们把珍珠分成三个组：浅色组，黑色组和有色组。 浅色组的珍珠是最常见的珍珠。该组常见的颜色有银白色，奶白色，瓷白色，白玫瑰色，粉红色，微黄色等。其中，银白色俗称“银光皮”是最受国人喜爱的颜色；其次是俗称“美人醉”和“孩儿面”的粉红色，也深受人们的喜爱。浅色组中最不受欢迎的是微黄色的珍珠。事实上，浅色组珍珠在经历长时间光照和佩戴以后，常常会逐渐变黄，所以有“人老珠黄不值钱”的俗语。 有色组是指一些既不属于浅色也不属于暗色，但却具有其他色彩的珍珠。如锡灰色，绿色，蓝色，紫色，紫红色，黄－金黄色等。此在珍珠也不常见，只是由于其色彩并不浓艳，缺乏引人入胜的魅力，所以其市场价并不见得高于浅色组。 8. 什么是祖母绿？世界最著名的祖母绿产地在哪里，在查尔斯滤色镜下哥伦比亚祖母绿呈何种颜色？ 祖母绿是一种有着悠久历史的优质绿宝石，这一名称起源于古波斯语“Zumurud”，原意为“绿色之石”，古希腊人称其为“发光的宝石”，后演化成拉丁语“Smaragdus”。约在公元16世纪时，祖母绿有了今天的英文名称“Emerald”。哥伦比亚，祖母绿的化学名称是铍铝硅酸盐(Be3AL2Si6O18)。红色 9. 什么是蓝宝石？它的颜色主要是由何原因引起？产地主要？ 蓝宝石是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其他颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝，天然蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色蓝宝石。刚玉中因含有铁和钛等微量元素，而呈现蓝，天蓝，淡蓝等颜色，其中以鲜艳的天蓝色者为最好。黄色，粉色，橙色级紫色统称彩色蓝宝石。蓝宝石的产地在泰国、斯里兰卡、马达加斯加、老挝、柬埔寨，其中最稀有的产地应属于克什米尔地区的蓝宝石，而缅甸是现今出产上等蓝宝石最多的地方。 10. 二色镜的使用光源是什么？偏光镜的用途？ 二色镜要求使用非偏振的白光作光源。合适光源有:日光，白炽灯和日光灯等。使用日光灯时，应避免使用日光灯边缘部分的光线。 1. 区分各向同性和各向异性宝石。 2. 测定光性（单折射、异常双折射、双折射、不消光）。 3. 解析干涉图（一轴晶及二轴晶）。 4. 检查多色性。 5. 与石英楔配合测定光符。 6. 区分各向异性单晶质宝石与多晶质宝石 11. 什么是碧玉？其成份是什么？。 为一种含杂质较多的玉髓，碧玉是一种半透明呈菠菜绿色的软玉，化学成分：CaMg5(OH2)(Si4O11)2含水的硅酸盐还哈有氧化铁，粘土矿物等杂质，有时含有绿帘石、磁铁矿形成的色带和色团。
干涉现象： 1 一周净干涉图：黑十字加干涉圈 2 二轴晶干涉图：弯曲的单（双）臂十字干涉圈 3 牛眼干涉图（中空十字及干涉圈）水晶类宝石（特有） 4 螺旋桨状干涉图：某些紫晶（具有复杂双晶的、合成的一般没有） 不同宝石其异常双折射成因不同： 1玻璃：由于快速冷却致使大部应力聚集，形成异常双折射，造成常见的“蛇形带状”异常消光现象。 2焰熔法合成尖晶石：由于产生过程中加入了过量的铝，使晶格有一定程度的扭曲，形成异常双折射，从而在正交偏光下出现栅格状或斑纹状异常消光。 3石榴石：由于类质同象替换，使晶格产生了某些不均匀性。从而初心异常消光甚至出现类似四明四暗的消光现象。 特殊现象 1假均质体现象：DR很小的宝石、蓝锥矿 2假一轴晶现象：二轴晶的Ng与Nm或Nm与Np差值很小，似乎一条不动。 3特殊的双折射宝石：一个值在测试范围内，一个值超出范围。 4特殊方向的测面。 折射仪使用方法： 1近似法：（弧面型和刻面过小型宝石两位小数清晰宝石和折射仪、打开光源、选最大刻面放在金属台上、滴接触液、轻推宝石至中央、盖盖读数、转动宝石方向重复测试、推出宝石清洗宝石与棱镜 2远视法：清洗宝石和棱镜、在金属台上点一滴折射油、用宝石弧面接触金属台上的油滴、将宝石置于棱镜中央、眼睛距目镜30-45cm平行目镜前后移动头部读数（液滴映像班名办案位置）、清洗仪器 判断结果： 1现象:转动宝石360度，视域出现一条阴影边界，且调换不同刻面测试仍不动。【为均质体宝石。 2现象:转动宝石360度。两条阴影边界。一条在转动中保持不变。【为一轴晶宝石。不动边界代表No。移动的为Ne 光栅式分光镜的特点：产生线性光谱。即所有波长都是等间距排列的棱镜式分光镜是非等间距由：红光区相对收敛。紫光区相对发散。 1光栅式分光镜有利于观察红区光谱的特征 2棱镜式分光镜易于观察紫光区光谱的特征 钻石荧光成像仪。钻石观测仪：主要用于研究钻石的紫外荧光图像。 原理：利用高清晰度摄像机（ccd元件）记录入<230nm 的强短波紫外光在钻石表面激发的荧光现象。来观察不同钻石的生长结构。 实验室常规紫外灯： a紫外光的强度低。荧光不明显 b不具有放大功能。难以发现碧玺凹坑及裂隙中充填的荧光特征 FTIR（傅立叶变换红外光谱仪） 缺点a不同样品的有机物充填程度不同。有机物的特征峰强度有在差异部分特征峰不明显或无法分辨 b瘦样品条件限制或红外光路未能经过充填物。充填碧玺可能无法通过红外光谱检测出来 优点a具有放大功能且紫外光源的能量较强 b这些现象可应用于研究碧玺的生长结构及生长环境鉴别合成碧玺或碧玺纺织品以及它充填处理宝石的鉴别热导仪的使用方法： 打开开关预热、手握探测器、直角对准宝石台面、若探头解除了金属托仪器会打出报警声、施加压力一起显示出光和声信号得到结果 二色镜使用方法 样品至于小孔前，靠近小孔。将白光源通过样品进入小孔、边观察边旋转二色镜、转动样品从各个方向观察现象结论： 1一种颜色：各项同性（均质体宝石 2两种颜色：各向异性（非 3三种颜色：二轴晶（非 二色镜用途： 1区分单折射与双折射宝石：验证异常消光 2区分一轴晶宝石与二轴晶宝石 3确定宝石的最佳颜色方向为加工服务
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
华东理工大学2011-2012学年本科生第二学期《宝石学与宝石鉴定》课程论文 2012.4 班级：学号：姓名： 开课学院：材料学院任课教师：郭守国史凌云成绩：
钻石 摘要：钻石是指经过琢磨的金刚石，世人把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。如今，钻石不再神秘莫测，更不是只有皇室贵族才能享用的珍品。它已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。本文着重阐述了钻石的物化性质（化学成分及类型、力学性质、光学性质及其他性质），并介绍了其资源成因、加工工艺、优化改善工艺、市场前景和最新科技。 关键字：钻石、物化性质、综述。 1.资源成因 1.1钻石的形成条件 原生金刚石的形成与古老地台及有利的控矿构造有关，这样的地质条件可以提供形成金刚石的高温高压环境和较稳定的还原条件。橄榄岩型金刚石形成的温度为900℃~1300℃，压力为4.5~6*109Pa；榴辉岩型金刚石的形成温度为1250℃，压力为 4.5~6*109Pa；而合成钻石的温度为1500~1650℃。当温压条件改变时，金刚石和石墨可以相互转化，火山喷发时，压力降低，部分金刚石变成石墨，体积膨胀的同时释放压力。 1.2形成钻石的碳源 橄榄岩型金刚石的碳源主要为CH1-4、CO2和单质碳，而榴辉岩型金刚石的碳源则主要为CaCO3。 1.3金刚石的形成时间 根据包裹体的研究，南非金伯利岩橄榄岩型金刚石大约形成于33亿年前，澳大利亚、博茨瓦纳的榴辉岩型金刚石的形成时间分别为15.8亿年和9.9亿年。金刚石在地幔中形成后经过生长—溶蚀—再生长，最后沿深大断裂上升到地表附近成矿。 2. 物化性质 2.1化学成分及类型 钻石的化学成分是C，常用有N、B、Al等微量元素，有时也含有Be、Si、Ca、Mg、Ti、Cr、S、惰性气体元素及稀有元素等微量元素。其中N、B等微量元素的含量决定了钻石的类型、颜色及部分物化性质。 氮元素与碳元素的原子序数相差1，原子半径相似，氮常以类质同象形式替代碳而进入钻石的晶格中，含量一般为0.001~0.25%，有时可达0.50%。根据钻石中是否含有氮和碳元素及其含量把钻石分为Ⅰ型钻石和Ⅱ型钻石，具体分类见表7.1。 表7.1 钻石的类型划分及特点
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
1.、为改善天然珍珠和养殖珠的外貌可以采用哪些处理方法？答：天然珍珠和养殖珍珠的处理方法有 如下几种：染色，辐照，填隙。 染色，目前市场上，除了白色珍珠外，大多数的有色珍珠都是经过染色处理的，珍珠的染色可分为化学 着色和中心染色两种，化学着色法，将珍珠浸泡在某些特殊的化学溶剂中，着色，如用稀硝酸银和氨水做 染液，浸泡珍珠呈黑色，用冷高锰酸钾做燃料可染成棕色。 中心染色法，先将珍珠膨化除杂后，用特定染料注入珍珠的孔隙和空洞中，使珍珠显色。 辐照珍珠，γ射线辐照法始于上世纪60年代，目前大量应用，经过辐照的珍珠，可产生蓝色和黑色， 海水珍珠的颜色比较深一些，辐照处理的珍珠，颜色对光和热是稳定的，在色调上易与硝酸银染色区 分，但辐照可能引起放射性，而且不是所有珍珠都可利用辐照改变颜色。 填隙珍珠，珍珠表明往往有一些细小的裂隙和丘斑，影响珍珠色泽和光洁度，必须予以修整和愈合。 处理方法有两种，剥皮削丘和充填空隙。 3什么是翡翠A货、B货、C货和B+C货，如何鉴别？答A货是指以天然翡翠原石为原料，在成品加工过 程中只通过机械加工手段（物理方法）例如切割，打磨，雕刻，抛光等制成的翡翠产品.B货是指原本种水、 颜色较差的翡翠经过强酸、强碱浸泡，使其种水、颜色得以改善，与此同时，翡翠的原始矿物结构也遭到 了破坏，并伴有物质注入或带出，这样的翡翠称之为翡翠B货。为掩盖被破坏的结构、增大翡翠的强度， 翡翠B货经常用有机胶或无机胶作充填处理，但充胶处理不是翡翠B货的必然步骤，也不影响翡翠B货的 定义。这种翡翠由于破坏了原有的内部结构, 在二、三年内逐渐会失去光泽，满身裂纹，其价值当然要打 折扣了。市场上一些销售商称之为“优化”或B类翡翠。 C货是经过物理和化学处理的中下等原料.不同 之处为，在加工过程中经过人工添加外来染料方法加色（炝色）使原来无色、绿较浅淡或绿较散的翡翠改 变颜色,但人工加入了颜色的翡翠.遇到较高的温度就会脱色。 1）放大观察法在肉眼观察的基础上，还应对一些可疑的部分进行放大观察，由于处理品一般都用蜡和高聚化合物填充，一段时间以后，填充物就会出现老化干缩和变形，这时用放大镜观察，可以看到填充物表面出现的凹凸不平现象和橙皮纹或鳞壳纹，有时还可以观察到藏于岩体结构缝隙内，被酸蚀的蚂蚁啃骨头的现象，和一些气泡和填充物的轻微龟裂现象。 2)热针法 方法是:首先在被检物的疑点部分点上二滴浓盐酸，然后用热针或小电烙铁反复触击疑点，如是翡翠B货就会冒烟、发黄、闻到异味，而A货则无变化，结束后将受检部分用最细的沙纸轻轻擦一擦再清洗一下即可。 3)敲声法 翡翠经酸洗以后，其结构松散，纤维组织软化，虽经填充物加固，但和同类种分的A货相比，在悬挂敲击时，声音十分沉闷、沙哑，而不象A货那样清脆悦耳。 4）比重 天然翡翠的比重一般都在3. 32以上，而B货因含有填充物，所以比重略为低一些，有条件的情况下，可采用重液法或静水力学法进行测试，但因翡翠的种分不同，比重差异较大，测出的数据仅只作为一种参考。 现代仪器检测：翡翠中经常充填各种油、蜡、胶(如石蜡、石蜡油、AB胶、环氧树脂等)来增强其透明度，由于它们化学成分、化学结构的不同，在拉曼光谱中显示不同的峰位特征。与传统宝石鉴定相比,拉曼光谱在漂白或注胶翡翠(B货翡翠)的鉴别中是一种快速、无损、微区分析方法，特别对于宝石中的包体和填充物尤其有效。 红外光谱检测是利用物质分子对红光区电磁辐射的选择性进行化合物鉴别和质量控制的有效手段。翡翠中 加入了聚合物(胶)其吸收光谱与天然翡翠有明显区分,国标规定2800~3000 cm-1有强吸收峰者为处理翡翠 (B货)标志.用红外光谱判别充胶翡翠与不充胶翡翠是检测它们的有机阴离子团
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
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。
钻石的鉴定 钻石是天然物质中最坚硬的物质，钻石可刻划任何其他宝石，但其他任何宝石却都刻划不动钻石。也可以用“标准硬度计”刻划，凡硬度小于9度，均是假钻石。钻石还具有亲油性，如以钢笔在钻石表面划一条线，则成一条连续不断的直线，而其他宝石则呈断断续续的间断线。上述方法在鉴定钻石中都有一定参考价值。还可以通过10倍放大镜观察，在10倍放大镜下，多数钻石可见霞疵，有三角形的生长纹，钻石的表面有“红、橙、蓝”等色的“火”光。光芒四射。最准确可靠的方法是用“热导仪”，测出导热数据来区分真假钻石，但“热导仪”价格比较昂贵。 由于钻石是高贵豪华的首饰品，目前市场上以廉价宝石、人造宝石甚至玻璃来代替或冒称钻石屡见不鲜，常见的形形色色的假钻石有以下几种： ①锆石：与钻石极为相似，是钻石最佳代用品。鉴定方法是，锆石由于具有偏光性和很大双折射率，当用10倍放大镜观察加工后的锆石棱面时，由其顶面向下看，可以看出底部的棱线有明显的双影，而钻石绝无双影现象。 ②玻璃：玻璃的折光率很低，没有钻石那种闪烁的彩色光芒；尤其是沉入水中，玻璃制品光彩全无，立即露出马脚。 ③苏联钻：即立方氧化锆，最早由苏联人研制成功，故名。苏联钻是人造化合物，但在色散、折光率等方面与天然钻石很接近，也具有“火”光闪闪的诱人外貌。但它的硬度较低(8.5)，可与钻石互相划刻区分。且导热性远低于钻石，可以“热导仪”鉴定，准确将其区分开来。 ④水晶：水晶虽然是天然矿物透明晶体，经加工后似钻石，但缺少钻石的彩色光芒。 红宝石的鉴定 天然宝石“十红九裂”，没有一点瑕疵及裂纹的天然红宝石极为罕见。而人造红宝石颜色一致，内部缺陷或结晶质包裹体少、洁净，块体较大。作为珍贵宝石，市场上超过3克拉以上的天然红宝石十分少见，如碰到较大块体的红宝石，就要引起注意，因为天然红宝石比人造红宝石价值高出千百倍，稍一疏忽，就会“吃药”。 天然红宝石有较强的“二色性”，所谓二色性，即从不同方向看有红色和橙红色二种色调，如只有一种颜色，则可能是红色尖晶石、石榴石或红色玻璃等。 红色尖晶石与天然红宝石十分相似，两者最易混淆，所以必须特别慎重。 蓝宝石的鉴定