水热法合成蓝宝石晶体及其透射光谱
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文献综述调研报告课题名称:蓝宝石晶体生产方法的研究涉及的检索词:中文:方法蓝宝石生产原料晶体检索词间的逻辑关系(逻辑式,可以有多个):中文:(蓝宝石+晶体)*(原料+生产)*方法需要的文献类型:期刊文章学位论文年代范围:1979-2010选用的数据库:知网数据库、维普数据库、万方数据库检索方法(用截图方式表现):检索结果:知网数据库:[1] 韩杰才, 左洪波, 孟松鹤, 张明福, 姚泰, 李长青, 许承海, 汪桂根. 泡生法制备大尺寸蓝宝石单晶体[J]. 人工晶体学报 , 2005,(01)摘要:为了研究工艺参数对泡生法蓝宝石晶体生长过程及其晶体质量的影响,在自行研制的泡生法蓝宝石晶体生长炉上进行了试验.调整籽晶热交换器水流量及进水温度,并在等径生长期间采用不同的维持功率下降速度,结果表明:热交换器冷却强度对引晶及放肩阶段晶体生长有显著影响,并逐步减弱;维持功率下降速度直接影响等径生长阶段的晶体生长速度和晶体质量,下降太快将导致晶体缺陷密度增加,严重时形成多晶.在晶体生长过程中,合理调节籽晶热交换器的冷却强度,谨慎操控维持功率下降速度是蓝宝石单晶生长成败的关键.[2] 姚泰,左洪波,韩杰才,张明福,孟松鹤,姚秀荣,李常青,汪贵根,许承海. 蓝宝石单晶生长过程中应力分布的数值模拟[J]哈尔滨理工大学学报 , 2006,(05)摘要:晶体生长过程中所产生的残余热弹性应力是影响晶体质量的重要因素之一.用Ansys 软件为平台,以改进的Kyropoulos法制备Φ230x200mm大尺寸蓝宝石单晶为例,对所生长单晶体的热应力分布进行了数值模拟.建立了不同外形(放肩角)条件下晶体生长过程中热弹性应力的分布模型.讨论了不同放肩角对晶体热应力的影响.结果表明,通过改变晶体的外形可以改善热应力的分布,从而在晶体中获得更多的低应力区域.模拟结果和试验结果吻合较好.[3] 孙广年,于旭东,沈才卿. 泡生法生长高质量蓝宝石的原理和应用[J]. 宝石和宝石学杂志 , 2007,(04) .摘要:简要叙述了世界上主要用于生长高质量蓝宝石晶体的生长技术如晶体提拉法、导模法和热交换法。
珠宝知识287:珠宝考研考证篇(九十三):水热法合成宝石方法简介水热法合成宝石方法是一种从溶液中结晶方法,合成宝石的原理主要是模仿自然界中的热液成矿作用的,首先我们先简单了解一下热液成矿的基本过程。
【热液成矿作用】地球的内部具有很高的温度,同时地球的深部也是含有水的,当地球深部的水受到一定的热源(例如岩浆、断裂活动等)温度升高形成热液,因此在温度和压力较高的环境中,水对于一些溶质的溶解度会大大的提升。
但是岩石是存在有裂隙的(例如断裂),热液可以沿着这些裂隙会向地表运移,随着温度和压力的下降,溶解度逐渐降低,溶质就会在合适的空间中沉淀下来形成晶体。
这就是热液矿床形成的大致过程,但是具体过程会更加复杂。
无论具体的成矿左右有多复杂,简单来讲,热液成矿过程可以总结为【在高温下溶解溶质,在低温下沉淀结晶】,水热法合成宝石同样是根据这样的原理合成宝石晶体的。
也正是由于合成过程中模拟了宝石在自然界中的生长环境,因此宝石的质量也相对较好,与天然宝石有着较为相似的鉴定特征。
【优点】1、能生长存在相变(如α石英等) 的材料;以石英为例,石英在不同的温度压力下会形成不同的晶体结构,从下面的相图中我们可以很清楚的看到,石英在较低的温度535℃时就会发生相变,因此在合成过程中是需要严格控制形成环境的,但是二氧化硅的熔点高达1700摄氏度以上,若采用熔体直接冷却结晶的方法是无法直接得到α-石英(水晶的晶体结构)的,而是优先形成其他晶体结构的石英(例如β-方石英或β-石英),最终通过相变的方式转化成为α-石英,在实验室的环境中快速的发生转化,必然会形成过大的内应力,不容易得到高质量的合成宝石。
但是水热法可以通过精确的控制温压条件,以得到目标宝石晶体。
2、可以生长在接近熔点时蒸汽压高的材料(例如ZnO)。
材料的蒸汽压高意味着材料在接近熔点时极容易发生挥发,若使用熔体直接冷却形成矿物晶体的方法会导致原料大量的挥发,在腐蚀设备的同时,也会造成不必要的浪费,但是水热法合成宝石是在高压釜内进行,属于一个较为封闭的环境;另外,水热法是利用【溶质在不同温度下溶解度的差异】进行合成宝石的,所使用的温度远低于材料的熔点,因此可以避免大量挥发的现象的发生。