盐浴法红宝石离子扩散优化处理研究
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QPQ盐浴复合处理技术的基本原理及操作注意事项
QPQ盐浴复合处理技术的基本原理及操作注意事项QPQ盐浴复合处理技术是一种表面改性技术，主要用于提高金属表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
它的基本原理是将工件浸入含有特殊组成的盐浴中，在高温下溶解出盐中的氮、碳和氧等元素，然后在钢铁表面上形成高度附着的合金层。
下面将从原理和操作注意事项两方面进行详细介绍。
一、基本原理：1.盐浴的组成：盐浴通常由氯化钠、氯化亚铜、氯化亚硝酸铵等多种盐组成。
其中的氯化钠提供了导电性，氯化亚铜提供了活化元素，氯化亚硝酸铵提供了氮化元素。
这些盐在高温下溶解，形成一层活化元素和氮化元素浸透到钢铁表面的溶液。
2.反应机理：在高温下，盐浴会溶解出含有活化元素和氮化元素的溶液。
接下来，通过扩散作用，活化元素和氮化元素会渗透到钢铁表面，将表面化学成分改变。
在冷却过程中，元素以固溶的方式重新结晶成固态，将表面形成的导电活性相和氮化物相紧密地结合到钢铁基体上。
二、操作注意事项：1.清洁工件表面：在进行盐浴处理前，需要对工件的表面进行彻底的清洁。
不论是钢铁还是其他金属，表面都不能有油脂、灰尘等杂质，以保证盐浴能够与金属表面充分接触。
2.控制处理温度：QPQ盐浴处理需要在高温下进行，一般温度控制在500-630℃之间。
过低的温度会导致盐浴无法充分融化，而过高的温度则可能引发工艺问题，如产生过多的氧化物。
因此，在进行处理时，必须控制好温度。
3.控制处理时间：处理时间的长短对成品件的性能有着很大的影响。
处理时间过长会导致过多的元素溶解，降低处理质量，而处理时间过短则可能无法形成完整的合金层。
因此，需要根据工件种类和要求来合理控制处理时间。
4.进行氮化后处理：盐浴处理完成后，工件的表面通常会有一层粗糙的氮化层，需要进行后处理才能得到满意的结果。
后处理可以包括机械去皮、打磨、表面处理等步骤，以提高工件的外观质量。
5.对设备的要求：QPQ盐浴处理的设备应具备高温工作能力和良好的控温性能。
盐浴处理中产生的气体和废液也需要妥善处理，以避免对环境和人体的伤害。
影响水热法红宝石晶体质量的几个因素
2003年第2期 超硬材料与宝石(特辑)第15卷2003年6月SU PER HA RD M A T ERI AL&GEM总第49期影响水热法红宝石晶体质量的几个因素张昌龙,周卫宁,霍汉德,张海霞,陈昌益,刘洪东(桂林矿产地质研究院,广西桂林 541004)摘 要:结合研究高质量水热法红宝石生产过程中的实际情况,对影响水热法红宝石晶体质量的因素进行了探讨。
着重阐述了在改进高压釜的容积、籽晶取向、籽晶质量后,使红宝石晶体的生长速度、晶体质量获得明显提高的方法,对原料中的杂质、温度波动、晶体开裂等几个影响晶体质量的问题作了探索性的实验。
关键词:红宝石;水热法;晶体;高质量;生长中图分类号:T Q164.2 文献标识码:A 文章编号:1004-7468(2003)02-0063-03FACTORS OF INFLUENCING QUALITY OFHYDROTHERMAL GROWTH RUBY C RYSTALZHANG Chang-long,ZHOU W ei-nin,HUO Han-de,CHEN Chang-yi(Guilin Resear ch I ns titute of G eology f or M iner al Resources,Guilin,Guangx i,541004,China) Abstract:Facto rs o f influencing quality of hydrotherm al gro w th ruby crystal ar e discussedaccording to the r esearch results o f high quality hy drothermal g row th ruby and the gro w-ing ex periments w ith an em phasis on the gro wing speed and crystal quality improvementmethods by adjusting high pr essure bom b dim ensio n,cr ystal seed quality and orientatio nand several other factors as imper ity,tem perature fluctuation and cr ystal cracking.Keywords:ruby;hydrother mal m ethod;cry stal;quality;g row th 水热法合成红宝石晶体是获得高质量红宝石晶体的最有效途径,随着经济和科学技术发展的需要,人们对红宝石晶体的质量也提出了更高的要求。
红宝石优化处理 充填 专业解释
红宝石优化处理充填专业解释
红宝石的优化处理方法有多种，其中包括充填处理。
充填处理主要是针对低档红宝石，其透明度差、裂隙较发育，商业价值不高。
为提高红宝石的净度和透明度，个别不良商家会利用玻璃对低档红宝石进行充填，来达到掩盖裂隙并提高透明度的目的。
这类高铅玻璃材料的高温粘度和软化温度偏低，具良好的流动性、较强的浸润能力、较高的粘结强度。
经中温加热条件下（600～680℃）充填处理后，可使红宝石中的裂隙得以较好的填补和愈合。
充填处理红宝石的表面形貌特征十分典型，即高铅玻璃充填物呈不规则网脉状、斑块状沿红宝石原裂隙处连续分布。
高铅玻璃充填物与红宝石基体的边界清晰，未出现玻璃充填物与主晶裂隙面局部熔合现象，且整体充填度较高。
在暗域场下（或光纤灯侧向照明），随样品转动方向不同，沿充填处理红宝石原裂隙处，不同程度地出现类似充填处理钻石内部所特有的蓝色、蓝绿色闪光效应，并伴有呈面状分布的扁平状气泡群。
这是鉴别高铅玻璃充填处理红宝石的重要依据之一。
然而，国际市场上呼吁限制铅玻璃充填红宝石的销售，因为这种利用铅玻璃将破碎红宝石胶结起来的人工制品在高温环境下，还有可能使得内部铅玻璃析出而对人体造成伤害。
如需更多红宝石相关知识的介绍，可以查阅宝石书籍或咨询宝石鉴定专家，获取更全面的信息。
表面改性技术
40℃下使用14h就发生应力腐蚀破坏；容器内表面经玻璃珠喷 丸强化后，在同样条件下试验30天还没有产生破坏。
二、 表面热处理强化
表面热处理:
指仅对零部件表层加热、冷却，从而改变 表层组织和性能而不改变成分的一种工艺，
是最基本、应用最广泛的材料表面改性技术之一。（包括表 面化学热处理是一个专业——热处理）
集肤效应：零件表面的电流密度最大，电阻的热效应使工件表面被迅速
加热。并，频率f越大，被加热的表面厚度越小。
二、 表面热处理强化
2、 感应加热方式 方式：同时加热和连续加热方式。
同时加热方式淬火时，零件需要淬火 的区域整个被感应器包围，通电加热到淬 火温度后迅速冷却淬火。此法适用于大批 量生产。 连续加热方式淬火时，零件与感应器 相对移动，使加热和冷却连续进行。适用 于淬硬区较长，设备功率又达不到同时加 热要求的情况。
四、三束表面改性处理
金属表面非晶态处理 纺纱机钢令跑道表面硬度低，易生锈，造成钢令使用 寿命低，纺纱断头率高。用激光非晶化处理后，钢令 跑道表面的硬度提高至1000HV以上，耐磨性提高1.3倍， 纺纱断头率下降75％，经济效益显著。 汽车凸轮轴和柴油机铸钢套外壁经激光表面非晶态 处理后，强度和耐腐蚀性均明显提高。 在真空中采用连续气相沉积激光技术, 在软的基材表 面获得硬度达2000~4500HV的非晶BN薄层。
二 、 表面热处理强化
强化基本思想:
当工件表面层快速加热时，工件截面上 的温度分布是不均匀的，工件表层温度高 且由表及里逐渐降低。 如果表面的温度超过相变点以上达到奥 氏体状态时，随后的快冷可获得马氏体组 织，而心部仍保留原组织状态。
结果: 得到硬化的表面层，即通过表面层
的相变达到强化工件表面的目的。
二、 表面热处理强化
表面热处理:
指仅对零部件表层加热、冷却，从而改变 表层组织和性能而不改变成分的一种工艺，
是最基本、应用最广泛的材料表面改性技术之一。（包括表 面化学热处理是一个专业——热处理）
集肤效应：零件表面的电流密度最大，电阻的热效应使工件表面被迅速
加热。并，频率f越大，被加热的表面厚度越小。
二、 表面热处理强化
2、 感应加热方式 方式：同时加热和连续加热方式。
同时加热方式淬火时，零件需要淬火 的区域整个被感应器包围，通电加热到淬 火温度后迅速冷却淬火。此法适用于大批 量生产。 连续加热方式淬火时，零件与感应器 相对移动，使加热和冷却连续进行。适用 于淬硬区较长，设备功率又达不到同时加 热要求的情况。
四、三束表面改性处理
金属表面非晶态处理 纺纱机钢令跑道表面硬度低，易生锈，造成钢令使用 寿命低，纺纱断头率高。用激光非晶化处理后，钢令 跑道表面的硬度提高至1000HV以上，耐磨性提高1.3倍， 纺纱断头率下降75％，经济效益显著。 汽车凸轮轴和柴油机铸钢套外壁经激光表面非晶态 处理后，强度和耐腐蚀性均明显提高。 在真空中采用连续气相沉积激光技术, 在软的基材表 面获得硬度达2000~4500HV的非晶BN薄层。
二 、 表面热处理强化
强化基本思想:
当工件表面层快速加热时，工件截面上 的温度分布是不均匀的，工件表层温度高 且由表及里逐渐降低。 如果表面的温度超过相变点以上达到奥 氏体状态时，随后的快冷可获得马氏体组 织，而心部仍保留原组织状态。
结果: 得到硬化的表面层，即通过表面层
的相变达到强化工件表面的目的。
盐对正负离子表面活性剂双水相性质的影响
盐对正负离子表面活性剂双水相性质的影响
滕弘霓;王飞;孙美娟;张粟
【期刊名称】《化学学报》
【年(卷),期】2005(063)017
【摘要】主要研究了盐对SDS/CTAB/H2O混合系统双水相相行为的影响,并对双水相上相的液晶性质进行了初步的探索.结果表明:盐能促使阴离子双水相区和阳离子双水相区分别向SDS和CTAB方向移动,并使双水相区加宽.反离子扩散双电层中盐的离子半径越大,其对ATPS区的位置及相区宽度的影响程度越大.盐的浓度达到一定值时,它对双水相的影响可以达到饱和状态.ATPSa区的饱和盐浓度值大于ATPSc区的饱和盐浓度值.异号盐离子对反离子层的限制作用与其离子半径有关.【总页数】5页(P1570-1574)
【作者】滕弘霓;王飞;孙美娟;张粟
【作者单位】青岛科技大学化学与分子工程学院,青岛,266042;青岛科技大学化学与分子工程学院,青岛,266042;青岛科技大学化学与分子工程学院,青岛,266042;青岛科技大学化学与分子工程学院,青岛,266042
【正文语种】中文
【中图分类】O6
【相关文献】
1.醇对正负离子表面活性剂双水相性质的影响 [J], 滕弘霓;王利
2.无机盐对正负表面活性剂混合体系性质的影响 [J], 张兰辉;谯静
3.表面活性剂双水相的性质及其应用：I.表面活性剂双水相的微环境性质 [J], 高莹;郑用熙
4.高浓度无机盐对正负离子等摩尔混合表面活性剂表面活性的影响 [J], 张莹;陈莉;肖进新;马季铭
5.季膦盐离子液体/表面活性剂/盐双水相的性质及萃取效果研究 [J], 王佳;刘金彦;高军;王璐;王勇力
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电渗析脱盐过程离子传递现象的数值模拟
ZHU Haitao1,2,3, YANG Bo2,3, WU Yaqin2,3, GAO Congjie1
(1 Center for Membrane Separation and Water Science & Technology, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014,
CIESC Journal , 2020, 71(8): 3518-3526
化工学报 2020 年 第 71 卷 第 8 期 |
DOI：10.11949/0438-1157.20200185
研究论文
Байду номын сангаас
电渗析脱盐过程离子传递现象的数值模拟
Abstract: A mathematical model of steady-state ion transfer during electrodialysis process was established to study
the effects of ion charge number, diffusion coefficient and conductivity of ion-exchange membrane on mass transfer
反离子的选择透过性，使淡室中浓度降低，浓室中
电渗析是通过阴阳离子交换膜交叉排列的膜
收稿日期：2020-02-25
浓度增大，从而实现离子型化合物的分离、浓缩和
修回日期：2020-05-26
通信作者及第一作者：祝海涛(1990—)，男，博士，高级工程师，zhuhaitao001@
基金项目：国家重点研发计划项目(2017YFC0403701)；杭州市重大科技创新项目(20182013A02)
(1 Center for Membrane Separation and Water Science & Technology, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014,
CIESC Journal , 2020, 71(8): 3518-3526
化工学报 2020 年 第 71 卷 第 8 期 |
DOI：10.11949/0438-1157.20200185
研究论文
Байду номын сангаас
电渗析脱盐过程离子传递现象的数值模拟
Abstract: A mathematical model of steady-state ion transfer during electrodialysis process was established to study
the effects of ion charge number, diffusion coefficient and conductivity of ion-exchange membrane on mass transfer
反离子的选择透过性，使淡室中浓度降低，浓室中
电渗析是通过阴阳离子交换膜交叉排列的膜
收稿日期：2020-02-25
浓度增大，从而实现离子型化合物的分离、浓缩和
修回日期：2020-05-26
通信作者及第一作者：祝海涛(1990—)，男，博士，高级工程师，zhuhaitao001@
基金项目：国家重点研发计划项目(2017YFC0403701)；杭州市重大科技创新项目(20182013A02)
宝石优化处理
宝石优化处理一、优化处理的概念天然宝石的优化处理(Enhacement 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。
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。
关于宝石的优化处理，特别是对色泽和透明度较差的天然宝石颜色的改变的研究，目前在国际上已成为了一个专门的学科。
二、优化处理的历史有一些改善宝石的处理方法尽管在古代就已经被人们认识了，如加热的方法使红玛瑙变红等等，但当时更多的是在偶然的机遇中发明的。
只有在今天，当人们弄清了固体物质包括无机质矿物（如金刚石、刚玉、黄玉、绿柱石、水晶等），有机质宝石（如珍珠、琥珀等）的固体物理性质和研究了宝石的致色机理之后，才是这个古老的领域发生了巨大的变化，产生各式各样新的完善的宝石处理技术。
进入20世纪以来，特别是近些年来，由于自然科学的重大突破，新技术的不断出现，给优化处理宝石的工作提供了一个又一个新手段、新方法。
随着宝石学的成熟，使优化处理天然宝石以增加宝石价值的研究成为一门科学。
人们的认识从宏观领域进入了微观领域，使以前偶然发现的优化处理宝石的方法，成为有目的的自觉行为，人们可以有意识的改变宝石的物理性质。
当前，世界上许多技术手段齐全的实验室都开展了天然宝石优化处理的研究。
目前，人们已经能将绿色的绿柱石改善成为天然色的海蓝宝石；物色的黄玉改善成为蓝色的黄玉；无色的金刚石改善位黄色、绿色、蓝色、粉红色等。
宝石改善扩散和染色处理课件
色荧光。
2. 紫外-可见光光谱特征: 天然蓝宝石以565nm为中心吸收而呈现蓝色， Fe2+、Ti4+离子浓度决定色调深浅。
此外Fe3+离子而出现327nm、388nm、450nm的 吸收。
扩散处理的蓝宝石含少量Fe3+离子，缺失Fe2+离 子和Ti4+离子，当深层扩散处理中，原有 Fe3+→Fe2+离子，并形成Fe2+ - Ti4+离子对→蓝色。
“深”扩散法: 采用对宝石进行多重加热的方法， 即在宝石冷却后，再重新加热。这种反复多次，多 重扩散，处理时间要两个月以上。
扩散处理蓝宝石的鉴定
鉴定依据: 人工扩散的颜色仅限于宝石表层，而宝石的核 心部分是原天然刚玉宝石，宝石的颜色层可通过切磨或抛光 部分或全部去除。
为此，标准宝石学测试（折射率、比重、多色性、双折率 和硬度等）与天然刚玉没有差别，只能测定出它是刚玉宝石， 甚至可找到天然刚玉的特征。甚至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。
2. 斑状刻面，颜色深浅不一的现象，使整个宝石颜色不均匀， 或处理、抛光不均匀，扩散层厚度不同引起。
3. 腰围边效应, 即腰围常完全无 色, 整个腰围清晰可见。是热处 理过程中, 边缘过度熔融、烧结, 抛光时不得已加重抛光而出现 的现象。
腰围边效应
4. 蓝色轮廓, 扩散处理宝石的边缘都很清楚, 显示渗色层的 特征。
颜色的改变并不是处理后的唯一结果, 在很多Be扩散处理刚玉表面还发现典型的 刚玉外生长层, 它们在重切后仍旧保留下来。 另外, 裂隙和水铝矿管道在处理过程中会发 生愈合。
诊断性证据
1）大型仪器来测定刚玉中铍的含量
使用次离子质谱仪(Secondary lon Mass Spectrometry，简称SIMS)对刚玉表面进行 分析发现，天然刚玉宝石表面铍的浓度为1. 5—5ppma，而经铍扩散处理的刚玉表面铍的 浓度为10—35ppma。
2. 紫外-可见光光谱特征: 天然蓝宝石以565nm为中心吸收而呈现蓝色， Fe2+、Ti4+离子浓度决定色调深浅。
此外Fe3+离子而出现327nm、388nm、450nm的 吸收。
扩散处理的蓝宝石含少量Fe3+离子，缺失Fe2+离 子和Ti4+离子，当深层扩散处理中，原有 Fe3+→Fe2+离子，并形成Fe2+ - Ti4+离子对→蓝色。
“深”扩散法: 采用对宝石进行多重加热的方法， 即在宝石冷却后，再重新加热。这种反复多次，多 重扩散，处理时间要两个月以上。
扩散处理蓝宝石的鉴定
鉴定依据: 人工扩散的颜色仅限于宝石表层，而宝石的核 心部分是原天然刚玉宝石，宝石的颜色层可通过切磨或抛光 部分或全部去除。
为此，标准宝石学测试（折射率、比重、多色性、双折率 和硬度等）与天然刚玉没有差别，只能测定出它是刚玉宝石， 甚至可找到天然刚玉的特征。甚至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。
2. 斑状刻面，颜色深浅不一的现象，使整个宝石颜色不均匀， 或处理、抛光不均匀，扩散层厚度不同引起。
3. 腰围边效应, 即腰围常完全无 色, 整个腰围清晰可见。是热处 理过程中, 边缘过度熔融、烧结, 抛光时不得已加重抛光而出现 的现象。
腰围边效应
4. 蓝色轮廓, 扩散处理宝石的边缘都很清楚, 显示渗色层的 特征。
颜色的改变并不是处理后的唯一结果, 在很多Be扩散处理刚玉表面还发现典型的 刚玉外生长层, 它们在重切后仍旧保留下来。 另外, 裂隙和水铝矿管道在处理过程中会发 生愈合。
诊断性证据
1）大型仪器来测定刚玉中铍的含量
使用次离子质谱仪(Secondary lon Mass Spectrometry，简称SIMS)对刚玉表面进行 分析发现，天然刚玉宝石表面铍的浓度为1. 5—5ppma，而经铍扩散处理的刚玉表面铍的 浓度为10—35ppma。
红宝石的优化及处理
红宝石的优化及处理
周桃
【期刊名称】《吉林地质》
【年(卷),期】2009(028)002
【摘要】红宝石是世界上珍贵的宝石之一.根据宝石鉴定的国家标准,本文介绍了红宝石的优化及处理,同时介绍了红宝石的处理过程.
【总页数】2页(P126-127)
【作者】周桃
【作者单位】长春质量技术监督局金银宝石饰品监督检验站,吉林,长春,130041【正文语种】中文
【中图分类】P619
【相关文献】
1."扩散处理红宝石"被证实为合成红宝石附生在天然刚玉上 [J],
2.优化处理红宝石的鉴定特征 [J], 王雅玫
3.优化处理红宝石的阴极发光特征 [J], 李敬敬
4.盐浴法红宝石离子扩散优化处理研究 [J], 杨如增;葛梦雅;李敏捷
5.优化处理红宝石中轻微玻璃态物质的清理实验 [J], 李建军;蔡佳;余晓艳;张凤霞;程佑法;黄清波
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
宝石的热处理工艺及热处理宝石的鉴定
将升温和降温的速度绘制成曲线，这个曲 线通常要求平滑，绝大多数的升温和降温过程 需缓慢进行。
（3）加热的温度： 低温：100℃以下，主要用于软
化和老化有机宝石。 中温：100～650℃，大多数宝
石的处理温度。 高温：650～1200℃，主要用于
锆石等处理。 超高温：1200℃以上，主要用
于刚玉宝石的改色。
宝石的热处理
▪
一、热处理技术简介
将 宝石放在可以控制加热的设备中，选 择不同的加热温度和不同氧化还原条件进 行加热处理，使宝石的颜色、透明度及净 度等外观特征得到长期稳定的改善，从而 提高 宝石美学价值和商品价值的技术。这 是一种把宝石潜在美显示出来的方法，也 是一种容易操作且优化处理后的珠宝玉石 被人们广泛接受的方法。根据我国1997年 月1日实施的国家标准“GB/T16552-1996 珠宝玉石名称”的规定，这一方法属于 “优化”的范围。
科学。加热处理宝石这一古老方法，在这个时期又周期性 的复苏了，并蓬勃 的发展起来，工艺日趋精细与完善。
▪ 二、热处理技术的原理
（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。例如：对于有机 宝石如珍珠、象牙、珊瑚、琥珀等，加热处理 会使其中的有机质氧化，温度过高会使颜色慢 慢变暗变黑，若继续加热即出现“碳化”现象。 人们经常利用这个特点，掌握好温度实施有机 宝石的“仿旧”处理。对于宝石，加热处理往 往将其中的低价态阳离子氧化成高价态，从而 使颜色产生变化。
宝石是无色略带一点绿色调。在高温下，通过气体扩散 Fe2+可以氧化成Fe3+，随Fe3+含量的多少，宝石可以 出现不同程度的黄色。相反当有还原气氛存在时Fe3+ 又可以转为Fe2+， 宝石又可恢复原来的颜色，但较氧 化反应难进行。氧化成Fe3+的反应甚至在有钛存在时 才可能。当宝石中铁的含量远远超过钛的含量时，铁离 子之间的电荷转移 占主导地位，宝石仍可呈现出黄色， 但含钛所形成的黄色比不含钛所形成的黄色暗得多。当 铁离子和铬离子共存，铁为二价时，宝石为粉色，经氧 化加热铁变为三 价，宝石成橘红色。
（3）加热的温度： 低温：100℃以下，主要用于软
化和老化有机宝石。 中温：100～650℃，大多数宝
石的处理温度。 高温：650～1200℃，主要用于
锆石等处理。 超高温：1200℃以上，主要用
于刚玉宝石的改色。
宝石的热处理
▪
一、热处理技术简介
将 宝石放在可以控制加热的设备中，选 择不同的加热温度和不同氧化还原条件进 行加热处理，使宝石的颜色、透明度及净 度等外观特征得到长期稳定的改善，从而 提高 宝石美学价值和商品价值的技术。这 是一种把宝石潜在美显示出来的方法，也 是一种容易操作且优化处理后的珠宝玉石 被人们广泛接受的方法。根据我国1997年 月1日实施的国家标准“GB/T16552-1996 珠宝玉石名称”的规定，这一方法属于 “优化”的范围。
科学。加热处理宝石这一古老方法，在这个时期又周期性 的复苏了，并蓬勃 的发展起来，工艺日趋精细与完善。
▪ 二、热处理技术的原理
（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。例如：对于有机 宝石如珍珠、象牙、珊瑚、琥珀等，加热处理 会使其中的有机质氧化，温度过高会使颜色慢 慢变暗变黑，若继续加热即出现“碳化”现象。 人们经常利用这个特点，掌握好温度实施有机 宝石的“仿旧”处理。对于宝石，加热处理往 往将其中的低价态阳离子氧化成高价态，从而 使颜色产生变化。
宝石是无色略带一点绿色调。在高温下，通过气体扩散 Fe2+可以氧化成Fe3+，随Fe3+含量的多少，宝石可以 出现不同程度的黄色。相反当有还原气氛存在时Fe3+ 又可以转为Fe2+， 宝石又可恢复原来的颜色，但较氧 化反应难进行。氧化成Fe3+的反应甚至在有钛存在时 才可能。当宝石中铁的含量远远超过钛的含量时，铁离 子之间的电荷转移 占主导地位，宝石仍可呈现出黄色， 但含钛所形成的黄色比不含钛所形成的黄色暗得多。当 铁离子和铬离子共存，铁为二价时，宝石为粉色，经氧 化加热铁变为三 价，宝石成橘红色。
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D iscussion on the connotation of the culture of Chinese appreciating stones
Q iu W eim ing ( Institute of Shanghai Geo lo g ica l& M inera l Resources P rospecting) Abstract : T he paper d iscussed on the h istory , idea , hum an ity , art and learn ing o f the culture o f Ch in ese apprec ia ting stones and tried to find out the ir connotation . M oreover , it he igh tened the standard of apprec iatin g stones betw een the anc ient " leakage , th in, transparent and w rinkle" and the m odern " shape , quality , line and color " to the rea l m o f " m orality and art istic concept io n" K ey words : Ch in ese appreciating stones, brig ht and starry hum an istic figures , heritage transm issio n , stocky aca dem ic deta ils
上海地质 ! 64! Shanghai Geo lo gy
2010 年第 1 期
盐浴法红宝石离子扩散优化处理研究
杨如增 葛梦雅 李敏捷
( 同济大学海洋与地球科学学院, 上海, 200092)
摘 要 采用盐浴法 , 对红宝石进行离子热扩散处理 , 应用 X L 30 ESEM 型扫描电 镜与 phoenix 能 谱仪 , 对样品 进行了 形貌和 热扩散 盐 浴法 红宝石
[ 6] [ 7]
2 实验方案
实验加热设备为 KSL1700X 箱式高温炉。炉膛 最高温度为 1750 。恒温精度达到 1 。加热容 器为氧化铝陶瓷坩埚。实验样品为淡红色微透明 , 经表面打磨半球面状、 半椭球面状天然红宝石颗粒 , 粒径在 1. 2c m 左右。 样品经 50 % 盐酸溶液浸泡 48 小时, 清除样品表 [ 2] 面和裂隙中的氧化铁等杂质。 样品经流动清水冲洗 2 小时后置于烘干箱中, 105 烘干 5 小时备用。 试验一 , 将样品置于助熔剂、 三氧化二铝粉末、 二氧化钛粉末按照 2 : 2 : 1 比例混合的试剂中 , 用高 温烧结炉加热至 1600 , 恒温 170 个小时, 缓慢降 [ 3] 至室温。 实验二 , 将样品置于助熔剂、 三氧化二铝粉末、 二氧化钛粉末与盐类物质按照 2 : 2: 1 : 5 的比例混合 的试剂中, 用高温烧结炉 加热至 1350 , 恒温 120 个小时 , 缓慢降至室温。
4 扫描电镜与能谱的测试分析
利用 P hilip s公司生产的 XL 30 ESEM 型扫描电 镜 , 配备 EDAX 公司生产的 phoen ix 系列能谱仪 , 对 盐浴法扩散热处理样品进行了分析测试。
图 3 样品表面针状晶体 F ig. 3 The need le lik e crysta ls on sa m p le surface
3 实验结果与分析
实验一 : 助熔剂表面出现透明玻璃状物质 , 加热
收稿日期: 2009- 12- 11 作者简介: 杨如增 ( 1956- ), 男, 教授。
2010 年第 1期
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图 1 样品表面定向排列的针状晶体 F ig. 1 The sa m p le surface o rientation of th e needle lik e crystals arranged
5 结论
与传统的热 扩散法相比 , 采用盐浴 法, 以助 熔 剂、 三氧化二铝粉末、 二氧化钛粉末与盐类物质 , 按 照 2 : 2 : 1 : 5 的比例混合作为试剂 , 在 1350 的温度 下恒下已抛光的星光红宝石样品 Fig. 2 The polish ed samp les of Star R uby und er the L igh t irradiat ion
温度过高 , 显微镜下观察 , 可见样品浅表层有一组平 行排列, 较细小且稀疏的针状晶体包裹体, 结晶不完 全。 实验二: 显微镜下观察, 样品表面形成密集的三 组定向排列的金红石针状晶体 ( 如图 1 所示 ) 。将 红宝石样品整形, 磨成弧面形 , 并抛光后, 样品表面 出现微弱星光效应。 (如图 2 所示 ) 。 通过比较 , 可以看出 , 与传统热扩散方法比较 , 盐浴法热扩散实验 , 效果比较好, 加热温度低, 加热 时间短。 本实验采 用的 盐类 物质 , 其 成分类 似于 大理 岩型红宝石 矿床的 围岩成 分 , 且盐类 物质 的熔点 低于实验最 高温度 , 因 此盐类 物质在 高温 下处于 熔融状态 , 粘度低、 挥 发性小、 流动性良好、 与助熔 [ 4] 剂无不良 反应 。传 统热扩 散实 验, 红宝 石样品 扩散界面上 , 外 部钛离 子进入 晶格 中, 浓度减 小 , 而内部钛离子浓度增加 , 一定时间后 , 内外部的钛 离子浓度达到动态平衡 , 不利于扩散的继 续进行。 而使用盐浴 法, 由于外 部钛离 子在液 态熔 融环境 中不断对流 补充 , 外部 钛离子 浓度始 终大 于样品 表层内部的离子浓度 , 扩散作用持续进行 , 加快了 扩散速度 , 扩 散层厚 度也增 加。钛离 子更 容易进 入红宝石晶 体中 , 与氧 离子结 合形成 密集 的金红 石针。另外浴 盐的高 热传导 能力 , 使 热量 在宝石 内部快速 传递 , 有利 于宝石 受热 均匀。在 离子扩 散剂中加入 助熔剂 , 有 利于降 低热扩 散处 理的有 效温度 , 还可增强宝石表面活性 , 加强与钛离子的 界面反应 , 加速扩散。
环境中, 钛离子的扩 散作用持续进行 , 扩散速 度加 快, 扩散层厚度增加 , 有利于金红石针的形成。
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Salt bath m ethod optim ization study of ion diffusion Ruby
Y ang Ruzeng Ge M engya L i M in g jie ( School of Ocean and E arth Science , T ong ji Un iv ersity, Shangha,i 200092) Abstract : T his paper used the sa lt bath m eth od , carried on ion ther m od iffusion processin g to the ruby , applied XL 30 ESEM scanning electron m icroscope and phoenix energy spectrom eter , carried on th e appearance and the elem ent test to the samp le and analyzed th e ruby diffusio n o f io ns processing m echanism by salt bath m ethod . It prov id ed a better m ethod for ruby ther m od iffusion processing. K ey w ord s : therm al diffusiv ity, sa lt bath m ethod , ruby
F ig. 4
图 4 样品针状晶体能谱图 Spectrum o f the samp le needle like crystals
如图 3 所示, 样品表面出现大量针状晶体密集 定向排列。能谱图 4 所示 , 针状物钛含量很高 , 确定 为钛离子扩散形成的金红石针状晶体。实验结果证 明, 采用盐浴法进行热扩散处理, 钛离子的扩散效果 好, 能够形成较理想的金红石针状晶体。