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人工合成红宝石的配方一、原料选择。
1. 主要原料：氧化铝（Al₂O₃）- 氧化铝是红宝石的主要成分。
在自然界中，红宝石就是刚玉（主要为氧化铝）晶体中含有少量铬（Cr）元素而呈现红色。
对于人工合成，需要高纯度的氧化铝粉末。
一般纯度要求达到99.99%以上。
这是因为杂质过多会影响晶体的生长和颜色的纯正性。
2. 致色剂：铬（Cr）化合物。
- 通常选用铬酸铅（PbCrO₄）或氧化铬（Cr₂O₃）作为致色剂。
添加量一般在0.5% - 2%左右。
铬离子（Cr³⁺）取代晶体结构中的铝离子（Al³⁺），从而使合成的晶体呈现红色。
致色剂的用量需要精确控制，如果添加量过少，颜色会太淡，达不到红宝石应有的颜色深度；如果添加量过多，可能会导致晶体内部结构缺陷或颜色过深而不自然。
二、助熔剂法合成红宝石的配方及原理。
1. 配方。
- 助熔剂通常采用氧化铅（PbO） - 硼砂（Na₂B₄O₇）体系。
一般比例为PbO:Na₂B₄O₇ = 1:1到3:1之间。
再加入氧化铝和致色剂铬化合物。
例如，以100克原料总量计算，氧化铝粉末约80 - 90克，致色剂（如氧化铬）0.5 - 2克，助熔剂（氧化铅 - 硼砂混合）10 - 20克。
2. 原理。
- 助熔剂的作用是降低氧化铝的熔点。
氧化铝的熔点非常高（约2050°C），在加入助熔剂后，体系的熔点可以降低到1200 - 1300°C左右，这样就可以在相对较低的温度下进行晶体生长。
在这个过程中，原料在助熔剂的熔体中溶解，然后通过缓慢降温或其他方式，使溶质（氧化铝和铬离子等）以红宝石晶体的形式结晶出来。
三、焰熔法合成红宝石的配方及原理。
1. 配方。
- 原料主要是高纯度的氧化铝粉末和少量的铬酸铅（PbCrO₄）作为致色剂。
氧化铝粉末的纯度要求在99.9%以上。
致色剂的添加量约为1% - 1.5%。
2. 原理。
- 焰熔法是通过氢氧火焰来熔化原料。
氢氧火焰的温度可以达到2500 - 3000°C。
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。
人工合成宝石的发展概况
人工合成宝石源于19世纪早期，当时科学家们开始研究如何通过模仿自然的过程来制造宝石。
最开始，人工合成宝石还很不完善，只能产生一些比较低价值的宝石品种，比如
玻璃及其它类似材料。
但是，随着技术的不断发展，人工合成宝石的品种和质量都有了极
大的提高。
20世纪初期，德国的爱因斯坦被认为是第一位成功男人创建人造钻石试验。
接下来的几十年里，科学家们开始尝试制造不同种类的人造宝石。
1940年代，商用的合成蓝宝石
开始在世界市场上推出，这是人工合成宝石的重要突破之一。
此后，合成红宝石、绿宝石、黄宝石、紫水晶等各种宝石也相继面世。
20世纪50年代，美国的GE公司成功地合成了一种新型金刚石——立方氮化硼合成金刚石，这种人造金刚石质量更好，价格也更便宜，与天然金刚石相比具有许多优势。
立方
氮化硼合成金刚石被广泛应用于工业、科研、高科技等领域，成为人工合成宝石的重要里
程碑之一。
随着科技的进步，现代人工合成宝石的质量和种类又有了明显的提高。
近年来，进一
步的研究使得人工合成宝石的种类更加多样化，质量更加优越，价格也更具有竞争力。
现在，人工合成宝石已经成为宝石市场中不可或缺的一部分，而且越来越多的人们接受人
工合成宝石。
合成宝石概念
解析：
合成宝石概念：合成宝石是完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质体、非晶质体或集合体，其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然宝石基本相同。
合成宝石与天然宝石异同：
1)相同点：合成宝石与天然宝石如果只是从外观或物理性质几乎是完全一样
的，它们可能具有接近或完全一样的比重和相同的硬度，荧光反应、吸收光谱也可能相互重叠。
2)差异：如果只从美观的角度，那么许多合成宝石都较一般的天然宝石漂
亮，两者的不同来自于形成的过程的差异：合成宝石是采用一些人工技术，如高温高压、化学反应等在实验室或工厂里生产出来的；天然宝石则是在岩石自然形成和变化的过程中，由于化学成分、温度、压力等条件适宜一些晶体的生长而形成的。
合成宝石单晶的合成方法分三大类：
1.从熔体中结晶：用与晶体化学成份相同的化学试剂，按正确比例混合并熔
化然后，在受控条件下，冷却结晶生长宝石。
2.从熔液中结晶：相应的化学成份溶解于液体中，在受控条件下，在子晶上
结晶生长宝石。
3.在高温高压下结晶：在高温高压反应腔内，碳在高温区溶解，低温区结晶
生长晶体。
人工合成宝石的发展概况1. 引言1.1 人工合成宝石的发展概况人工合成宝石是指通过人工技术制造出来的具有宝石特性的人造宝石。
在宝石市场上，人工合成宝石已经成为一种重要的产品。
随着科技的不断发展，人工合成宝石的品质和种类也在不断提升，其在市场上的应用也越来越广泛。
人工合成宝石的历史可追溯到19世纪初，当时科学家们开始尝试使用不同的材料来模拟天然宝石的成长环境，并逐渐掌握了制造人工合成宝石的技术。
随着时间的推移，人工合成宝石的制造技术不断完善，包括水热法、气相沉积法、蒸发法等多种方法，使得人工合成宝石的生产效率和质量得到了显著提升。
人工合成宝石的品质和种类也日益丰富，不仅可以制造出与天然宝石相似的色彩和纯度，还可以根据市场需求进行定制。
在市场上，人工合成宝石被广泛应用于珠宝首饰、手表、电子产品等领域，其外观和性能与天然宝石相媲美。
未来，随着科技的不断进步，人工合成宝石在市场上的地位将更加稳固，其发展趋势将继续向着更高品质、更多样化的方向发展。
人工合成宝石的市场前景也将更加广阔，其在各个领域的应用将更加广泛。
人工合成宝石的重要性在宝石市场上也将愈发凸显，成为市场中不可或缺的一部分。
2. 正文2.1 人工合成宝石的历史概述人工合成宝石的历史可以追溯到19世纪初。
最早的人工合成宝石可以追溯到1802年，法国化学家瓦兹奥制造出了第一颗人工钻石。
随后，人们开始尝试通过不同的化学方法来合成其他宝石，如蓝宝石、红宝石、翡翠等。
在过去的几个世纪里，人工合成宝石的技术不断发展，从最初的简单化学合成到现在的高科技生产方法，人工合成宝石的质量和种类得到了极大的提升。
随着科技的进步，人工合成宝石的生产成本也逐渐降低，使得这些宝石在市场上变得更加普及。
现代人工合成宝石的生产技术包括各种化学合成方法、物理合成方法和生物合成方法。
不同的技术可以生产出不同性质和外观的宝石，满足市场上对于各种宝石的需求。
总的来说，人工合成宝石的历史经历了从简单到复杂的发展过程，技术不断创新，生产规模不断扩大，市场需求持续增长。
班级姓名成绩
一、名词解释。
（3×5=15分）
人造宝石助熔剂法临界晶核装满度籽晶
二、填空题。
（0.5×30=15分）
1、合成宝石指其加工的全部或部分工艺过程是由人工控制进行的它们的、和
与它们所对应的天然宝石基本相同。
2、紫晶用法合成后，还需要经处理。
3、合成蓝宝石的主要方法有、、。
4、CZ的中文名称应当是。
5、助熔剂法合成祖母绿的特征包裹体常为、、。
6、冷坩埚法合成立方氧化锆所需的热来自。
7、焰熔法合成尖晶石的密度常为，折射率值常为，往往比天然的宝石级尖晶石的
密度及折射率。
8、红、蓝、黄色、变色合成刚玉中的致色元素分别是、、、。
9、水热法合成宝石晶体的四个阶段、、、。
10、水热法合成水晶的温度，压力。
11、焰熔法合成宝石的主要设备有、、、。
三、判断改错题。
（2×5=10分，对者打“√”，错者打“×”并改正）
1、助熔剂法合成宝石中的水滴状包裹体是捕掳来的原生液体。
（）
2、用气相沉淀法合成的镀膜钻石，外观常显云雾状、粉状等特征。
（）
3、由于刚玉的熔点很高，焰熔法合成红宝石是采用铂坩埚。
（）
4、白色的合成立方氧化锆在贸易中作为钻石的代用品使用时，应称为仿钻石。
（）
5、区分祖母绿与合成祖母绿时，有无弧形生长纹是一项重要判别依据。
（）
四、简述题。
（简明扼要，重点突出。
6×5=30分）
1、绘图说明熔体中晶核形成与晶体生长的关系。
2、水热法合成的宝石通常具有什么特征？
3、人工宝石中不参与定名的因素有哪些？
4、高温高压合成钻石的鉴定特征。
5、简述冷坩埚法生长宝石晶体的原理。
五、论述题。
（详细论述，全面分析。
2×15=30分）
1、玻璃作为宝石仿制品的鉴定特征。
2、如何鉴别合成红宝石。
班级姓名成绩
一、名词解释。
（3×5=15分）
合成宝石高温高压法成核作用金刚石膜冷坩埚
二、填空题。
（0.5×30=15分）
1、人工宝石是指由人工制造的且自然界的晶质。
2、金红石用法合成后，还需要经处理。
3、合成红宝石的主要方法有、、、。
4、助熔剂法合成红宝石的特征包裹体有、、。
5、HTHP法合成钻石的碳源来自。
6、合成立方氧化锆的密度值是，折射率值为。
7、红、绿、黄、变色合成刚玉中的致色元素分别是、、、。
8、熔体提拉法生长宝石晶体的二种方法是、。
9、水热法合成红宝石温度范围，压力，矿化剂。
10、水热法合成宝石的主要设备有、、。
11、焰熔法合成宝石的晶体有、、、。
三、判断改错题。
（2×5=10分，对者打“√”，错者打“×”并改正）
1、焰熔法合成尖晶石的密度及折射率值比天然宝石级尖晶石都高。
（）
2、区分水热法合成红宝石与红宝石要观察有无同生气液包体。
（）
3、区分绿玻璃与橄榄石，最明确的依据之一是测试折射率值。
（）
4、热处理后弧形生长纹已不清晰的蓝宝石，鉴定名称应写为热处理的合成成蓝宝石。
（）
5、CZ是从焰熔法的熔体中结晶出来的。
（）
四、简述题。
（简明扼要，重点突出。
6×5=30分）
1、简述晶核形成的基本规律。
2、举例说明合成宝石与仿制品的定义。
3、简述一种合成蓝宝石的生产方法。
4、如何区分天然水晶与合成水晶。
5、焰熔法生长宝石的优缺点。
五、论述题。
（详细论述，全面分析。
2×15=30分）
1、叙述下列宝石的人工合成与鉴别。
a. 维尔纳叶合成红宝石。
b. 高温高压合成钻石。
2、如何鉴别合成祖母绿。
