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合成宝石课件三合成宝石三一、原理：在高压釜内，从过饱和溶液中生长宝石晶体二、分类（按晶体生长的运输方式不同）1、等温法：在高压釜内无温差的条件下，采用矿化剂，加热溶液温度接近水的临界温度时，使不稳定相/亚稳定相的原料不断溶解，直至溶液达到过饱和状态时，即在稳定的籽晶上生长，这是利用物质的溶解度差异生产晶体的方法。

2、温差法：在封闭的高压釜中，高温高压条件下，原料在釜内下部温度较高部位溶解达饱和状态，并逐渐向上部温度较低部位流动，形成过饱和溶液后即以籽晶为核心生长晶体的方法。

采用温差法使晶体生长的条件是：（1）原料在高温高压的矿化剂水溶液中，具有一定的溶解度且为稳定的单一相。

（2）原料的溶解度温度系数大，高温溶解，低温则形成足够的过饱和度。

（3）籽晶的切型易于晶体的生长。

（4）溶液密度的温度系数要足够大，能起到溶液的对流及溶质传输作用。

（5）备有耐高温高压抗腐蚀的容器。

三、设备1.高压釜:具有耐热耐压抗腐蚀性好抗蠕变性强的特种合金钢圆形钢筒.2.加热炉:提供加热温度和温度梯度.加热的方式有两种:(1)加热板结合不同厚度的保温层调节温度梯度(2)位置分布不同的可控制的电阻绕组管式加热炉.3.密封系统:压缩式、拉封式.密封材料有银、纯铁、石墨、铜等各种软金属.四、水热法合成宝石的优缺点：1、适宜高温下存在相变和在接近熔点时近乎分解的材料。

2、合成晶体完整、粒大、质优，能很好地控制材料成分。

3、生长的条件与自然界相似,合成晶体与天然宝石最接近。

4、设备贵，内压大，安全性差.5、生产过程均在釜内进行不直观。

6、晶体生长的速度慢、周期长，产量受高压釜空间限制。

7、需要适当大小的优质籽晶。

一、影响因素(一)矿化剂（溶剂）的性质和浓度矿化剂的作用：使结晶物质具有比较大的溶解度。

使结晶物质具有足够大的溶解度温度系数。

不同宝石需用不同的矿化剂；同一宝石采用不同矿化剂，合成晶体质量和生长速度亦不相同。

矿化剂溶液的浓度影响晶体生长速度，浓度过大过小都可大大地降低宝石晶体的生长速度。

助熔剂法合成宝石助熔剂法，顾名思义，它是在高温下，矿质借助助熔剂的作用在较低温度下熔融，从熔融体中生长出宝石晶体的方法。

助熔剂法晶体生长过程，类似于岩浆结晶分异过程中矿物的形成，与水热法生长晶体相类似，只不过助熔剂代替了水溶剂。

因此，助熔剂法也可称为高温熔体溶液法、熔剂法或熔盐法。

该法在晶体合成中占有重要地位，早在十九世纪中叶曾有人用此法合成金红石，但由于焰熔法兴起而被忽视，直到近些年来才得以大量应用。

1．助熔剂法分类根据晶体成核及晶体生长方式，助熔剂法可分为两大类：（1）自发成核法该法生长晶体过程的第一步，就是形成晶核。

成核是一个相变过程，即在母液相中形成固相小晶芽。

这一相变过程中体系自由能的变化为：△G=△Gu+△Gs。

公式中：△Gu 为新相形成时体系自由能的变化，且△Gu﹤0；△Gs为新相形成时新相与旧相界的表面能，且△Gs﹥0。

这就是说，晶核的形成，一方面由于体系从液相转变为内能更小的晶相而使体系自由能下降，另一方面又由于增加了液-固界面而使体系自由能升高。

实验表明，影响成核的外因主要是过冷却与过饱和度。

成核的相变有滞后现象，就是说，当温度降至相变点时，或当浓度刚达到饱和度时，并不能看到成核相变。

成核总需要一定的过冷或过饱和。

另外成核可分为均匀成核与非均匀成核两种。

均匀成核是在体系内任何部位成核率是相等的，非均匀成核则是在体系的某些部位的成何率高于另一些部位。

均匀成核是在非常理想的情况下才能发生，实际成核过程都是非均匀成核，即在体系里总是存在杂质、热流不均、容器壁不平等不均匀的情况，这些不均匀性有效地降低了成核时的表面能位垒，核就先在这些部位形成。

所以人工合成宝石总是人为地制造不均匀性，使成核容易发生，如放入籽晶、成核剂等。

该法按照获取过饱和溶液的方式不同，又可分为缓冷法、反应法和蒸发法三种，其中以缓冷法设备简单而被广泛使用（图2-3）。

a．缓冷法是晶体材料全部熔于助熔剂之后，在高温炉中缓慢降温冷却，使晶体自发成核并逐渐成长的方法。

宝石合成技术人工宝石的合成方法:1、焰熔法2、水热法3、助溶剂法4、熔体法5、冷坩埚熔壳法6、高温高压法7、化学沉淀法8、区域熔炼法焰熔法一、原理将合成宝石的原料(固态的粉末组分)按一定比例均匀混合在一起，用氢氧火焰把原料熔化，然后随着温度下降在熔体中进行晶体生长的方法。

二、设备1.供料系统：为圆柱形的筛状供料容器和料斗组成，震动器有规律地振动使粉末均匀下落到氧气流中。

2.气体燃烧系统：融化粉料的设备。

氧气、氢气通过燃烧器燃烧，温度可达2500℃。

3.结晶炉：马弗炉，主要起保温作用。

炉膛呈流线型，易于气体流动和不积粉。

4.下降系统：把籽晶固定于结晶杆上，并把结晶杆安装在支架上，结晶杆可缓慢下降并不断旋转，以保证晶体的生长尺寸。

三、一般工艺流程1、原料制备：要求纯净，颗粒均匀，高分散，具适当的堆积密度和流动性。

掺杂剂要考虑到宝石的颜色，光学性能，宝石结构和物理性质，生长过程中的烧失量。

2、下料，将原料粉末与掺杂剂按比例置于筛状容器，振动过筛，落入氧气流内。

3、熔料，内管中的氧气与外管中的氢气混合燃烧。

4、晶体生长：熔体下落到种晶的生长台上，旋转并下降，晶体生长成梨形圆棒。

5、处理晶体，关闭气体，晶体冷却，由于晶体生长时内聚了大量应力，当停止加热晶体，易从纵轴裂成两半。

6、退火处理，将合成晶体装炉缓慢升温几小时，恒温保温，再慢慢降至室温以减少热应力。

四、焰熔法晶体生长工艺特点1.此方法不需坩埚，即节省坩埚材料，又避免坩埚污染。

2.氢、氧燃烧温度高达2500度，适合难熔氧化物。

3.生长速度快、有利于大规模生产，成本低。

4.生产设置简单，能长出大的晶体。

5.若生长温度梯度大，内应力大，易裂开。

6.对粉料的纯度、粒度要求严格，并在合成过程中有30%的损失量，提高了原料成本。

7.易挥发或易氧化的材料不适宜此方法。

五、合成品种及其鉴定特征（一）合成刚玉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。

1、4颗二级宝石（你要合的），4颗一级宝石（必须一样），幸运石和祝福石随意、2、4颗二级宝石（你要合的）4颗二级宝石（次要合的）注意不要号里只有单单4颗宝石、本人经过一段时间的测试，总结出来了几个时间段!在不同的时间段测试宝石合成、将时间分为4档、一档为上午7点到10点。

二档为12点到14点。

三档为17点到19点。

四档为21点到午夜0点。

综合这几个时间段来说、还是觉得一档几率最高。

本人的连续三次成功也是发生在这个时间段（正服）。

然后相对比较低的是三档、还有就是午夜之说、本人在午夜测试了很多次。

包括午夜12点、凌晨1点到3点这样子。

最后得出的结论是宝石合成和抽奖是不一样滴。

午夜几率跟上文说到的二档时间的几率差不多、还有我一定要说的就是四级宝石、四级宝石对于普通工资党玩家来说代价太大、本人也合成功几次四级包括四级重生本人也合成功过、不过对于四级的技巧本人仍然无法掌握、为了这几颗四级本人爆掉的三级可谓不是个小数。

因为本人是用垫宝石的方法去合的。

所以联系广大玩家不要尝试去合四级、目前幸运石的级别还是粗糙的、说不定将来出个精致的幸运石、祝福石（可能保留2颗）那时候大家再尝试去合四级也可以。

所以建议大家不要那么拼命的追求四级、具体为什么一会儿下面会讲。

可能你合出来三级了，在实战中感觉，哇三级这么厉害，那四级点多变态啊。

这种想法是不对的。

一会我也会讲哦~下面我来讲讲为什么不要盲目追求四级宝石、首先大家都知道宝石触发都是有一定几率的、级别只是相对上一个级别触发的次数可能会多一点、根据本人的测试、一个人跑图（紫钻）触发几率是最低的、有时候重生甚至一次不触发（三级重生）这和地图也是有关系的、每漂移一次就会有几率触发效率、每使用一个氮气就会触发重生等等等、如果不漂移直接跑效率是永远不会触发的、然后就是多人比赛的时候触发几率比较大、基本弯到正常有漂移三级重生都会触发一次……我说的是多人比赛。

本人曾经一个人跑十一城、三级重生只触发过一次（人品差到爆炸了）…………再说说四级宝石、本人第一次合成出四级宝石后马上就安在车上去边境得瑟………而没有先测试下。

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。

宝石合成方法及原理汇总宝石合成是指将多个不同的宝石或宝石碎片组合在一起，形成全新的宝石。

它是一门复杂的工艺和技术，需要经过多道工序和特定的化学反应，才能得到理想的合成宝石。

以下是宝石合成的一般方法和原理的汇总。

一、熔化法熔化法是最古老、最简单的宝石合成方法之一、它的原理是将原材料的宝石或宝石碎片放入高温炉中，加热至宝石熔化的温度，然后冷却凝固形成新的宝石。

这种方法适用于一些非常容易熔化的宝石，如玻璃、石英等，但对于一些高熔点的宝石如金刚石则不适用。

二、化学合成法化学合成法是重要的宝石合成方法之一、它的原理是利用化学反应的原理，将原材料中的元素按特定比例混合，并在高温高压的条件下进行反应。

这样可以使原材料中的元素重新排列组合，形成新的宝石。

化学合成法可以用于合成高质量的宝石，如人造蓝宝石、人造红宝石等。

三、气相沉积法气相沉积法是一种通过化学气相沉积技术合成宝石的方法。

它的原理是将气体中的宝石原子或分子通过化学反应转化成晶体，最终沉积在基底上形成宝石。

这种方法适用于一些高温下不稳定的宝石材料，如碳化硅、氧化铝等。

四、溶液法溶液法是一种通过将溶解液中的宝石元素沉积在基底上形成宝石的方法。

它的原理是将宝石原料的粉末与溶液混合，然后通过控制温度、浓度等条件，使溶液中的宝石元素结晶沉积在基底上形成宝石。

溶液法适用于一些颜色饱和度较低的宝石合成，如钻石、蓝宝石等。

五、高压高温法高压高温法是一种通过在高温高压条件下合成宝石的方法。

它的原理是将宝石原料放入高温高压装置中，利用高温高压条件使原料重新组合并形成新的宝石。

这种方法适用于一些高温高压稳定的宝石原料，如金刚石、红宝石等。

六、合成流体包裹体法合成流体包裹体法是一种通过在流体包裹体中合成宝石的方法。

它的原理是将宝石原料和溶剂放入高压装置中，在高温高压条件下形成流体包裹体，然后通过控制温度、压力等条件使宝石晶体沉积在包裹体中。

最后，将包裹体中的宝石晶体取出，即可得到合成宝石。

宝石合成方法及原理汇总综述宝石是自然界中所形成的罕见、坚硬且美丽的矿物结晶。

在人类历史上，宝石一直被视为珍贵的物品，不仅用于装饰，还被赋予了多种神秘和象征意义。

不过，人们对宝石的欣赏和需求常常超过了其供给能力，这就促使着人们发展出宝石合成技术，通过人为的手段来制造宝石。

物理合成方法物理合成方法是通过模拟自然界形成宝石的过程来合成宝石。

以下是一些常见的物理合成方法：1.补充合成：在地壳中存在着大量的宝石的主要成分，因此在一些地质特殊的地区，岩浆中的宝石成分可以通过熔化岩石再结晶的方式来合成宝石。

2.熔融合成：该方法通常使用静电和氧气刺激来加热材料，并通过高温高压下的结晶来合成宝石。

这种方法可以合成较大的单晶宝石，在实验室条件下可以达到很高的质量。

3.溶液合成：在特定温度和压力条件下，将含有宝石元素的溶液加热，并让其冷却结晶，从而合成宝石。

这种方法通常用于合成较小的宝石，如红宝石和蓝宝石。

化学合成方法化学合成方法是通过在实验室中使用化学反应来合成宝石。

以下是一些常见的化学合成方法：1.溶剂热合成：该方法使用一种溶剂来溶解宝石的主要元素，并在高温高压下反应形成宝石。

这种方法通常用于合成较小和较简单的宝石。

2.水热合成：在特定温度和压力条件下，将宝石原料与水混合，并加热反应以合成宝石。

这种方法可以合成较大和复杂的宝石。

3.气相合成：使用化学反应来产生宝石元素的气体，并让其在高温高压下沉积成宝石。

这种方法通常用于合成较小和较纯的宝石。

无论是物理合成方法还是化学合成方法，宝石合成的原理在于模拟自然界中形成宝石的过程。

它们都需要模拟高温高压条件下的结晶过程，使宝石原料中的元素重新排列并形成宝石结构。

值得注意的是，尽管合成宝石的技术已经非常成熟并广泛应用，但合成宝石与自然形成的宝石之间仍存在一些微小的差别。

自然形成的宝石经历了几百万年的漫长过程，因此具有更高的纯度和完美的结晶。

合成宝石则是在实验室控制下合成的，虽然质量也很高，但通常会有一些微小的差异。

合成红宝石红宝石是一种非常珍贵而美丽的宝石，它被广泛应用于珠宝首饰和装饰品制作中。

然而，真正的红宝石并不常见，并且价格昂贵，因此科学家们一直在寻找方法来合成红宝石。

在这篇文章中，我们将探索合成红宝石的过程、应用和影响。

合成红宝石是一项高度复杂的科学技术，许多因素包括温度、压力和化学配方都需要考虑。

最常用的方法是使用高温高压合成，这种方法模拟了自然形成红宝石的过程。

通过将铝和氧化铬添加到合成固体中，科学家们成功地合成出了红宝石。

合成红宝石具有与天然红宝石相似的物理和化学性质。

它们都具有强光学性质，包括强烈的红色吸收和折射能力。

合成红宝石还具有优秀的硬度和耐磨性，这使得它们成为制作高质量珠宝首饰的理想选择。

除了用于珠宝首饰制造之外，合成红宝石还有许多其他的应用。

例如，它们被广泛用于激光技术和光学仪器中。

由于合成红宝石具有出色的光学特性，它们能够发射强大的激光束，因此被用于激光切割和材料加工。

此外，合成红宝石还被应用于科学研究、医疗和光纤通信等领域。

合成红宝石的出现对于红宝石市场产生了重大影响。

由于合成红宝石的生产成本较低，合成红宝石的价格相对较低，导致了市场上天然红宝石价格的下降。

然而，对于寻求较低成本和高品质宝石的消费者来说，合成红宝石是一个理想的选择。

另一个重要的影响是，合成红宝石的出现可能会对自然生态产生潜在影响。

在过去，红宝石的采矿活动常常导致环境破坏和资源浪费。

然而，通过合成红宝石的生产，我们可以减少对自然资源的需求，进而保护环境。

尽管合成红宝石在许多方面具有优势，但其中也存在一些挑战。

例如，红宝石的合成过程需要非常高的温度和压力，这对设备和能源要求都很高。

此外，红宝石的合成还需要精确的化学配方和技术。

这些挑战都对合成红宝石的商业化应用产生了一定的限制。

总的来说，合成红宝石是一项令人兴奋的科学技术，它不仅改变了红宝石市场，还带来了许多新的应用和影响。

随着更多科学家和工程师的不断努力，我们相信合成红宝石的技术将不断改进，为我们带来更多的机会和创新。

焰熔法合成宝石利用氢氧火焰产生的高温，将用于合成宝石的原料粉末在频振料筒内下落过程中加热熔化，熔融的熔体，落在支架上的晶杆顶端的籽晶上，随着散热作用缓慢下降而冷凝结晶成梨状晶体（图2-1）。

该法生长晶体过程是模拟岩浆成矿作用中的液相（熔体）转变成晶相方式实现的。

1、工艺流程焰熔法生长宝石晶体的过程，主要有原料的提纯，粉料的制备，晶体生长和退火处理四个步骤。

（1）原料提纯要求原料是来源丰富，价格低廉，提纯方法简便有效。

（2）粉料的制备要求粉料纯度高，化学反应完全，体积容量小，晶体构型要有利于晶体生长。

（3）晶体生长晶体生长的过程可分接籽晶，扩大放肩，等径生长三个阶段。

在整个晶体生长过程中，要求供料系统给料均匀，保证粉料全部熔化成微小液珠；要求气体燃烧器温度达2900℃，并构成三层火焰的形状和温度的有序变化；要求结晶炉给生长的晶体创造良好保温条件，并便于气体流动和不积粉；要求下降机构保证起始位置能使晶体顶部温度高于晶体熔点而低于晶体沸点，并保证有2-3mm厚的熔融层。

（4）退火处理把合成晶体装入高温炉后缓慢升温至预定温度，然后进行长时间的恒温与缓慢退火，以释放合成宝石晶体热应力，防止晶体因受热而开裂。

2．生产设备（1）给料系统要求粉料下落流畅、均匀，经过燃烧器时能熔化成微小液珠。

（2）氢氧燃烧器要求气体结构良好，供气氢氧比例适当，火焰呈三层状，温度稳定在2900℃，应能尽量减少粉料缺失。

（3）结晶炉要求炉体保温稳定，炉膛呈流线型，不积粉，不使气体产生涡流，温度梯度小。

（4）下降机构应适应晶体生长温度，保证晶体的固液界面稳定，下降匀速平稳，与结晶速度相同。

并保证籽晶顶部有2-3mm熔融层。

3．具体实例：焰熔法合成刚玉类宝石（1）原料的选择目前，国内外焰熔法合成刚玉类宝石都采用硫酸铝铵（又名铝铵矾）作为制备γ-AI2O3粉料的首选原料，其优点如下：a．铝铵矾原料丰富，价格低廉，提纯方法简单有效；b．铝铵矾焙烧产物松散流动性好；c．铝铵矾溶解度大，可采用简单的结晶法进行提纯，而且在重结晶过程中，它的排杂效果很好，只需3~4次重结晶，铝铵矾的纯度就能达到99.9%~99.99%。