助熔劑法和合成寶石的鑒定-全文預(yù)覽
【正文】 綠晶種上?！妫銣財?shù)小時，然后緩慢降溫至1000℃保溫。目前多采用鋰鉬酸鹽和五氧化二釩混合助熔劑。出爐后，將晶體與坩堝一起放在能溶解助熔劑的溶液中，溶去剩余的助熔劑，即可得到生長的晶體。然后緩慢降溫，℃，形成過飽和溶液。圖61 助熔劑法采用的坩鍋和馬福爐年生產(chǎn)祖母綠已經(jīng)達(dá)到了5000kg以上。生長周期長。助熔劑法存在著一定的缺點，歸納起來有以下四點：無法直接從其熔融體中生長出完整的單晶體。合成不同寶石品種采用的助熔劑類型不同。6. 不易污染晶體，不與原料反應(yīng)形成中間化合物； ；助熔劑的選擇是助熔劑法生長寶石晶體的關(guān)鍵，它不僅能幫助降低原料的熔點,還直接影響到晶體的結(jié)晶習(xí)性、質(zhì)量與生長工藝。二、助熔劑的選擇和工藝特點當(dāng)坩堝緩慢冷卻至溶液達(dá)過飽和狀態(tài)時，將坩堝倒轉(zhuǎn)或傾斜，使籽晶浸在過飽和溶液中進(jìn)行生長，待晶體生長結(jié)束后，再將坩堝回復(fù)到開始位置，使溶液與晶體分離。水冷保證了籽晶生長，抑制了熔體表面和坩堝其它部位的成核。該方法除具有籽晶旋轉(zhuǎn)法的優(yōu)點外，還可避免熱應(yīng)力和助熔劑固化加給晶體的應(yīng)力。此法曾用于生長卡善紅寶石。這些方法中以緩冷法設(shè)備最為簡單，使用最普遍。助熔劑法是將組成寶石的原料在高溫下溶解于低熔點的助熔劑中，使之形成飽和溶液，然后通過緩慢降溫或在恒定溫度下蒸發(fā)熔劑等方法，使熔融液處于過飽和狀態(tài)，從而使寶石晶體析出生長的方法。一、助熔劑法的基本原理和方法利用助熔劑生長晶體的歷史已近百年，現(xiàn)在用助熔劑生長的晶體類型很多，從金屬到硫族及鹵族化合物，從半導(dǎo)體材料、激光晶體、光學(xué)材料到磁性材料、聲學(xué)晶體，也用于生長寶石晶體，如助熔劑法紅寶石和祖母綠。 自發(fā)成核法按照獲得過飽和度方法的不同助熔劑法又可分為緩冷法、反應(yīng)法和蒸發(fā)法。主要目的是克服自發(fā)成核時晶粒過多的缺點，在原料全部熔融于助熔劑中并成為過飽和溶液后，晶體在籽晶上結(jié)晶生長。根據(jù)晶體生長的工藝過程不同，籽晶生長法又可分為以下幾種方法: ：由于助熔劑熔融后粘度較大，熔體向籽晶擴(kuò)散比較困難，而采用籽晶旋轉(zhuǎn)的方法可以起到攪拌作用，使晶體生長較快，且能減少包裹體。隨著籽晶的不斷旋轉(zhuǎn)和提拉，晶體在籽晶上逐漸長大。為了克服這些缺點，采用底部籽晶水冷技術(shù)，則能獲得良好的晶體。：這是兩種基本原理相同的助熔劑生長晶體的方法。只要適當(dāng)?shù)乜刂粕L速度和必要的生長氣氛，用這種方法可以得到均勻的晶體。；不易與坩堝材料發(fā)生反應(yīng)；在實際使用中，人們多采用復(fù)合助熔劑，也使用少量助熔劑添加物，通?？梢燥@著地改善助熔劑的性質(zhì)。許多難熔的化合物可長出完整的單晶，并且可以避免高熔點化合物所需的高溫加熱設(shè)備、耐高溫的坩堝和高的能源消耗等問題。是一種很方便的晶體生長技術(shù)。 。三、助熔劑法合成寶石的品種1940年美國人Carroll Chatham用助熔劑法實現(xiàn)了 合成祖母綠的商業(yè)生產(chǎn). 目前世界上祖母綠生產(chǎn)的大公司已經(jīng)發(fā)展到了六、七家，如美國的查塔姆（Chatham）、Regency、林德（Linde），澳大利亞的畢榮（Biron）、法國的吉爾森（Gilson）、日本的拉姆拉（Ramaura） 俄羅斯的Tairus。之后，德國的 埃斯皮克(H. Espig)等人進(jìn)行了深入的研究(于19241942年)，并對助熔劑緩冷法做了許多改進(jìn)，生長出了長達(dá)2cm的祖母綠晶體。爐子一般呈長方體或圓柱體，要求爐子的保溫性能好，并配以良好的控溫系統(tǒng)。首先在鉑坩堝中放入晶體原料和助熔劑，并將坩堝放入高溫電阻爐中加熱，待原料和助熔劑開始熔化后，在略高于熔點的溫度下恒溫一段時間，使所有原料完全熔化。主要晶體生長結(jié)束后，倒出熔融液，所得晶體隨后與坩堝一起重新放回爐中，隨爐溫一起降至室溫。助熔劑：常用的有氧化釩、硼砂、鉬酸鹽、鋰鉬酸鹽和鎢酸鹽及碳酸鹽等。，原料SiO2以 玻璃形式加入熔劑中，浮于熔劑表面，其它反應(yīng)物AL2O3 、BeO 、Cr2O3通過導(dǎo)管加入到坩堝的底部，然后將坩堝置于高溫爐中。熔解的原料在鉑柵下相遇并發(fā)生反應(yīng)，形成祖母綠分子。i. 。法國陶瓷學(xué)家吉爾森(P 助熔劑：酸性鉬酸鋰；熱區(qū)：添加原料、助熔劑和致色劑；冷區(qū)：吊掛籽晶，視坩堝大小可以排布多個祖母綠籽晶片。不斷添加原料，一次可以生長出多粒祖母綠晶體。攪拌熔體還可使溶質(zhì)濃度分布均勻、減少局部過冷，從而減少小
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