什么是水热法生长宝石晶体

发布网友 发布时间：2024-03-17 11:06

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热心网友 时间：2024-07-24 01:14

水热合成宝石的这种方法，凡是对珠宝有所了解的人都是有所耳闻的。接下来小编给您阐述什么是水热法生长宝石晶体，水热法生长宝石晶体如何鉴定，望可以帮您解惑答疑。

水热合成法合成宝石是发生在一个密闭空间的机器里面，这个代表性的装置就是就是用特种钢制作而成的高压釜。

水热合成法实则就是利用溶液达到一定的过饱和度，从而结晶和生长晶体，整体的环境就是在高温高压的环境下，而晶体的生长就是利用溶液温差水热法。

是不是觉得很复杂听不懂，起初其实我也是很困惑，我想起了高中化学老师的传教。简单的举个例子来说，你往热水不断的加盐，加盐的同时进行搅拌，一直到最后盐不在融化就可以了。然后将溶液和未融化的盐分开，然后在这个溶液里面悬挂一块食盐，随着温度的下降你会发现食盐的块度在增加。进行到了这里恭喜你学会了初阶版的水热合成法。

但是实际的水热合成宝石的操作肯定不是这么简单的几句话就能搞定的，这样说也是为了说得更加明白。真实的情况就更加的复杂，合成的温度的把控，压力的把控，酸碱度的把控等等都是一个问题。

涉及到水热法的宝石还是有很多的，红宝石，蓝宝石，祖母绿。还有水晶等等，以上这些都是能够进行水热法合成的。

说起水热法合成的祖母绿就不得不提到俄罗斯老大哥了，从上个世纪六十年代就开始进行了水热法合成祖母绿的研究，在水热合成祖母绿市场他是有一定的占额的。

国内的水热合成祖母绿大家都知道的就是广西桂林，这下大家知道了去桂林不仅有山水还有水热合成祖母绿。这种合成的研究也是在上个世纪八十年代进行的。通常的水热合成时间少则几个月，多则一年。

说到这种水热合成宝石大家都是很恐慌的，但是不用担心，这种水热合成宝石都是用一定的特征的，检测技术是能够进行鉴定的。因为这种技术从上个世纪一直延续到今天，无论是合成技术和鉴定技术都是在进步的。

一、原石形态对比

合成刚玉晶体的形态主要与种晶板的切向有关。晶体A和晶体B生长在切向平行于柱面b的种晶板上。晶体C和晶体D生长切向平行于负形菱面体的种晶板上。整体上合成刚玉的形态呈板状。

二、原石表面特征对比

合成橙色蓝宝石晶体的表面特征，粗糙的纹理由许多长而薄的微晶体组成。20X。

粉红色蓝宝石的表面特征，呈小丘状，是俄罗斯水热法合成红蓝宝石的典型鉴定特征，50X。

天然蓝宝石的晶体形态及表面特征，常见横纹，与水热法合成刚玉的表面特征明显不同

三、生长纹理对比

天然的刚玉的内部纹理常为平直的色带，并且以120°相交，呈六边形，这与水热法合成刚玉所形成纹理具有明显的差异。

水热法合成宝石中常见颜色深浅不一的生长纹理，形态呈锯齿状、波纹状，这种形态俗称“水波纹”，具体的形成原因可能与宝石在形成过程中溶液的流动在宝石晶体中留下的痕迹。

四、内含物特征

天然的红蓝宝石成因相对较为复杂，同时也会存在较多类型的内含物特征，总体上讲以矿物包裹体为主，同时也可见气液两相包裹体等。下图为莫桑比克红宝石中的角闪石和云母包裹体在正交偏光镜下可见鲜艳的干涉色。

水热法合成宝石主要是用来模拟宝石在自然界的形成过程，因此合成刚玉的内含物常见于天然刚玉相似的特征。下图为在Tairus合成的蓝色、黄色和无色蓝宝石中发现的不规则的细长状气液两相包裹体，沿着蓝宝石的结晶学方向定向排列（100X），与天然刚玉相近，因此具有较大的迷惑性。

但是无论怎样，合成宝石的形成环境仍然与自然界有着巨大的差异，而包裹体往往与形成环境密切相关，因此可用于鉴定宝石。

四、多色性特征

与天然蓝宝石相反，蓝色合成蓝宝石显示诊断性鉴定特征的多色性。下图为俄罗斯水热法合成蓝宝石中，平行C轴观察为带红色调的紫色；垂直于C轴观察为蓝绿色（浸液观察、单偏光，40X）

在含有Ni 2+和Ni3+的蓝绿色到绿色的合成蓝宝石同样出现特征的多色性：平行C轴为红橙色，垂直C轴为黄绿色（浸液观察、单偏光、50X）

五、红外光谱特征

当常规仪器无法满足鉴定需求时，红外光谱是最为有效的测试手段之一，下图为蓝色（A）和绿色（B）Tarius合成蓝宝石的红外光谱，两者较为相近，2000-2500cm-1范围内的五条吸收峰与天然品和其他的合成品明显不同，是重要的鉴定特征。

六、紫外可见光分光光度计

在介绍致色元素部分时，我们讲到水热法合成刚玉与天然刚玉的致色元素明显不同，另外，水热法合成的红蓝宝石当中，常加入Ni作为致色元素，这在天然品种以及其他方法合成的红蓝宝都是很少见到的，而紫外-可见光-分光光度计是用来研究宝石颜色成因重要的手段之一。因此，利用该方法检测到的与Ni元素有关的吸收峰，可作为一种鉴定证据。

七、紫外线透过性

天然无色蓝宝石对短波紫外线是不透明的，但是合成蓝宝石可透过。

八、成分测试

天然刚玉形成的地质环境相对复杂，因此微量元素组成也相对复杂，但是在实验室环境中形成的刚玉则相对简单，受认为因素的控制更大，因此通过微量元素组成的同样是一种非常有效的测试方法。例如，合成蓝宝石中常使用Ni元素作为致色剂，因此具有较高含量的Ni元素；对于水热法合成红宝石来讲，往往具有较低的V、Ga元素（小于0.005%）、Fe（小于0.02%），一些相关的图解可作为非常有用的手段。