合成立方氧化锆ppt课件.ppt

1 彩色合成立方氧化锆致色原理及鉴别 2 彩色合成立方氧化锆 3 生长立方氧化锆晶体原理 1 冷坩埚熔壳法放料 粉料ZrO2与稳定剂Y2O3按摩尔比9 1的比例混合均匀 加入相应的着色剂 引燃 金属锆片或石墨棒 高频线圈加热 1200 C熔融氧化锆导电熔体稳定30到60min降温结晶 4 工业合成立方氧化锆 水热法以Zr4 和Y3 的氢氧化物为水热前驱体 氢氧化钾和碳酸钾作矿化剂 采用水热法制备氧化钇稳定氧化锆纳米粉末 水热法合成的立方氧化锆晶体为纳米级 目前只能用于工业用途 但是为今后的宝石学发展提供了新的方向 5 6 离子着色是主要的宝石着色手段 常用的着色离子是过渡金属离子 如Cr Fe Co Cu等 和稀土金属离子 如Ce Pr Nd Ho等 它们内部不饱和电子层中的价电子 在不同能级间跃迁 由此引起对可见光的选择性吸收而导致着色 7 黑色立方氧化锆 采用还原气氛或真空对无色氧化锆进行高温退火 可制得深黑色的锆石 原理是ZrO2中的氧丢失 造成大量的晶体缺陷 对可见光全部吸收而呈黑色 8 祖母绿色立方氧化锆 主要的掺杂元素 Pr Co Cr等 另外附加了一些微量发光离子 如La Ti Er等 考虑到不同离子高温挥发不同 实验中在配料时特别对不同离子配比进行了调整 以期达到最佳效果 主要着色剂含量1 22 Pr2O3 0 05 CoO 0 02 Cr2O3 合成时稳定剂Y2O3含量高 达到15mol 20mol 祖母绿色氧化锆用于模仿天然祖母绿 9 彩色乳锆 在900 下 对含12mol Y2O3的透明氧化锆长时间热处理 长时间退火后还可获得乳白色氧化锆或彩色乳锆 加入Y2O3不足也能产生浑浊 这是因为晶体内部出现四方相 单斜相和立方相共存 异相颗粒的存在使晶体失透或出现混浊现象 乳锆可以用于模仿天然玉石 10 合成立方氧化锆性质 摩氏硬度 8 9 密度 5 8 6 34g cm3 折射率2 12 2 19 色散0 055 亚金刚光泽 光性 除粉红色立方氧化锆表现出非均质性外 其余的均为均质性 具有非常高的化学稳定性 耐酸 耐碱 耐化学腐蚀性良好 一般内部干净 可能有未完全融化的面包屑状的氧化锆粉末 11 祖母绿与祖母绿色立方氧化锆 祖母绿色立方氧化锆在可见光波段的透过谱分析 在蓝光至黄光波段的透过率比较高 在蓝紫波段和红黄波段都有比较强的吸收 出现的特征吸收峰主要位于409nm 447nm 473nm 484nm 585nm 608nm 660nm 714nm 其中447nm 473nm 484nm 585nm 608nm是Pr的特征吸收峰 所以尽管是多元素共同致色但也是以Pr为主的吸收 祖母绿是Cr致色的翠绿色 具有丝绒质感 光型特征是一轴晶 负光型 折射率 1 577 1 583 主要呈现Cr的吸收线 红区683nm 680nm强吸收线 662nm 646nm弱吸收线 橙黄区630nm 580nm间有部分吸收带 紫区全吸收 密度为2 67 2 90g cm3 远小于合成立方氧化锆 12 粉红色碧玺与粉红色立方氧化锆 粉红色立方氧化锆内含物含定向排列的白色弯曲状物 可能是沿某一晶面出溶的氧化锆 粉红色立方氧化锆表现出非均质性 弱的多色性 多色性为粉红色 粉紫色 粉红色立方氧化锆在紫外长波下有浅黄色荧光 短波下有弱的黄色荧光 在可见光区有数条吸收线 它们分别在679nm 657nm 645nm 544nm 520nm 489nm 485nm 461nm 451nm 443nm 407nm处 粉红色碧玺为Mn2 致色 吸收光谱在绿区有一宽的吸收带 有时可见525nm窄带 451nm和458nm的吸收线 长 短波紫外光照射下有弱红到紫色的荧光 多色性中到强 内部多有气液包体和与晶体长轴平行的裂纹 13 紫水晶与浅紫色 深紫色立方氧化锆 紫色合成立方氧化锆紫外荧光为惰性 深紫色立方氧化锆在滤色镜下为红色 浅紫色的不变色 深紫色立方氧化锆在橙 黄 绿区有吸收谷 解释了滤色镜下呈红色原因 在红 蓝 紫区透过 浅紫色立方氧化锆在橙黄区有一组强的吸收线 在绿区有一组较弱的吸收线 在红 蓝区分别有一组极弱的吸收线 这是典型的钕谱 紫水晶含微量的Fe 经辐照产生空穴色心 主要在550nm处产生吸收 颜色分布不均 有色带 色块 絮状颜色分布 一轴晶正光性 干涉图可能有四叶螺旋桨状黑带 折射率为1 544 1 553 多色性弱 14 黄水晶与浅黄色立方氧化锆 浅黄色立方氧化锆在紫外长波下有弱的不均匀的紫色 黄色荧光 在短波下有强的不均匀的紫红色 黄色荧光 浅黄色立方氧化锆在蓝区有3个极弱的吸收谷 分别在486 475 452nm处 黄水晶颜色与Fe2 占位有关 与紫晶一样分布不均匀 可出现色带 色块 絮状分布 透明度高 弱多色性 正交偏光下四明四暗 加上锥光后有牛眼状干涉图 密度2 66g cm3远小于合成立方氧化锆 15 彩色钻石与彩色合成立方氧化锆 蓝色钻石含B 空穴色心致色 有导电性 粉色钻石是塑性变形引起晶格缺陷 还可改变钻石中N的聚集速率和形式使其成色 绿色钻石是辐射产生的晶格损伤致色 黑色钻石可能是多晶集合体 大量黑色内含物 石墨 裂隙造成的 合成立方氧化锆的热导率远低于钻石 用热导仪测试没有钻石反应 钻石密度3 52g cm3x远小于合成立方氧化锆 钻石面平棱直 合成立方氧化锆棱角圆化可见磨痕 合成立方氧化锆色散高于钻石 16 谢谢观赏 彩色立方氧化锆颜色丰富 光泽耀眼 是目前珠宝首饰市场用得最多的人造宝石 大大丰富了人们的审美情趣 具有广阔的市场前景 对彩色立方氧化锆的宝石学性质与其