焰熔法合成刚玉类鉴别.doc

焰熔法合成宝石也称维尔纳叶法，是现代工业合成宝石的一种常见的方法，其合成品是市场上最常见也是最容易识别的。焰熔法可以合成红蓝宝、尖晶石、人造钛酸锶和金红石。一。合成方法和原理原料粉末（如：AL2O3）在高温（可达2500，根据合成不同品种确定其温度）氢氧焰下熔融，在下落过程中冷却，并在籽晶上生长结晶的过程。晶体生长装置有：1.供料系统：料筒、震荡器、原料。原料粉末添加于筛状平底容器中，随着震荡器的均匀震动而下落，与氧气流混合。2.燃烧系统：氧气管、氢气管。这是熔化粉末的主要部件，通过控制管内流量来控制氢氧比例。氢氧焰可产生高达24002500的高温，最高可达2900.3.生长系统：耐火砖（炉体）。创造保温条件。4.下降系统：旋转平台。安置籽晶棒，边旋转边下降。生长出的晶体为梨晶，等径生长，1cm/1h，一般六小时完成。该方法的特点：生长速度快，设备简单，不需要坩埚导致晶体杂质，便于商业化，但产生的晶体由于应力作用易裂开，且缺陷多，易于识别。二。焰熔法合成刚玉的方法及识别AL2O3粉末在震荡器的震荡下均匀下落，落入氧气流中，与氢气管的氢气混合燃烧，达2500（AL2O3的熔点为2050），粉末熔融，在重力作用下下降并冷却，在籽晶棒上结晶。产生出刚玉的梨晶。合成红宝石除了AL2O3之外，还需加入Cr2O3致色元素。合成蓝宝石，需加入Ti、Fe致色。黄：Ni。变色：V焰熔法合成红宝石的鉴别：所有的鉴别特征都是因为它的生成环境和天然宝石的生长环境不同导致外在表现不同，从而鉴定。1。外观：合成红宝石在缅甸等产地常为了仿天然红宝石，而被敲碎后涂上黑色物质在滚磨机里磨圆来销售，来欺骗消费者，而其实根据它们的特点很容易区分天然的和合成的红宝石原石。天然红宝原石由于结晶习性所致，常呈桶状，板状；而合成的一般磨圆后呈不规则形状，或者圆度较好。天然红宝熔蚀壳坚硬不平整光亮呈磨砂状；而合成红宝所涂的黑色物质较软。天然红宝晶面横纹发育，还有晶面花纹，有垂直于Z轴的裂理，使断口处常成阶梯状构造；而合成红宝由于生长环境良好没有晶面纹，没有裂理也不会有阶梯状构造。2.颜色：合成红宝仿原石常常是外观大部分抹黑，露出一点艳红色，其红色浓郁、鲜艳、不自然；而天然红宝除上述皮壳有区别外，颜色往往没有合成的那么红艳纯正，常带紫色调或者其他色调。当然随着合成工业的发展，现代合成的红宝也可以有很多颜色，深红、紫红、粉红、橙红等，所以颜色判断仅仅作为一个辅助鉴定依据，可以给出警示。如果没有皮壳为原石碎块或者初步切磨的就更容易观察颜色。3.多色性：天然红宝往往切割时台面垂直于Z轴，而从台面看不显多色性；合成红宝由于要充分利用梨晶原料，而选择台面平行与Z轴，这样切出的宝石从台面看有多色性且较明显。4.弯曲生长纹：这是鉴别合成红宝的最关键的鉴定依据！若有弯曲生长纹则一定是合成红宝，天然红宝不会有，这是由于其生长条件所致。首先肉眼看，将宝石置于白纸上观察，若不行，则放大观察。5.吸收光谱：天然红宝和合成红宝均为Cr谱。天然红宝由于有其他一些杂质元素，而使光谱不那么清晰；合成红宝成分纯净，光谱相当清晰。6.荧光：天然红宝和合成红宝在紫外荧光下均可发出红色荧光。但天然红宝除了含Cr以外，还含有少量Fe，而Fe 对荧光有抑制作用，所以天然红宝荧光弱于焰熔法合成红宝。在X射线下，大部分天然红宝显惰性，而焰熔法合成红宝可有磷光。7.内含物：由于生长环境的不同，天然和合成红宝的内含物是决然不同的。天然红宝内因长期的地质年代作用和复杂的生长环境导致含物复杂，有金红石针、白云石、榍石、水铝矿、锆石等固态包体，也有“煎蛋状”流体包体，还有的内部发育双晶、色带等；而焰熔法合成红宝石生长环境简单生长时间短，其内含物比较单一，有时会有未熔粉末和气泡，未熔粉末呈面包屑状分布，气泡可呈异形，常与弯曲生长纹呈垂直分布，可聚集可分散，一般很小，低倍镜下呈小点状，需高倍镜才可见其轮廓。焰熔法合成蓝宝石的鉴别：1.弯曲生长纹：焰熔法合成蓝宝石的弯曲生长纹相对合成红宝的较宽，有时还不连续。但聚集的与生长纹的方向垂直的拉长气泡可帮助判断。黄色蓝宝石无弯曲生长纹。2.吸收光谱：天然蓝宝石（无论黄、绿、蓝）均全部或部分显示Fe谱的三条吸收线450、460、470，其中450最强；而合成蓝宝的线模糊不清楚或缺失。合成变色蓝宝的V线470很强。3.发光性：天然蓝宝由于Fe致色，而显荧光惰性（少有荧光反映），而合成蓝宝常有荧光，不同颜色品种的现实不同强度和颜色的荧光。4.内含物：和合成红宝很像，常常有垂直于弯曲生长纹方向的拉长气泡，或聚集或分散，其周围还常伴随有蓝色粉末物质（未熔粉末）。5.普拉托法测试：由于蓝宝石中一些颜色品种常常缺失弯曲生长纹而使肉眼或放大都难以鉴别，而普拉托法测试是合成宝石强有力的证据。将宝石置于二碘甲烷中，在正交偏光镜下沿光轴方向观察，在2030倍镜下观察，会发现呈60夹角的两个方向的直线，这便是合成蓝宝的独特鉴定依据。焰熔法合成星光红蓝宝的鉴别：1.外观：首先，颜色的柔和、自然作为辅助鉴定。然后，根据星线作为判断：天然的星光红蓝宝星线中间粗两边细，可不连续；中间有宝光；星光发自内部。合成的星光红蓝宝星线均匀、平直、连续；中心无宝光；星线浮于表面。2.放大观察：天然红蓝宝针状包体可见，易识别；内部有固体、气液两相、指纹状包体；有平直、角状色带。合成红蓝宝针状金红石包体极微小、难见；内部有未熔粉末和气泡；明显的弯曲生长纹。三。焰熔法合成尖晶石及其鉴别焰熔法合成尖晶MgO和Al2O3的配比变化很大，可从1：11：2.5，最高可达1：5.红色尖晶：原料比例必须严格1：1，稍有偏差，均会导致颜色不呈红色，合成较难，且焰熔法合成红尖晶性脆易碎，市场上不常见。蓝色尖晶：焰熔法合成蓝色尖晶为Co致色，原料配比为1：1.53.5.绿色合成品原料配比为1：3，褐色配比为1：5.还有有月亮效应的无色品种，原料配比为1：5，过多的Al2O3形成无数细小的针状包体导致月光效应，用来仿月光石。鉴别：1.颜色：天然尖晶颜色自然、柔和，合成尖晶颜色均匀、鲜艳、不自然。仅作为辅助判断。2.折射率：合成无色尖晶折射率相当稳定1.728，而天然尖晶折射率一般不超过1.720，常为1.717.3.内含物：天然尖晶常有八面体负晶，气液两相包体或固态包体；而合成尖晶同红宝一样有：未熔粉末，但较少；气泡，较少气泡，但常为异形；弯曲生长纹，不同于红宝的细密的纹，合成红尖晶的纹呈宽的弯曲色带，但也基本不可见。4.吸收光谱：天然和合成红尖晶的谱线一样，均为Cr谱，只是合成还常有686nm的荧光细线，而天然的没有（因天然的杂质较多，抑制了荧光）。天然蓝色尖晶为Fe谱，而合成蓝色尖晶为Co谱：540、580、635.5.发光性：天然尖晶荧光常为惰性，而合成尖晶在长短波下均有强度不同的荧光，且在短波下呈白垩状荧光。6.光性特征：正交偏光镜下，天然常为全暗，但是焰熔法合成尖晶由于有较多的Al2O3，使晶格畸变、扭曲，所以常显示栅格或波纹状异常消光。四。焰熔法合成金红石及其鉴别由于Ti2O3在燃烧时易脱氧，所以需要在合成刚玉的装置上多加一个氧管，以提供充足的氧。Ti2O3的熔点为1840。即使如