人工合成的立方氧化锆是一种坚硬、无色及光学上无瑕的宝石结晶。因为其成本低廉,耐用而外观与钻石相似,故此在1976年起至今都是最主要的钻石(金刚石)的代替品。近年开始亦有用性质更为接近钻石的人工培养碳化硅(Silicon Carbide)与立方氧化锆竞争代替钻石。
该工艺在苏联进行了完善,专门用于结晶合成立方氧化锆,用于光学,电子和激光设备。立方氧化锆具有很高的熔点,是一种非常活泼的材料。由于立方氧化锆的熔点为2750°C,因此没有容器可以容纳此熔体,因此使用了冷坩埚或颅骨。
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一、颅坩埚法如何合成宝石?
一个装有氧化锆粉,稳定剂和一些锆金属的容器。它们被射频场(类似于微波炉)迅速加热。当芯部温度升高到极限水平时,氧化锆粉末将用作其自身的绝缘材料和容器。
这种金属会与氧气发生反应并融化,但外面的皮肤厚度约为1/15英寸,通过与液体-周围的冷却的铜管-头骨接触而保持固态。氧化锆和稳定剂内容物保持熔融数小时以提供均匀性。
功率降低,头骨从线圈中缓慢降下。晶体生长始于头骨的底部,圆柱状晶体向上生长,直到整个熔体凝固。容易获得的单个单晶柱的直径通常为2英寸。轻敲将分离晶体柱。掺杂剂用于产生各种颜色。
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二、颅坩埚法合成宝石鉴别
1.纯净时无色(不含任何掺杂剂)– 钻石模拟物的SG的范围从5.60至6.20(按掺杂剂使用)。
2.各向同性字符。
3.分散为0.060。
4.一些品种在紫外线下显示出强黄色荧光。
5.看到的特征性夹杂物是负晶体,氧化锆粉末流,它们以微小的白色球形气泡出现。