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看完后你也是宝石专家!一眼辨别合成红宝石和天然红宝石

时间:2023-04-07 20:15:10 | 浏览:3060

红宝石作为世界四大名贵彩色宝石之一,产量稀有,价值珍贵。为了满足对红宝石的大量需求,市场上陆续出现不同方法合成的红宝石。目前市场上主要可见四种合成红宝石的方法:焰熔法、助熔剂法、水热法、晶体提拉法。虽然合成红宝石的物理、化学性质与天然红宝石

红宝石作为世界四大名贵彩色宝石之一,产量稀有,价值珍贵。为了满足对红宝石的大量需求,市场上陆续出现不同方法合成的红宝石。目前市场上主要可见四种合成红宝石的方法:焰熔法助熔剂法水热法晶体提拉法

虽然合成红宝石的物理、化学性质与天然红宝石很相似,但也不是毫无漏洞。不同方法合成的红宝石都会有其合成特征,了解这些生长特征,我们就可以一眼看出真假啦!

01 焰熔法合成红宝石

合成原理

纯净的氧化铝(Al2O3)粉末和致色剂经2000℃左右的氢氧焰熔化,再降温固化形成单晶体红宝石。

鉴定特征

表面特征

1.原始晶形:焰熔法合成红宝石原始晶形为梨晶,也有将梨晶破碎冒充天然红宝石毛料在产地或矿区出售的情况。

2.颜色:焰熔法合成红宝石内微量元素种类单一,颜色较天然红宝石纯正、艳丽。现在随着合成工艺的发展,焰熔法合成红宝石的颜色越来越丰富,颜色只能作为辅助鉴定特征。

3.裂纹状表面纹理:合成红宝石有时抛光过程不够仔细,比较容易产生裂纹状的表面纹理,也被称为“火痕”或者“颤痕”。

内部合成特征

图1 焰熔法合成红宝石中的弧形生长纹

1. 生长纹:弧形生长纹(图1)是焰熔法合成红宝石区别于天然红宝石的重要依据。

2. 气泡:一般为球状,也有拉长的气泡,称为 “蝌蚪状”气泡,且气泡拉长方向常跟弧形生长纹垂直。

3. 细小粉末:未发生完全熔融原料粉末,会残留在生长晶体中。

发光性

天然红宝石和焰熔法合成红宝石在紫外光照射下均可发红色荧光。大部分天然红宝石中含Fe元素,会减弱其荧光效果,表现为惰性或弱红色荧光,而焰熔法合成红宝石致色元素单一,红色荧光较强。当用查尔斯滤色镜观察红宝石时,焰熔法红宝石能够显示出更明显的红色。其他方法合成红宝石也有相似现象。

Tips

焰熔法合成星光红宝石与天然宝石的区别:合成星光红宝石的星线仅存于样品的表层,星线完整清晰,星线较细(图2)。而天然红宝石中星线产生于样品内部,星线较粗,可能有缺失、不完整等特点

图2 合成星光红宝石完整细直的星线

合成星光红宝石中的针状金红石包体往往小于天然星光宝石中的针体,且弧形生长纹很明显(图3)。

图3 焰熔法合成红宝石中明显的弧形生长纹

02 助熔剂法合成红宝石

合成原理

助熔剂法合成红宝石的工艺较复杂,其生长过程与天然红宝石生长较为相似。在这种工艺里,氧化铝和致色元素(如Cr元素)在大约1300℃的温度下,熔解于助熔剂中,并添加少量氧化物,晶体便会生长。

鉴定特征

表面特征

1.原始晶形:助熔剂法合成红宝石晶形主要呈板状、粒状。

2.颜色:助熔剂法合成红宝石颜色较丰富,包括各种深浅不一的红色。

内部合成特征

1. 金属片:助熔剂法合成红宝石内部可见到从铂坩埚上剥落的铂片,铂片可呈三角形、六边形或不规则多边形状。铂片出现的几率较低。

2.助熔剂残余:助熔剂法合成红宝石中最主要的固态包体是助熔剂残余,这些助熔剂残余往往有特定的颜色和形态(图4-6)。

图4 助熔剂法合成红宝石中的助熔剂残余

图5 助熔剂法合成红宝石中的助熔剂残余

图6 助熔剂法合成红宝石中各种形态的助熔剂残余

03 水热法合成红宝石

合成原理

纯净的氧化铝(Al2O3)粉末和致色剂经2000℃左右的氢氧焰熔化,再降温固化形成单晶体红宝石。水热法合成技术是一种更接近天然宝石在热液环境中生长的技术。在饱和溶液中放入种晶,溶质析出沉淀,籽晶不断生长。

鉴定特征

表面特征

1. 原始晶形:水热法合成红宝石晶体多为厚板状至板状,晶面上可见各种生长花纹。

2. 颜色:目前面市的水热法合成红宝石可有浅红到深红的各种颜色,往往透明度很高,内部很纯净。

内部合成特征

1. 种晶片:水热法生长晶体需使用种晶片,种晶片与其两侧的红宝石有着明显的界线,但往往会在磨制过程中切除。种晶片的两侧有时可见一些发育不规则的晶芽和雾状包体。

2. 生长纹:生长纹往往深浅不一,形态呈锯齿状、波纹状(图7、8)。

图7 水热法合成红宝石内波纹状生长纹

图8 水热法合成红宝石内波纹状生长纹

3.钉状包裹体:水热法合成红宝石内可见一种特征的“钉状”流体包体,有时钉状包体变得十分细小,表现为一根根密集且定向排列的细针。

4.金属包裹体:它们呈分散状或局部聚集分布,可具三角形、四边形等多边形的形状,在透射光下不透明,反射光下可具金属光泽。

04 晶体提拉法合成红宝石

合成原理

晶体提拉法是一种利用籽晶从熔体中提拉生长出高质量单晶的方法,后来更进一步发展为可以控制晶体形状的提拉法,也叫导模法,即可以直接从熔体中拉制出具有各种截面形状晶体的生长技术。

鉴定特征

晶体提拉法合成红宝石与焰熔法合成红宝石的特征十分相似。

1.极细的弯曲生长纹和拉长的气泡,有时还可见云朵状的气泡群。

2.偶尔可见未熔化的原料粉末

3.可能带有籽晶的痕迹

05 莱切雷特纳合成红宝石

合成原理

莱切雷特纳(Lechleitner) 合成红宝石是一种在种晶表面利用助熔剂法合成出外部生长层的新产品,其种晶通常是焰熔法合成红宝石,极少数为天然红宝石。

鉴定特征

1. 肉眼观察内部相对洁净,可见轻微的云状物。

2. 放大观察,可能发现焰熔法合成红宝石(或天然红宝石)的内部特征,以及助熔剂包裹体。

3. 如果种晶是天然红宝石,在长波紫外光下莱切雷特纳合成红宝石合成生长层会显示亮红色荧光,与种晶较弱的红色荧光形成鲜明对比。

结 语

随着合成技术越来越成熟,合成红宝石的特征不比以前明显,甚至会出现和天然红宝石一样的内部特征。想要确定红宝石的天然性,最好到专业的鉴定机构进行检测。

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