人工合成宝石和天然蓝宝石绿宝石化学成分
由于天然宝石美丽而稀少,故备受人们青睐,因而它的价格十分昂贵。人们一直在寻求一些易于生产而价值低廉,又与天然宝石基本相同或相仿的材料。这些完全或部分由人工生产或制造的,用于制造首饰及装饰品的宝石材料称为人工宝石。
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从分类的角度,根据人为因素的差异以及产品的具体特点,将人工宝石划分为合成宝石、人造宝石、拼合宝石及再造宝石。
1、合成宝石∶指部分或完全由人工制造的晶质或非晶质材料,这些材料的物理性质、化学成分及晶体结构和与其相对应的天然宝石基本相同。例如,合成红宝石与天然红宝石的化学成分均为Al。O(含微量元素Cr),它们具有相同的折射率和硬度。
2、人造宝石∶指由人工制造的晶质或非晶质材料,然而这些材料没有天然的对应物,如人造钛酸银,迄今为止自然界中还未发现此种化合物。
3、拼合宝石∶指由两种或两种以上材料经人工方法拼合在一起,在外形上给人以整体琢型印象的宝石。例如,目前流行的一种蓝宝石刻面琢型的拼合宝石,常常上部为合成蓝宝石,下部为天然蓝宝石,两者之间用树脂黏合,看上去像一个完整的刻面宝石。
4、再造宝石∶将一些天然宝石的碎块、碎屑经人工熔结后制成。常见的有再造琥珀、再造绿松石等。
二、人工合成宝石的特点及区分方法
合成宝石与人造宝石的最大区别是其生成的材料是否有天然对应物。下面,我们就对常见的一些人工合成宝石的材料、特点和简单的区分方法做一简单介绍。
1、玻璃。玻璃是一种价格低廉的人造材料,用于仿制天然珠宝玉石,如玉髓、石英、绿柱石(祖母绿和海蓝宝石)、翡翠、软玉和黄玉等。宝石学上所指的用于仿宝石的玻璃是由氧化硅(石英的成分)和少量碱金属元素如钙、钠、钾或铅、硼、铝、钡的氧化物组成的。
2、塑料。根据塑料的低密度(用手掂,明显感觉到很轻)、低硬度(用小刀可以划动)、低传导率(接触时有温感)、可燃性(用热针接触样品时,样品会熔化或烧焦,发出辛辣难闻的气味)等特点,很容易区分宝石、玉石和塑料。
3、合成立方氧化锆。合成立方氧化锆也称CZ钻,尽管其磨成宝石后,外观极像钻石,但还是可以用一些简单的方法来加以区分的。合成立方氧化锆的密度为6g/cm左右,是钻石密度(3.5g/cm)的1.7倍,故它的手感比较沉重;或者用油性笔划过样品的表面,划过钻石表面时可留下清晰而连续的线条,划过合成立方氧化锆时则出现不连续的小液滴现象;或者对着样品哈气,对于雾气很快散开的样品为钻石,较慢散开的为合成立方氧化锆。
4、合成红宝石和蓝宝石。红宝石和蓝宝石的合成试验始于19世纪60年代,但直到20世纪初维尔纳叶炉诞生后,合成红、蓝宝石才真正成功。合成的红、蓝宝石是从熔体中结晶而来的,其主要成分均为Al2O3,在合成时加入微量的Cr,则呈现红色,即合成红宝石;如果加人微量的Ti,则就成为合成蓝宝石。
合成红宝石和蓝宝石与天然的红、蓝宝石的外观和性质十分接近,因此区分它们也比较困难。目前主要是根据样品内部的包裹体的差异进行鉴别,如合成红、蓝宝石中常含有气泡、细密的弧线纹等。如果包裹体细小,用放大镜可能还观察不到这些现象,此时就需要用光学显微镜来观察才能分辨。
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合成水晶和天然水晶几乎没有什么差别,从成分上都是以SiO2为主,加入不同的微量元素,则可呈现不同颜色(如无色、紫、黄、蓝、绿、茶色等)的品种,但用于珠宝以紫色最广泛,其次为黄色;在价格上两者之间的差别也不算大。
目前,区分合成水晶与天然水晶的主要方法在于区分其内部的包裹体,也可以用吸收光谱等一些简单的仪器来测量。此外,如果见到蓝色或绿色的水晶,通常可以判断其是人工合成的,因为自然界几乎没有发现这两种颜色的水晶。
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