合成立方氧化锆课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,晏鸿珏,彩色合成立方氧化锆,致色原理及鉴别,彩色合成立方氧化锆,生长立方氧化锆晶体原理,1.,冷坩埚熔壳法,放料：粉料,ZrO,2,与稳定剂,Y,2,O,3,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，,1200C,熔融氧化锆导电,熔体稳定,30,到,60min,降温结晶,工业合成立方氧化锆,水热法,以,Zr,4+,和,Y,3+,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,ZrO,2,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。

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,、,E r,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%Pr,2,O,3,，,0.05%CoO,0.02%Cr,2,O,3,，合成时稳定剂,Y,2,O,3,含量高，达到,15mol%,20mol%,祖母绿色氧化锆用于模仿天然祖母绿彩色乳锆,在,900,下，对含,12mol,Y,2,O,3,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,Y,2,O,3,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合成立方氧化锆性质,摩氏硬度：,8,9,，密度：,5.8,6.34g/cm,3,，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。

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/cm,3,，远小于合成立方氧化锆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,Mn,2+,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,Fe,2+,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/cm,3,远小于合成立方氧化锆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/cm,3x,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成分关系的研究,为合成色彩丰富的宝石级立方氧化锆提供了更多的资料，也为其仿制其他种类天然宝石创造了基础冷坩埚熔壳法在合成立方氧化锆上取得了巨大成功，也为彩色宝石合成开拓了新思路。