1、红宝石（Ruby）鉴赏,成员：李霖升、卓祖优、黄欣瑀、吴涛、朱文豪,1、基本介绍2、主要产地3、合成红宝石4、红宝石的应用,1、基本介绍,红宝石是指颜色呈红色的刚玉，它是刚玉的一种，主要成分是氧化铝(AlO)。红色来自铬(Cr)，主要为Cr2O3，含量一般0.13%，最高者达4%。天然红宝石大多来自亚洲（缅甸、泰国、斯里兰卡、中国新疆、中国云南等），非洲，大洋洲（澳大利亚），以及美洲（美国的蒙大拿州和南卡罗来纳州）。天然红宝石非常稀少，因此很珍贵，但是合成红宝石并非太难，所以工业用红宝石都是合成的。,基本特征,矿物名称：刚玉成分：Al2O3晶系：属三方晶系、复三方偏方面体晶类晶形：常呈桶状、短
2、柱状、板状等透明度：透明至半透明硬度：9色彩来源：微量铬使它显红色，铬含量越高越红，最红的俗称“鸽血红”。,2、主要产地,缅甸红宝石有两个主要产地，一是缅甸抹谷;另一个是缅甸孟素。,缅甸抹谷红宝石,缅甸抹谷红宝石（Mogok）红宝石透明，内部干净，有大红色、紫红色、粉红色等，其中以鸽血红质量上乘。多做刻面宝石，也可有星光宝石。,缅甸蒙素红宝石,缅甸蒙素（MongHsu）红宝石，半透明不透明，暗红、玫瑰红色，质量差，一般需经热处理改色后才能用作宝石。琢形主要为弧形，常见一些星光红宝石。,3、合成红宝石,合成红宝石(Synthetic ruby)这是按工业规模生产的第一种合成宝石，生产中广 泛采用
3、了火焰熔融法合成红宝石通常呈鲜亮的红色，与天然红宝石区别甚小，物理性质也相同。,合成方法,1、助熔剂法2、水热法3、焰熔法,助熔剂法,助熔剂法是将组成宝石的原料在高温下溶解于低熔点的助熔剂中，使之形成饱和溶液，然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发熔剂等方法，使熔融液处于过饱和状态，从而使宝石晶体析出生长的方法。助熔剂通常为无机盐类，故也被称为盐熔法或熔剂法。 助熔剂法根据晶体成核及生长的方式不同分为两大类：自发成核法和籽晶生长法。,助熔剂法采用的坩锅和马福炉,演讲人：朱文豪,助熔剂法的优缺点,优点1.适用性很强。2.生长温度低。3.对于有挥发性组份并在熔点附近会发生分解的晶体，无法直接从其熔融体
4、中生长出完整的单晶体。 4. 助熔剂法可以在相变温度以下生长晶体，因此可避免破坏性相变。 5.助熔剂法生长晶体的质量比其它方法生长出的晶体质量好。 6.助熔剂法生长晶体的设备简单。缺点1.生长速度慢，生长周期长。2.晶体尺寸较小。3.坩埚和助熔剂对合成晶体有污染。 4.许多助熔剂具有不同程度的毒性，其挥发物常腐蚀或污染炉体和环境。,助熔剂法工艺流程,具体工艺：原料：AL2O3和少量的Cr2O3；助熔剂：PbO-B2O3或PbF2-PbO。铂坩埚置于装有旋转支持底座的电炉内加热。加热：加热至1300，并旋转坩埚，使坩埚内的助熔剂和原料完全熔融。生长：停止加热，以每小时2的速度缓慢冷却至915，大
5、致需8天。晶体缓慢生长。晶体生长结束，倒出助熔剂。用稀硝酸将残存的助熔剂溶解，即可获得干净的红宝石晶体。用此法长成的红宝石晶体成本高，难以大量生产。,水热法,水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。水热法的特点：1） 合成的晶体具有晶面，热应力较小，内部缺陷少。其包裹体与天然宝石的十分相近。2） 密闭的容器中进行，无法观察生长过程，不直观；3） 设备要求高（耐高温高压的钢材，耐腐蚀的内衬）、技术难度大（温压控制严格）、成本高；4） 安全性能差；,演讲人：吴涛,水热
6、法合成装置,水热法合成宝石采用的主要装置为高压釜，在高压釜内悬挂种晶，并充填矿化剂,水热法合成祖母绿装置图,水热法工艺流程,焰熔法,焰熔法是从熔体中生长单晶体的方法。其原料的粉末在通过高温的氢氧火焰后熔化，熔滴在下落过程中冷却并在籽晶上固结逐渐生长形成晶体。焰熔法合成的宝石原始晶形都是梨形。而天然宝石的晶体形态为一定的几何多面体。市场上也出现过将焰熔法合成的梨晶破碎，甚至经过滚筒磨成毛料，来仿称天然原料销售。,焰熔法生长的各种梨晶,演讲人：李霖升,焰熔法合成装置,维尔纳叶法合成装置,焰熔法工艺流程,1）原料提纯要求原料是来源丰富，价格低廉，提纯方法简便有效。（2）粉料的制备要求粉料纯度高，化学
7、反应完全，体积容量小，晶体构型要有利于晶体生长。（3）晶体生长晶体生长的过程可分接籽晶，扩大放肩，等径生长三个阶段。在整个晶体生长过程中，要求供料系统给料均匀，保证粉料全部熔化成微小液珠；要求气体燃烧器温度达2900，并构成三层火焰的形状和温度的有序变化；要求结晶炉给生长的晶体创造良好保温条件，并便于气体流动和不积粉；要求下降机构保证起始位置能使晶体顶部温度高于晶体熔点而低于晶体沸点，并保证有2-3mm厚的熔融层。（4）退火处理把合成晶体装入高温炉后缓慢升温至预定温度，然后进行长时间的恒温与缓慢退火，以释放合成宝石晶体热应力，防止晶体因受热而开裂。,合成宝石与天然宝石的区别,红宝石中的金红石针
8、,焰熔法合成宝石,焰熔法：晶体呈棒状鉴别：利用放大镜观察，可见焰熔法合成的红宝石，内部有气泡（如上图）、弧形生长纹,助熔剂法合成宝石,助熔剂法：晶体呈菱面体鉴别：利用放大镜观察，可见助熔剂法合成的红宝石，内部有呈三角形、六边形的铂金属片，或彗星状包体、糖浆状纹理等,水热法合成宝石,水热法：晶体呈板状鉴别：利用放大镜观察，可见水热法合成的红宝石，内部有树枝状生长纹、色带、金黄色金属片、无色透明的纱网状包体或钉状包体。,4、红宝石的应用,红宝石激光器红宝石激光器是一种激光器，工作物质是红宝石棒。在激光器的设想提出不久，红宝石就被首先用来制成了世界上第一台激光器。激光用红宝石晶体的基质是Al2O3，晶体内掺有约0.05%（重量比）的Gr2O3。其已经成为在医学、工业以及众多科研领域不可或缺的基本仪器设备。,演讲人：黄欣瑀,红宝石激光器的用途,谢谢,
