寶石熱處理

1、寶石熱處理 寶石熱處理根據不同的寶石熱處理需要采用臺車爐、烘箱、高溫燒結爐等各種熱處理設備一、剛玉類寶石（紅、藍寶石）熱處理法用的最多的是在剛玉中,剛玉也大部分需要熱處理進行改善.目前國際市場上的剛玉紅、藍寶石有 90-95%是經過不同方法熱處理的.因此在此分類詳細介紹熱處理法改變剛玉的顏色。（1）熱處理剛玉的改色機理1. 含鐵離子剛玉從無色、淺黃綠色到黃色、橙色的互變在藍寶石（Al2O3）中的鐵，常以二價態(tài) Fe2+或三價態(tài) Fe3+

2、存在。在高溫晶體生長的條件下，鐵一般以 Fe2+或 FeO 出現。當這樣一種 Fe2+在取代剛玉中的 Al3+時，為保持晶體電中性，每兩個 Fe2+的存在就會出現一個氧空位，這樣可以產生幾乎無色的剛玉晶體、或者略帶一點綠色調。其組成為： （1-x）Al2O3+2xFeO→Al2-2x Fe2x O3-x在高溫下，氣體中的氧可以通過擴散將 Fe2+氧化成 Fe3+4Fe2+ +O2→4Fe3++2O2-在剛

3、玉藍寶石中，這時沒有氧空位了，相當于 Al2O3 中存在著 Fe2O3 雜質，電荷是平衡的，依 Fe3+濃度的不同，寶石可以出現淺到中等的黃色。若在還原氣氛中加熱，比如在 H2 或 CO 的條件下，就會產生相反的作用Fe2O3+ H2→2FeO+ H2O 或 Fe2O3+ CO→2FeO+ CO2如果更強烈的加熱，Fe2O3 可能會聚集形成多分子顆粒，從而產生更深的黃到褐的顏色。也就是說，當鐵離子以二價的形式存在于剛玉中時，寶石是無色略

4、帶一點綠色調。在高溫下，通過氣體擴散 Fe2+可以氧化成 Fe3+，隨 Fe3+含量的多少，寶石可以出現不同程度的黃色。相反當有還原氣氛存在時 Fe3+又可以轉為 Fe2+，寶石又可恢復原來的顏色，但較氧化反應難進行。氧化成 Fe3+的反應甚至在有鈦存在時才可能。當寶石中鐵的含量遠遠超過鈦的含量時，鐵離子之間的電荷轉移占主導地位，寶石仍可呈現出黃色，但含鈦所形成的黃色比不含鈦所形成的黃色暗得多。當鐵離子和鉻離子共存，鐵為二價時，寶石為粉

5、色，經氧化加熱鐵變?yōu)槿齼r，寶石成橘紅色。這些熱處理的溫度很高，常接近剛玉熔點（2050℃）的溫度，即 1500℃以上。因此，必須具有良好的控溫系統，否則會使寶石部分或全部熔化。實驗中，為將 Fe2+氧化為 Fe3+常采用敞開坩堝的方法，一般不需要使用可引起化學反應的化學藥品。為了防止寶石炸裂，緩慢升降溫和填入緩解溫度的化學藥品很有必要。這種方法得到的寶石顏色十分穩(wěn)定，對光和熱均不退色。2.含鐵和鈦離子的無色或淺藍色剛玉顏色加深及深藍色剛

6、玉顏色變淺這是兩個相反的過程，實現這兩個過程的理論基礎是：鐵和鈦的的電荷轉移是引起藍寶石顏色的主要原因。這種電荷轉移，涉及到如下作用：Fe2+→Fe3++e- Ti4++e-→Ti3+ 得： Fe2++Ti4+→Fe3++Ti3+方程右邊的兩項比左邊的兩項具有更高的能量狀態(tài)。當光照射到寶石上時，單電子吸收光能從鐵轉移心。（2）熱處理剛玉的鑒別特征經熱處理后的紅寶石、藍寶石表現的鑒定特征大致相同1.顏色熱處理后的紅、藍寶石可有顏色不均勻的

7、現象，如出現特征的格子狀色塊、不均勻的擴散暈等。另外熱處理前后原色帶的顏色、清晰度也會發(fā)生不同程度的變化。斯里蘭卡乳白色的 Geudas 剛玉經熱處理后呈現美麗的藍色，其藍色常集中在一些不規(guī)則的色帶和色斑里，放大檢查可看到這些色帶或色斑的顏色是由一些邊緣模糊的藍色質點聚集而成的霧狀包裹體。而我國山東藍寶石在熱處理后原本的藍色的色帶可轉變成無色透明的色帶。棕褐色色帶可轉變成藍色色帶，原本不顯示色帶的樣品熱處理后可顯示出黃色色帶。2.固態(tài)包

8、裹體經熱處理后的紅、藍寶石其固態(tài)包裹體將發(fā)生不同程度的變化。紅、藍寶石內部的低熔點包裹體，如長石、方解石、磷灰石等，在長時間的高溫作用下發(fā)生部分熔解，原柱狀晶體邊緣將變得圓滑。一些針狀、絲狀固態(tài)包裹體如金紅石則隨著熔解程度的不斷加強轉變成斷續(xù)的絲狀、微小的點狀等形態(tài)，有時高溫處理的紅、藍寶石表面可見到一種白色絲斑，是金紅石高溫破壞后的產物。3.流體包裹體紅、藍寶石內的原生流體包裹體在高溫作用下會發(fā)生脹裂，流體侵入新脹裂的裂隙中。4.表面

9、特征由于高溫熔解作用，成品紅、藍寶石的表面會發(fā)生局部熔融，因而產生一些凸凹不平的麻坑。為了消除這些麻坑，樣品需要二次拋光，二次拋光作用不能保證一次拋光中刻面棱角的完整性，常使原本平直的刻面棱角出現雙角棱、多面角棱現象。5.吸收光譜和熒光特征據報道經熱處理的黃色和藍色藍寶石在臺式分光鏡下觀察，缺失 450nm 吸收帶，某些熱處理的藍色藍寶石在短波紫外光下顯示弱的淡綠色或淡藍色熒光。二、石英類寶石（1）熱處理石英類寶石簡介1.黃水晶紫水晶加

10、熱(350℃以上)可以改變成黃水晶，經輻照變成煙水晶的晶體，再經熱處理可改成黃水晶，淺綠色水晶經熱處理后也可改色成黃水晶。黃色水晶呈現淺黃色，一般深黃色水晶較少。雖然也有鮮艷的黃水晶，但是數量是極少的，一般由煙、茶色水晶處理而成，黃色中帶有邪色(褐色、茶色等)，并有褪色現象，對光和熱是不穩(wěn)定的，有些隨時間流逝會恢復到煙、茶色。褐色水晶幾乎很少，因此可以說市場上所見到的黃褐色水晶，一般都是由煙晶熱處理而來的。2.綠水晶某些紫水晶進行熱處理