助熔剂法在宝石晶体生长中的应用

 快乐赛车注册平台     |      2020-01-24 03:00
中地数媒(北京)科技文化有限责任公司奉行创新高效、以人为本的企业文化,坚持内容融合技术,创新驱动发展的经营方针,以高端培训、技术研发和知识服务为发展方向,旨在完成出版转型、媒体融合的重要使命   作者简介:付林堂,中宝协人工宝石专业委员会第一届副主任委员,第二届委员,第三届高级顾问,原国家建材局人工晶体研究所高级工程师   助熔剂法又称高温熔体溶液法,它是将晶体的原成分在高温下溶解于低熔点助熔剂熔体中,形成饱和的溶液,然后通过缓慢地降温或其他方法,形成过饱和的溶液而析出晶体,该过程类似于自然界中矿物晶体从岩浆中结晶的过程,在宝石晶体合成中占有重要的位置   利用助熔剂法生长晶体已有很久的历史,19世纪中期,西欧就曾用此法合成金红石和祖母绿,由于焰熔法红宝石的出现,该法曾一度被人忽视,但近几十年来,由于科技发展的需要又重新发展起来,在宝石生长中大量应用,不仅可以生长各种助熔剂红宝石,而且可生长祖母绿、尖晶石等      助熔剂法生长有许多优点,它适用性很强,几乎对所有的材料,都能找到合适的助熔剂。助熔剂法要求温度低,许多难熔化合物,或在熔点处易挥发或变价的化合物,或非同成分熔化的化合物,都能从熔体溶液中生长出来。另外由于它与矿物在岩浆中结晶类似,生成的宝石晶体的包裹体也极像天然宝石包裹体,所以颇受宝石合成者的重视。助熔剂法由于温度要求低,所以设备相对简单,从发热体到测量温度的元件都好解决。这种方法的缺点是生长周期长,且有些助熔剂有腐蚀性和毒性,容易污染环境   助熔剂法,顾名思义,一定有助熔剂。作为助熔剂,一个基本的要求就是它熔化后能溶解待生长的晶体,且不易分解挥发。PbF2、PbO2、Bi2O3等极性化合物是最好的材料,它们熔点低,溶解能力强。B2O3和BaO-Bi2O3也很常用。还有一些复杂的化合物如钨酸盐、钼酸盐、冰晶石等有时也被选作助熔剂   1)它对拟生长的晶体有极好的溶解性,随温度的变化,溶解度变化也较大,这样晶体容易生长   2)在宽的温度范围内,所生长的晶体是唯一的稳定相,也就是助熔剂与晶体成分不能形成中间产物   图中设 A为助熔剂,B为待生长的宝石,B溶于A中,取X处B溶于A,将A与B按wB=x的比例混合,熔点为tQ,当同成分熔化,从tQ慢慢降温到tQ'时,则B在A中溶解度为x',由于xx ',所以溶液过饱和且析出(x-x )B的B组分,B组分的析出,表明可以结晶生长。由于温度慢慢下降,共晶线沿tBqe向下移动,B组分不断析出,晶体长大。从图中可以看出由于采用A组分做助熔剂,使B组分的结晶温度由 tB降到tQ,这就达到了目的。一般助熔剂是无机盐类,所以此法也可称熔盐法   焰熔法红宝石产量大,结晶好,颜色全,但与天然红宝石极易鉴别。为了生长出接近于天然红宝石的合成红宝石,人们把精力集中到助熔剂法上,由于助熔剂法红宝石的包裹体、生长习性与在岩浆中形成红宝石有相似的结晶条件,所以长出的红宝石几乎达到以假乱线),这也是助熔剂法红宝石长久不衰的原因   2)不希望的生长习性,由于红宝石(0001)面生长慢,所以长成(0001)薄片,导致使用率低且结晶不完整   3)包裹体,内含助熔剂包裹体过多,不仅破坏了结晶完整性,而且不像天然红宝石的包裹体   上面已经讲过,助熔剂法生长原理可据二元相图来说明,根据Na3AlF6-Al2O3二元相图(其中A为冰晶石,B为Al2O3)可以确定配比,Na3AlF6和Al2O3配比可选择在 Al2O3质量分数13%~20%范围内。生长温度在980~1050℃之间   将Na3AlF6和Al2O3(纯度用AP级)混合,加Cr2O3(1%~3%),混合、压块并均匀熔化,生长炉如图3(b)所示,其发热元件为高温电炉丝,温场可以用炉丝的分布来调整,也可以用改变坩埚上下位置来调整,温场如图3(a)所示。tQ=980~1050℃t1-t2=20℃左右   坩埚85(d)mm×85(h)mm,装料重1000g,熔化后用籽晶下试法来测试溶液的饱和温度,在高于饱和温度20℃左右保持4~5h,要确保溶质被充分熔化,然后慢慢下降籽晶,并且以 0.5~1℃/h的速度降低温度,籽晶以10~30r/min的速度转动,使晶体慢慢长大   用上面技术生长出的晶体与天然红宝石有近似的外形和结晶习性,主要表现的习性面有   没有发现柱面a面,且c面生长极慢,故在籽晶切面和改善晶形方面应注意这些因素,以保证生长出较大的晶体   除结晶习性外,熔体的挥发也是一问题,由于晶体生长是在开放系统下进行的,熔剂Na3AlF6在熔融状态下,每次生长中有 6%的熔剂挥发。熔体中大量的F、Na离子以及它们的化合物相当活泼,很容易从表面溢出,导致熔体挥发过快;另外由于表面挥发造成熔液表面具有更大的饱和度,表面成核几率大,使长出来的晶体质量不好,所以用晶种生长时,将晶种放在液面下一点,以使晶体发育完整,同时还要增加助熔剂比例,以补充挥发造成的损失   张克从,张乐漶.1997.晶体生长科学与技术(第二版).北京:科学出版社快乐时时彩 快乐时时彩app 快乐时时彩手机版官网 快乐时时彩游戏大厅 快乐时时彩官方下载 快乐时时彩安卓免费下载 快乐时时彩手机版 快乐时时彩大全下载安装 快乐时时彩手机免费下载 快乐时时彩官网免费下载 手机版快乐时时彩 快乐时时彩安卓版下载安装 快乐时时彩官方正版下载 快乐时时彩app官网下载 快乐时时彩安卓版 快乐时时彩app最新版 快乐时时彩旧版本 快乐时时彩官网ios 快乐时时彩我下载过的 快乐时时彩官方最新 快乐时时彩安卓 快乐时时彩每个版本 快乐时时彩下载app 快乐时时彩手游官网下载 老版快乐时时彩下载app 快乐时时彩真人下载 快乐时时彩软件大全 快乐时时彩ios下载 快乐时时彩ios苹果版 快乐时时彩官网下载 快乐时时彩下载老版本 最新版快乐时时彩 快乐时时彩二维码 老版快乐时时彩 快乐时时彩推荐 快乐时时彩苹

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