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发表 2004-12-21 14:14:58 人气:1513 
第四章 宝石的某些物理性质 [/ALIGN][/B]
[B][ALIGN=CENTER]第一节 宝石的发光性质[/ALIGN][/B]
宝石矿物的发光性是指宝石在外来能量激发下，发出可见光的特性。而激发发光的因素有摩擦、加热、紫外线、x 射线、阴极射线等等。
1.荧光——物质在受外界能量激发时发光，而当激发源撤除后发光现象即停止，该现象称荧光。如一些钻石在紫外线下（长波）会发出淡蓝白色荧光。
2.磷光——即物质在受外界能量激发而发光，当激发源撤除后仍能在短时间内继续发光的现象。如某些萤石在受热后，会发出（一定时间内）磷光。
宝石的发光性主要是由于其晶格中一些微量元素的存在，这些微量元素的种类和含量是有一定规律的。
3.宝石的发光性对宝石有何意义
①可利用发光性鉴定某些宝石，如天然与合成钻石在阴极射线下的发光性质是不同的。在鉴定C2时，也可利用长短波紫外线。该宝石在这种条件下发光现象与钻石绝对不同可加以区别。
②某些宝石具有磷光、其价值就可上扬、如萤石。
[B][ALIGN=CENTER]第二节 宝石的解理、裂理和断口[/ALIGN][/B]
宝石由于其内部质点的排列不同，结晶面网不同可具特定的裂开形成。
㈠解理——是指晶体（单晶）在外力作用下，沿特定的结晶学方向裂开成较光滑平面的性质。而这些裂开平面称解理面，而按解理面的平滑程度及产生的难易程度分为完全解理，中等解理，不完全解理三等，如方解石，萤石具完全解理。
㈡裂理——也称裂开，即晶体在外力作用下，沿一定结晶学方向裂开的性质。
裂理多沿双晶结晶合面或色体富集面和其它矿物的夹层发生，尤其是沿聚片双晶结合面发生。它不属晶体固有的性质，可不符合晶体的对称，其裂开面的光滑程度不如解理面。
㈢断口——是宝石受外力作用下，发生随机无定向不规则非平面的破裂面称之。如石英的贝壳状断口。断口分为贝壳状断口，参差状（锯齿状）断口、土状断口等。
研究解理、裂理和断口对宝石学而言是有意义的。
A、如要琢磨钻石，首先要将大钻劈开、那么就得找到其解理面，沿其面劈开，否则大钻将粉碎而带来巨大损失。
B、在鉴别宝石时也是很有用的。如带粉色的石英和粉色萤石、萤石解理十分发育而石英则无解理（有时可见贝壳状断口）
[B][ALIGN=CENTER]第三节 宝石的密度与比重[/ALIGN][/B]
宝石的密度是宝石工作者（或宝石商）应十分注重的一个宝石重要参数。因为大多数宝石的密度都有自已特定的变化范围，都有特定的数值……
宝石的密度与比重
1、密度：即单位体积的质量称密度。它有单位为g/em3。密度取决于晶体的原子量，原子半径和晶体结构等。而晶体结构与其形成时的物理化学环境有关，如石墨与钻石的密度显然不同。
人们常把相对密度值作为密度的近似值，即测定密度。其公式为
空气中的重量
相对密度d=—————————————— ×4°C水的密度
（空气中的重量-4°C水中重量）
它没有单位。
2、比重：是指在4°C和标准大气压条件下，材料的重量与等体积水的重量方向的比值。
如今，人们在一般实阶室条件下测定密度采用静水称重法，利用千分之一以上精度的天平测定。但也有用配制好的比重液来测定对比重的。密度对鉴定宝石是有重要意义的，比如对一玉手镯和一颜色相类似的翡翠手镯，一位有经验的珠宝商，他只要用手掂一下，会很轻松地判定那只手镯是翡翠。
[ALIGN=CENTER][B]第四节 宝石的硬度、韧性与脆性[/B][/ALIGN]
一、什么是宝石硬度？
硬度——是宝石抵抗压入、刻划或研磨的性能。硬度与物质的化学组成、化学键晶体结构有关（即原子结合方式）。硬度分：
㈠绝对硬度——是通过硬度仪在标准条件下测定出来的。一般是用一金刚石（锥形）在施加砝码下压入被测定物体时的重量，深度来衡量（原理如此）不同方法称为维氏硬度，布氏.洛氏硬度。
㈡相对硬度：是根据10种标准矿物的相对硬度确定的定性级别。最早是由德国矿物学家弗瑞里奇.摩斯提出（1822年）、所以称之为摩氏硬度。
它们为：滑1 石2 方3 萤4 磷5 长6 石7 黄8 刚9 金10、摩氏硬度只是一个硬度顺序，而硬度的增大幅度是不等的。如刚玉和金刚石硬度，虽然仅为一度之差、却在绝对硬度上差别甚大。金刚石为8000（kn00p）、刚玉则为2000（kn00p）.
硬度虽是宝石的重要物理常数和鉴定标志但在宝石成品鉴定上却禁止使用，因为硬度测试会在宝石上留下刻浪，使其价值降低。但在原石上可以进行测试。
测试时一般使用摩氏硬度笔，它是由十种标准矿物制成。应遵循"先软后硬"的原则进行刻划。
㈢宝石硬度的方向性和差异硬度。
宝石矿物的硬度由具有对称性和异向性。这种硬度大小随方向性而变化的性质称之为差异硬度。典型的例子是蓝晶石在其晶体延长方向M:4.5 而垂直延长方向的硬度为M:6.5。
差异硬度的原理，被人们运用于抛磨钻石的工艺——因为金刚石其垂直于八面体方向的硬度大于其他方向的硬度，而金刚石粉末的方向是随机的，可能会有大量硬度较大方向的尖粒，因此可以用来（也只有它才能）抛磨钻石成面。
二、宝石的韧度和脆性
宝石的韧度也称韧度和脆性是对应的概念。
A.韧性——是指宝石抵抗撕拉破碎的性能。
B.脆性——是指受打击易碎的特性。
它们与晶体的结构造有关。比如玻璃的硬度为6，而铁板的硬度为5，而同受锤击、玻璃则易碎、铁板则不然，说明玻璃虽硬度高于铁板、但其脆性也高于铁扳，韧性不如铁板强。
研究宝石的韧度和脆性，也是十分必要的。比如在鉴别软玉和硬玉（翡翠）时，软玉的韧度总是比翡翠好的。而在切磨雕琢宝石时，也必需要充分考虑到其韧度和脆性的，如金绿宝石韧度就很低，所以出材比就低。
宝石韧度比较（常见的）
黑金刚石﹥软玉﹥硬玉﹥刚玉﹥金刚石﹥水晶﹥海蓝宝石﹥橄栏石﹥绿柱石﹥黄玉﹥月光石﹥金绿宝石﹥萤石
第五节 宝石的热学、电学方面的性质间述
1.热电效应：由于温度升高或降低、使宝石晶体产生电压或形成表面带电荷的效应。典型的如电气石（碧玺）具明显的热电效应、十分易沾上尖梭和其他杂质物。
2.静电效应：某些宝石（特别是有机宝石）如琥珀、塑料等。受到反复磨擦时，表面产生静电荷。
3.压电效应：净度较高的石英单晶当受到压力作用时，会产生电荷；相反，当受到电压作用时，又会产生频率很高的振动。宝石矿物的这种可使压力与电荷互相转换的性能称之为压电性。
4.导热性：物体传导热的能力称为导热性。其单位为w/m/c°，导热率以（K）表示、人们常以尖晶石的热导率为基数1，而钻石的热导率可达56.9-170.8，是其他宝石不能比似的。所以人们根据其性质制造出热导仪，以测试钻石和非钻石，在前些年以前，是十分方便好用且准确的。但由于近来人们又制造出一种钻石的代用品碳化硅，其热导率比钻石略高，所以热导仪也不是那么管用了。
导电性：物体导电的性能。在宝石种类中，良导电体是较少的……
[B][ALIGN=CENTER]第五章 宝石鉴定仪器及用途 [/ALIGN][/B]
第一节 常规仪器
一、镊子、放大镜
这是不论珠宝研究，鉴定工作者，还是珠宝商都是必备而不能少的小设备。但要真正能有效准确地运用它。很重要的还靠实践经验。
㈠镊子：分前部中间有槽和无槽但有横纹的两种，在摄宝石时，一般以左手挟持宝石右手持放大镜观察，但各人可根据习惯操作。摄子石应挟的太紧或太松，应平行宝石3腰部挟持。
㈡放大镜：有双凸透镜，双组合镜和三组合镜多种形式的，不同倍数的放大镜。珠宝界常用的是10X标准型的三组合镜——即由一对凸透镜和两个凹凸透镜组成。其优点是视域较宽，可减少图象畸变和彩色边缘现象。
放大镜的作用：主要是用于观察宝石的表面及内部特征
①表面——包括宝石基本性质和加工质量等的观察，如光泽，刻面棱、表面平滑程度，原始晶面解理，断口、整体切磨抛光质量等等。
②内部——包括色带，生长纹，后刻面棱重影及色体等。
二、显微镜
人类科技的进步、制造出各种显微镜，它们都有各自特定的动能和用途，如医学类显微镜，生物显微镜，岩石矿物用显微镜以及某些特殊大型光学显微镜等。而珠宝界目前多采用一种具有底光源的立式双筒立体变焦显微镜。这种显微镜可利于人们研究宝石的内外部特征，且可研究内部的矿物间的结构构造等等。
㈠显微镜的基本结构：
①镜架、②目镜、③可变焦系统、④物镜、⑤底光源、⑥可调焦距系统、⑦光纤灯、⑧显微照相系统。
㈡运用中应了解和掌握几种必要的操作方法：
①暗域照明法——即来自底光源的光不直接射向宝石，而是经半球状反射器的反射后再向宝石。
优点是：因光线不直接进入物镜镜筒，这样对有色体的宝石其色体导致对光的散射时，有助于光线进入物镜，使宝石的内外部特征在暗色背景上十分清晰。
②亮域照明法——即撤去挡光板，来自底光源的光直接射向宝石。这种方法有利于研究宝石的色带，生长纹和低实起色体的观察。
③顶光照明法——即仅用顶光源照明，光线经宝石反射而进入视域。（这是一种类似反光显微镜的操作），它有利于对宝石表面、浅表层和近表面特征的观察，（如B货翡翠的溶蚀浪的观察）。
④水浸和油浸法观察——即将宝石浸在水中或特殊的液体中观察其内部特征，这种方法对消除宝石表面的反射光和对小刻面宝石的研究都是有利的（尤其对合成宝石观察其色带色体）。
㈢显微镜的使用和用途
①使用和调节
调节——a、对目镜进行调节，使其左右视域重叠。（可用一张白纸点上一黑点置视域中央进行调节）
b、对焦距进行调节，调节到清晰。
使用——步骤：a、清洗宝石
b、在低倍下观察解理，断口，生长纹等特征
c、将感兴趣的内外部特征调至视域中央加大倍数观察。甚至在不同的条件下，如亮域，暗域、顶光下观察，以及水浸、油浸中观察。
d、观察后刻棱重影——这是一种对某些具双折射，三折射或单折射宝石研究快捷和行之有效的观察方法。如橄栏石具有明显的后刻棱重影，而祖母绿则不可能具有明显的后刻棱这易于区别。如何操作？可在10倍条件下，观察宝石远离物镜一侧的棱或色体、划浪等的影像，在观察时注意视线应过同一刻面，以防止刻面棱影响产生虚假双影像。转动宝石应从三方面进行观察，以免平行光轴方向。为确保准确还可加偏光片观察。
②显微镜的用途，可观察研究如下：
a.宝石表面特征
b.宝石内部特征
c.测定近似折射率
d.显微照相
e.观察多色性，干涉图
三、折射仪
折射仪这是珠宝学研究中十分重要的仪器之一。
㈠制作原理：是根据折射率公式和临界角和全反射角原理制造的。
㈡结构及工作原理
①结构：主要由高折射率棱镜，棱镜反射镜、透镜、目镜等组成。此外必备的高折率接解液和理想光源。
A.高折射率棱镜应具备两条件：单折射、高折射率、目前常用的有高铝玻璃，立方氧化锆作材料。
B.接解液：其作用是使待测宝石和高折射率棱镜产生良好的光学接解（否则有一层空气膜阻止接触）。常用二碘甲烷溶解硫（饱和）加入18%的四碘乙烯，其RI=1.80-1.81。
C.光源：有外部、内部两种、理想光源为波长589.5nm的黄光。（钠光灯）
②工作原理：
宝石为光硫介质、棱镜和接解液为光密介质：
A.当入射角小于临界角时，光线折射进入宝石。
B.当入射角大于临界角时，光线全反射、即返回棱镜并通过折射仪标尺，再经反光镜反射改变光线传播方向，使之通过目镜进入人眼，形成亮区。
C.折射入宝石的光本不能被人眼所观察到形成暗区。
D.亮暗交界的阴影边界即标志着光线刚好以临界角入射——即显示被测宝石的折射率值。
(图略)
㈢使用方法：
①近视法，也称刻面法——操作步骤：
A.清洗宝石、打开光源、清洗棱镜和台面。
B.置宝石于金属台上。
C.在棱镜中央轻点小滴接触液。
D.推宝石于棱镜中央与接解液接触。
E.观察视域内标尺的明暗情况。
F.轻特宝石360度，每转一次再行观察记录。
G.工作完毕清洗宝石和棱镜。
②远视法，也称玟玷法，此法对弧面型和小刻面宝石很适宜。操作方法如下：
A.在金属台上滴一小滴接触液。
B.手持宝石，用其弧面（或平滑面）接触接触液使之油滴直径约0.2mm.
C.宝石按放于棱镜中央。
D.眼睛距目镜30-45cm，平行目镜前后（或上下）移动头部，观察油滴是椭球形的半明半暗时高界处渎数，并记录之。
㈣观察现象及结论
①转动宝石360度，视域内出现一条阴影边界，若快速转动配置在目镜上的偏振镜，阴影边界无上下跳动现象，表明宝石为场质体或非晶质宝石或多晶集合体宝石。
②转动宝石360度，出现二条阴影边界，其中一条在宝石转动过程中保持读数不变，说明宝石为一轴晶。
③转动宝石360度，出现二条阴影边界，且两阴影边界随宝石转动面上下移动，说明宝石为二轴晶。
④转动宝石360度，整个视域较暗，仅能观察到折射油所形成的位于1.81的阴影边界，且采用远视法，会观察到宝石，说明宝石折射率大于接触液——称之为"负读数"。
其他还可能出现几种特殊现象，如：
A.假均质体。
B.假一轴晶。
C.特殊光性方位。
D.某些特殊双折率宝石
四、紫外荧光光灯
紫外荧光被应用于鉴别珠宝玉石，这是十分有意义的。紫外线是指电磁波谱中400-10nm这一部分，它位于可见光与入射线之间。
前面部分涉及的荧光和磷光就是在紫外线灯下工作的结果。
㈠原理：
即由提供紫外线光源的灯发出紫外线光，而经特制的滤光片后，仅射出主要波长为365nm的长波（Lw）和253.7nm的短波（Sw）紫外光。
㈡用途：
①帮助鉴定宝石品种
如： Lw Sw
红色石榴石 无 无
红宝石 亮红 暗红
锆石 黄 黄
②帮助判别无然与合成宝石。
③帮助判别钻石与仿制品。
④帮助判别宝石是否经人工处理。
紫外线荧光强度分为强，中，弱、无四种表述。
五、偏光镜
㈠结构、原理
①主要由三片偏光片组成，此外有光源，玻璃物台和干涉透镜
②原理：
A.当自然光通过偏光片时，即产生闰平面偏 光，若上下偏光平行，则亮度最大，上下偏光垂直则视域最暗，此时产生光观象。
B.非均质宝石是有将光分解成两束相互垂直的偏振光的能力。能改变入射光的偏振方向。
C.沿非均质体光轴入射的偏振光将不再发生分解。
D.两个相互的偏振光将阻挡光线通过。
㈡应用
偏光镜对鉴别均质，非均质、多晶质体有重要作用。
①均质体——自然光泽下偏光片透过宝石时，光的振动方向不发生任何变化。而通过上偏光片片时，全部被阻挡不能通过，转动宝石完全消光。
②非均质体——在正交偏光下转动宝石出现四明四暗现象。
原理：非均质体宝石具有将光分解成振动方向相互垂直的两束光的能力。当光通过下面光片的平面偏光进入待测宝石时，被宝石分解成振动方向相互垂直的两束偏光。随着宝石的转动，分解出来的两束偏光振动方向也随之转动，于是出现了分解后的偏光时而被上偏光完全阻挡，时而又完全通过的明暗交替现象，且转一周出现四次。
但如果宝石的光轴方向平解于观察方向，则不会出现此现象，而是全暗。
③多晶质宝石——在正交偏光下，转议宝石视域全亮。这是因为：多晶集合体中大量的晶体是杂乱无章的排列，于是不同晶体将光分解后所产生的偏振光振动方向也杂乱无章而近似白光。
④特殊现象：
A.异常测光：某些均质体宝石（如石榴石）在镜下并不显全暗而是出现明亮不均的现象，这是由于该晶体中出现了异常双折射所造成。如石榴石不是由于类质同象替代使晶格产生不均匀性。
B.全暗假象：如一些高折射宝石，如锆石,c2……，此时可将其亮部刻面放置载物台上观察。
六、二色镜
㈠原理和结构
①原理——自然光进入非均质体宝石，被分解成两束振动方向相互垂直的偏振光。这两束光各自的传播方向不同。而非均质体宝石的各向异性导致了对不同振动方向的光的吸收不同，而产生不同的颜色。我们将这两种振动的光分离开，就可看到不同的颜色。二色镜就是起这种作用的仪器。
②结构——常用的二色镜是冰洲石二色镜，它是由：
a、玻璃棱镜、
b、冰洲石面体、
c、通光窗口和目镜等部分组成。由于冰洲石具强双折射（D.R=0.162）使窗口（W）呈现双影。当观察具多色性宝石时，冰洲石二色镜将透过宝石的两束偏振化色光再次分解，使之并排出现于两窗口影像中。
㈡应用
①均质体宝石不具各向异性，因此不存在多色性，同样非晶质材料也不显多色性。
②非均质体宝石
A.只有当穿过宝石的两条偏振光振动方向与穿过冰洲石菱面体的光振动方向相互平行时，看到的才是宝石真正的多色性颜色。
B.透过宝石的光与透过二色镜的光的振动方向相交45度时则见不到二色性。以其他角度相交，见到的仍为混合色，并非真正的多色性颜色。当宝石的光轴平行于二色镜长轴时，也看不到多色性。所以，我们在观察宝石时要不断转动宝石和观察方位。
C.多色性是出现在有色的非均质体宝石中。
③宝石的多色性分为强、中、弱、无。
但往往以描述出其色调，如红宝石常描述为红——橙。
④二色镜可帮助鉴定宝石品种或合成宝石。
如：红宝石与经石榴石和合成红宝石，绿碧玺与橄栏石。
⑤可帮且对宝石的颜色定向，以利于切磨。
⑥可作为一种辅助鉴定手段，帮助鉴别宝石。
㈢注意事项：
①不能使用单色光、偏振光观察、而应用白色光且透射。
②宝石应为有色非均质体宝石。
③宝石应靠近二色镜窗口，且不断转动宝石观察。
④多色性与双折率无关。
七、分光仪
㈠原理和结构、
①原理：
A.宝石中的致色元素Ti、Fe、Cr、Co、Ni 等过渡金属离子及某些稀土元素分布于晶格中，它们能够选择性地吸收光谱。
B.白光由连续性的可见光谱组成，而分光镜的色散元件能将其按波长依次分开排列，从而分析出哪些波段被吸收，而达到判断致色元素和鉴定宝石品种的目的。
②结构
分光镜有棱镜式和光栅式两种，以棱镜式分光镜为例：
A.棱镜式分光镜
是采用三角棱镜作为其色散元件的分光镜，工作原理如图：
S为一狭缝、位于L1的第一焦平面。
(1)当白光通过S后，经过L1成为平行光束。不同波长的光经过棱镜后折射方向不同，但同一波长的光束仍保持平行。
(2)穿过棱镜的光波经L2后会聚到像方焦平面上，而不同波长的光波汇聚点不同，即形成一系列不同颜色的像。即形成光谱。
B.光栅式分光镜
简单而言，光栅式分光镜是一种等间距的（光谱）而棱镜式分光镜属非等间距的，其红区相对收敛，紫区相对发散。因此光栅式分光镜有利观察红区光谱特征，而棱镜式分光镜宜于观察紫区特征。
㈡使用方法：
①透射光法：
适用于透明，半透明宝石，使用透射光，方法很简单即可直接观察。但需要保证足够的光量透过宝石。保证进入宝石的光是来自宝石，使光谱真实而清晰，此时可应用锁光圈挡住来自宝石外部的光源，尽可能缩短眼睛、分光镜、宝石和光源间的距离。
②内反射法
适用于颜色浅、颗粒小的透明宝石。方法是：
A.宝石台面向下置于暗色背景上。
B.调节入射光方向与分光镜夹角，使白光通过宝石的内反射后进入分光镜。
③表面反射光法
适用于透明度不好和弧面型的宝石。方法：
A.将光源入射光从侧面成一角度对准宝石。
B.调节入射光方向与分光镜夹角，使光通过宝石的反射进入宝石。
八、滤色镜：
这是一种观察宝石特定的颜色的小型设备。
㈠原理：
由于宝石的颜是对白光选择性吸收后的残余色光混合所致，肉眼所见颜色是一种混合光波，而有些相似的颜色、其光波的组成却不同。而滤色镜是由一些彩色滤光片组成，这些滤光片的作用是仅允许部分波长的光波通过，达到鉴定宝石的颜色。简单而言，即利用吸收光的特定波长这一特性来鉴定宝石的一种方法。
㈡查氏滤色镜：
这是一种仅允许深红色和黄绿色光通过的滤色镜。在鉴别如下宝石时，用途是：
①合成蓝尖晶石，钻玻璃，合成蓝色石英，由于这些宝石均由钻（Co）元素致色，在查氏镜下是深浅不一的艳红色，而天然品则不显颜色。
②鉴别绿玉髓和染色玉髓
绿玉髓有两种：一类由铬致色，一类由镍致色，前者在镜下变红，而由镍致色者不变红。染色玉髓变红，此时，可用分光镜等其他仪器帮助鉴别。
③鉴别某些染色翡翠。
鉴别祖母绿。
九、热导仪
是利用钻石具有高热导率而调设计制造的一种专门仪器。它包括热探针、电源、放大器、读数表等部分。有蜂鸣式和指针式二类，但目前由于碳化硅也具高热导率，所以在鉴别钻石时应十分注意。
十、天平和重液
㈠天平主要有两种用途，一是对宝石质量的称重，二是对宝石的密度进行测定。
我们主要谈对密度的测定。
①宝石的密度单位为g/cm3，表示体积为1cm3的宝石的质量。而我们所测定的其实仅能算为相对密度，它可认为是一个比值，没有单位，是在4C°时一个大气压下的1cm3水刚好重1G，因此密度数值与相对密度值几乎相等，我们采用其数值为密度单位。
②但影响测试精度有如下因素应注意。
A.天平的精密度——应为千分一克以上。
B.宝石的大小——太小误差大。
C.水的表面张力，附于铜丝或宝石上的气泡
利用天平测试刻度的方法，是根据前面已提到（在密度偏）的公式来进行的。
㈡重液
①在实验室或某些商家有采用一种已配制好重液，俗称比重水，用以简捷快速测定某些宝石的比重（考试时常用）
它们常由三种重液配制而成，一套为四种比重数值：
A.其三种重液为：
一溴代荼 RI1.66 SG1.47
二溴甲烷 RI1.59 SG2.89
三碘甲烷 RI1.74 SG3.32
B.配制的四种比重液为：
(1)2.65g (2)2.89g
(3)3.05g (4)3.32g
②重液的使用——是采用比较法进行的，即观察宝石在重液中的下沉、悬浮，上浮状态来判定该宝石的比重范围的。操作方法是：
A.镊夹宝石浸入重液中
B.举重液瓶与眼齐平，视宝石悬浮状态。
C.宝石上浮--说明宝石密度小于重液密度
D.宝石悬浮--说明宝石密度等于或似重液密度。
E.宝石下沉--说明宝石密度大于重液密度。
③重液还可用于鉴别某些宝石。
对某些宝石的观察研究有时要借助重液来完成。因为当宝石的折射率与浸油折射率相近时、宝石表面的反射光，漫反射光减少，有利于对宝石内部持征（如生长纹、色带、色体等）的观察研究。
常用的有： A、对拼合宝石，拼合层特征的观察研究。
B、对合成祖母绦、复式生长层的观察研究。
C、对扩散蓝宝石，扩散网点颜色分布的研究等。
重液是（一般而言）有毒的，在操作时应注意通风和洗手。
第二节 大型仪器
一、红外光谱
㈠原理：是根据组成物质的离子基因在红外光范围内的吸收谱带，对物质进行定性定量达到鉴定宝石的目的。
其辅体为：①红外显微镜
②镜式反射装置
在宝石学方面，通常采用反射法测试——将样品抛光面置于样品台上，通过红外光的表面反射得到吸收光谱。
㈡应用
①鉴定宝石品种
如矽线石，柱晶石，透辉石都具猫眼效应时，用红外光谱鉴别其基频振动来区别之。
②对天然与合成宝石的鉴别
如天然与合成祖母绿，前者含水吸收率，后者则无含水吸收率。（但水热法除外）如天然与合成欧泊。
③对优化处理宝石的鉴别
如B货翡翠。因加入有机固化剂，使其在2500-4000Cm内有明显基峰存在，但应注意蜡的存在。
二、X射线荧光分折
㈠优点是：无损样品，无需特别制样，灵敏度高。
缺点是：昂贵，一般大型实验室才有。
㈡作用：
①鉴定宝石品种属性，这是通过鉴别其化学组成来完成的。
②区分无然与合成品，主要是对其内所含的微量的杂质元素区别，这是因为合成宝石生长环境是人为的，单一且具有代表性的杂质元素的存在来判别之。
③判断宝石的产地或种别。如对红宝石的微量元素Ga的研究，合成红宝石中Pb、Mo的研究来判断；海水淡水珍珠中Mn元素的研究前者低于后者。
三、电子探针
这也是一种研究测试宝石中的化学元素和组成来完成鉴定目的的议器。它主要是研究宝石中的色体、色带、生长带、裂隙充填等，对宝石的成因研究很有帮助。它可进行点分析，面分析和线分析。
四、拉曼光谱
这是一种研究宝石分子结构的仪器。
最主要的是用于研究：
①宝石中色体的研究——能穿过距表面5mm范围内的色体且无损、快速地鉴定其充填物的分子结构，
②可分析优化处理的宝石。
③可提供一种不接触宝石的鉴定品种方法。
五、阴极发光，
这是一种利用矿物表面在电子束轰击下发光现象来鉴别宝石的仪器。
其应用范围是：可用于区别天然与合成宝石，优化处理的宝石等等。如：
①天然红宝石发深红、紫红光，
合成红宝石发亮红和弧形生长纹光。
②天然蓝宝石发深红色光。
合成蓝宝石发蓝紫色光，扩散蓝宝石发中紫红色光。
③A货翡翠发光复杂以暗红，蓝色为主。
B货翡翠发光均匀以黄绿为主。
[B][ALIGN=CENTER]第六章 人工宝石中的合成宝石的方法 [/ALIGN][/B]
[B][ALIGN=CENTER]第一节 合成宝石和人造宝石[/ALIGN][/B]
一、晶体生长的理论基础
㈠相与相变——这是合成和人造宝石，也是晶体生长需研究的一个基础。
①相：就是在一个体系中均匀一致的部分，它与另外部分有明显界线。而对宝石晶体而言，主要研究向固相转变的问题，即研究从一个相转变为另一个相的问题。这是涉及到相平衡和热平衡，力学平衡和传质平衡等一系列原理。
②相变可以这样来定义之——当某一体系（如水）在外界条件改变时会发生状态的改变（如水结冰）这种现象就是相变。
㈡晶体成核与生长
也就是说晶体是如何形成的？晶体要生成、首先要形成晶核，晶体成核分：一次成核、二次成核，均匀成核、非均匀成核几种。那么晶体生长，从结晶学角度讲，比表面能小的晶面，线生长速率较小，生长过程中就容易显露出来。而从晶体结构角度讲，晶体生长时，晶面指数复杂晶面常被面指数简单的晶面如（100）、（110）、（111）等所包围，（如锆石），
（这些理论仅了解就可以）以下是人工宝石合成具体方法和产品简述。
首先应指明，人工合成宝石、是人类智慧科学的结晶，它也是人类折百年来，经历了多少失败和总结才使的这些人造宝石得以腾空问世。但是当这些人造宝石被不法商贾冠以天然宝石，用以骗人时，则成了假货，赝品让人气愤，但就人造宝石本身则是无罪可责的。
二、焰熔法生长宝石晶体
这是一种历经一百多年生产合成宝石的方法。
㈠概述：焰熔法也称维乐纳叶法，是一种用火焰把原料熔化而进行晶体生长的方法。也就是用适宜组分的细粉末落入烈焰中熔化，然后固化形成单晶的一种较简单生产工艺。它属于由容熔体中生长晶体的方法。此法也是产量，规模最大，使用历史最长的一种方法。它可以生产出合成红、蓝宝石、合成尖晶石，人造钛酸锶等晶体。
㈡原料制备
所用的原料是以纯净，颗料均匀，高分散，具有适当的的堆积密度和流动性好的粉末村料，如生产合成刚玉宝石，则用r-Al2O3粉末为材料。而对所要达到的不同颜色和不同用途的宝石，需在其中加入不同的金属离子。
㈢晶体生长工艺
①晶体生长装置可分四部分
a.下料机构、b、燃烧器、c、结晶炉、d、支加等、
②焰熔法与其他方法相比之特点是：
a.此法不需坩埚，可节约材料避免污染。
②H2、O2焰可达很高的温度，对难熔氧化物的晶体生长很适合。
③晶体生长速度快，有利于大规模生产并可降低成本。
④设备简单，能生长出较大的晶体。
其缺点是：生长时温度梯度大，晶体应力大，易开裂，但对宝石晶体而言关系不大。
其工艺程序是：
准备晶种→固定晶种→点火→下料固化→完成后退火。
三、冷坩埚法生长CZ晶体
这也是从熔体中结晶宝石的一种方法。
㈠原理——用微波加热原材料，使村料在非常高的温度下熔融，然后重结晶。条件是在熔融的物质外壁靠水冷并在坩埚内进行的。
㈡设备——高频冷坩埚技术装备，由三大部分组成，a、高频振盪电源、b、冷坩埚系统、c、晶体生长用引下装置及调速系统，
㈢C2晶体的生长
①原料的准备：单斜Zro2粉末、一般由氧氯化锆煅烧而成。
②工艺过程：
a.原料装入坩埚，上部放少量金属锆片，电源接通，原料熔化。
b.电压、电流稳定后，坩埚慢慢下降，由于下部冷却，在底部就会自发成核，晶体速度长大。
c.降低功率，退火……
如今冷坩埚直径扩大到d400mm.、可装料一、二百kg。
每次生产出Zro2-Cz晶体10kg，立方氯化锆的熔化温度为2750°C，没有容器能承受如此高的温度。而冷坩埚法则取决于在同一等同组分的固体壳中将添加的粉末熔化。
四、熔体提捡法生长晶体、
同样这也是一种从熔体中生长晶体的方法。晶体提捡法是一种常用的晶体生长技术，能在短时间内生长出高质量的大晶体。大多数的氧化物如合成红、蓝宝石、金绿宝石、尖晶石、YAG、GGG都能用此法生产。
㈠原理——通过在籽晶上晶体的生长而形成圆柱状的晶体。籽晶是从坩埚内所含熔融材料的表面逐渐提升的。
㈡设备：
①坩埚系统 ②熔体(原料)晶种 ③晶体提检机构 ④加热器及功率控制系统 ⑤温度控制系统 ⑥炉体及氧气控制系统。
㈢其优缺点是：
①晶体生长过程直观
②短时间能生产出高量的大晶体
③可定向等经生长晶体、适合于高熔点氧化物生长
④缺点是：材料污染、受熔体对流挥发等影响给晶体生长带来困难。
㈣导模法生长特殊宝石晶体
这是提拉法生长晶体的一个发展。它特别适合于生产大片状，管状和异型截面的晶体，对某些适用于高尖、国防、太空宇航领域的合成宝石非常适用。
此法也常用于生产手表用白色，蓝色合成蓝宝石盖片，可宽达100mm、长1000mm、一次7-10片、规模大、效益可观。
五、水热法生长宝石晶体、
我们知道方法常用于水晶，祖母绿等合成宝石的生产。此法总言之是适用于在常温常压下溶解度低，但在高温高压下溶解度高的材料。典型和产量最大的适于水晶晶体的生产，其次是祖母绿、红、蓝宝石、海蓝宝石等。我国在1987年后生产出合成祖母绿（鉴定很困难）、1993年生产出红宝石而在1964年就生产出水晶。
㈠生产原理——是在过饱和溶液中生长晶体，在高压釜下部由于温度较高，Sio2渐渐地向溶液内溶解。而上部由于温度低，溶液形成过饱和、Sio2又慢慢析出，使Sio2分子渐渐地在已放好的晶种上生长。
㈡基本装置——a、高压釜、b、加热器、c、控温部分、d、还有种晶、矿化液等。
㈢其优点是：
①适于在高温下存在相变（如a-石英）由熔体生长困难的晶体。
②此法属溶液生长法、能生长出大而完美的晶体。
③仿自然性强--生产出产品逼真性强，鉴定困难。
㈣缺点是：设备较昂贵，完全性差，生产过程不直观。
六、助熔剂法生产合成宝石
㈠助熔剂法又称高温熔体溶液法、原理是：将晶体的原成分在高温下溶解于低熔点助熔剂熔体中，形成饱和溶液，然后通过缓慢降温，形成过饱和溶液而折出晶体。该方法目前主要生产合成红宝石、祖母绿、尖晶石等。
㈡什么是助熔剂？
就是一种能熔化后溶解待生长的晶体，使其形成饱和溶液，再经降温和其他方法，形成过饱和溶液而折出晶体的熔剂，如PbF2、PbO2等等、Bi2O3 、B2O3
[B][ALIGN=CENTER]第二节 宝石的优化、处理[/ALIGN][/B]
一、概念
㈠优化——指传统的被人们广泛接受的使珠宝玉石潜在的美显示出来的优化处理方法。如加热处理，漂白等等。
㈡处理——指非传统的尚不被人们接受的优化处理方法。如染色、辐照、表面扩散等处理。这类处理过的宝石在市场出售时应声明经处理。
二、原理及方法
㈠热处理
是根据不同的宝石，玉石品种，在不同的条件下对其进行加温处理，使之在颜色上或内部特殊色体等改善和变化的一种简单方法。如某些褐色含er的黄玉，仅在酒精灯上加热，就可能产生粉红色。而某些含Ti的蓝宝石，却要加热到近于其熔点205O°C才产生一种浅蓝色。
例：1、琥珀——热处理
a.使之产生园盘状裂隙，称之为"太阳光芒"。
b.使之原为黄色调转为较深的带橙色调的褐色。
c.使之原含大量的微小气泡变的清晰。
2.海蓝宝石——热处理
自然界的海蓝宝石为蓝绿色，而市场易上热处理过的却为纯蓝色，即是被去除了黄色成分。
甚至可以去除摩根石中的黄色调，使之变成更纯的粉红色。
3.肉红玉髓——热处理
对其含Fe的黄至浅褐色玉髓加热后其中的褐铁矿转变成赤铁矿产生颜色变化。
4.刚玉宝石——热处理
这是最具有代表性和广泛使用的，它们有不同的目的和处理方法：
①加热——产生和加强黄色，变成一种"金黄"蓝宝石。由于高温处理，宝石内部可观察到相关的损伤痕迹，如围绕矿物色体是圆盘状裂隙或出现断续和部分熔蚀的金红石针状体。某些可缺失铁吸收谱线。
②加热——产生或加强蓝色。其成色机理是Fe3+至Fe2+离的还原过程。例如缅旬"究打"蓝宝石、（原本色很浅或是浑浊状）经处理后可产生蓝色调且美丽，鉴定中可看到存在环状裂隙和继续的金红石丝，补钉状扩散晕带，在SW下发白色绿萤光和铁谱缺失的特征。
③减弱或去除蓝色——有砂蓝宝石，如山东，澳大利亚的，色太深至蓝黑色，这是一个较难突破的课题，中国和国外砂科学工作者都还在不断研究。
④加热——产生星光、或消除不完美的星光。
⑤加热——使合成（焰熔法）蓝宝石中的色带减弱，甚至出现一些裂隙（合成红宝石）使之更逼真。
5.石英——热处理
热处理改变其颜色，如改善深色的紫晶。
6.碧玺——热处理
使深色的绿变浅，而绿显更绿。
第二节 宝石的优化、处理
㈡扩散处理
这是一种在标识和报告、证书上要注明"处理"的一种方法。表面扩散处理：是一种高温优化处理方法。其处理过程不但要对宝石进行高温加热，还需先将宝石磨成所需刻面型，并以氧化铝和致色氧化物，使其致色元素进入表层晶格中，再对刻面宝石抛光写工序。
但此法目前仅应用于刚玉宝石。
要产生蓝色—— Fe、Ti氧化物、
要产生黄色—— Ni氧化物
要产生粉红色—— er氯化物
对扩散处理的蓝宝石，其色调于刻面棱上较为丰富，所以在透射光（遮挡时）下显"蛛网"状分布。 ㈢辐照处理
这是一种利用高能粒子或电磁波的能量对宝石进行处理，使之改变颜色的方法，目前有三种辐照方法：
①r射线辐照常用60°C
②线性加速器（高能电子束轰击）
③核反应堆（高能中子）
例：①对黄玉进行辐照处理，是最具商业意义的。
②对石英，碧玺、等进行辐照处理
㈣裂隙充填
是指一系列用于具有表面裂隙或相似开口的宝石的处理方法。其目的降低相对突起而掩盖破裂的可能性。其方法是用某种与该宝石折射率值相近的物质填充代替裂隙中的空气进行处理。
例：①祖母绿——经典法是填充浸油，加拿大树脂、或食油有机油等。
②钻石——对表面裂隙及钻孔（激光孔）进行充填。
㈤洞穴充填
这是对宝石中某些凹坑状孔洞进行充填的方法。如红宝石亮部等需对其孔洞充填。
㈥无色深层和浸染处理
是用某种无色物质涂于宝石表面，目的是掩饰小的刻浪，粒状结构或其他表面不良现象以改善外观。
㈦染色处理
染色的定义是：改变体色，包括增加浅色宝石的颜色深度和对基本无色的宝石加色，使用有色物质添加到宝石材料上的各种方法。
其方法有：
①祖母绿——浸染有色油，可起到加深颜色和裂隙不易见的目的。
②红宝石——用红色油改善其颜色
③石英（水晶）——其染色主要用以仿某些宝
④翡翠——常被染色成鲜绿以或紫色，在分光光谱中，常可见红区660-690nm有宽吸收带，在LW 下有强橙红色。
㈧有色覆膜和浸染
目的是优化宝石的外观，覆膜是在表面，浸染则穿透整个材料。如钻石覆膜。
㈨漂白处理
用于消除成消弱某种颜色，常用的是氯化合物或过氧化氢等，如对珍珠的漂白，对翡翠的漂白处理常用HEL。
㈩激光钻孔、
常用对钻石内部有影响价值的色体进行处理。
[B][COLOR=red]<全文完>[/COLOR][/B]
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 第四章 宝石的某些物理性质 [/ALIG... (klody,1513,2004-12-21 14:14:58) | | 太专业了！好啊～～～～～～ (翡翠貔貅,1403,2004-12-23 14:24:11) | | 太长了我打下来看吧？ (jsgydd,1460,2005-03-08 19:13:24) | | 呵呵，立马收藏，谢谢楼主，顶上去 (雏鹰,1497,2005-03-13 01:38:42) | | 好好好！ (静日生香,1496,2005-03-21 22:55:12) | | 看晕了 (珑玲苑,1456,2005-03-22 15:20:14) | | [QUOTE][b]下面引用由[u]yu... (杜卡迪,1203,2005-04-12 12:59:01) | | 好好学习，感谢楼主！ (wwsand,1181,2005-04-12 17:18:16) | | thanks! (星儿,1280,2005-04-13 11:24:22) | | 需要书的朋友我可以帮忙，到我店里看看吧！ (leonpei74,965,2005-04-14 12:39:47) | | 这是《宝石学》这本书的第一章~~`考试很... (albert007,918,2005-04-18 17:49:10) | | 好贴,感谢楼主!!!! (laokd,1124,2005-05-10 23:38:18) |
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