桂林水热法合成浅蓝色蓝宝石的宝石学特征研究

摘要

蓝宝石晶体不仅是重要的宝石材料，受到人们的喜爱，同时蓝宝石晶体也是现代工业，尤其是微电子、光电子产业极为重要的基础材料。
　　 由于自然资源的有限，在天然宝石供不应求的情况下，随着经济与科学技术的进步，开发和利用新技术合成人工蓝宝石应运而生且日益发展，近些年来主要合成蓝宝石技术有水热法、焰熔法、助熔剂法、区域熔炼法、火熔法、热液作用法、吉罗普罗斯法、直拉法（丘克拉斯基法）等。
　　 水热法合成宝石质量高、物理化学性质和光学性质及其外观特征都与天然宝石晶体相似，而且通过人工控制等技术可以大大提高刻面宝石出成率，在数量上，价格上，甚至在质量上与天然宝石相抗争、媲美。故水热法合成宝石和其它方法合成的宝石相比更受市场欢迎。
　　 水热法合成刚玉已经成为一种重要的工业材料和宝石材料，分为水热法合成蓝宝石和红宝石两大类别，由于它的晶体具有良好的物理化学和光学性质，被广泛应用到多个工业和民用领域。世界上已经有许多宝石学家、材料学家、化学家进行水热法合成刚玉宝石晶体的合成与性能的研究。
　　 桂林地质矿产研究院近些年来合成出了红、粉、黄等多种刚玉宝石晶体，且都有人对其技术和特征进行了研究，而后利用新技术合成了高质量的具有泛灰的透明的浅蓝色蓝宝石晶体，未曾有人进行研究，本文在总结前人对水热法合成刚玉宝石研究的基础上，对桂林水热法合成浅蓝色蓝宝石晶体技术和特征进行了探索研究。
　　 桂林水热法合成浅蓝色蓝宝石晶体的材料的性能可以代替天然宝石材料使用，作为宝石在市场上销售也可以和天热蓝宝石媲美，成为一种高档工业材料和天然宝石的代替品，本文研究了水热法合成浅蓝色蓝宝石的原理，指出水热合成所需要的高压釜设备的各部分炉子、热电偶、温度控制器、贵金属衬套管、温度记录器的作用及特点，原料的籽晶、营养物质、介质溶液的组成及配比。
　　 本文运用宝石基本鉴定仪器对宝石的密度、折射率、多色性、吸收光谱、荧光、包裹体进行了测试，并利用现代测试技术红外光谱、电子探针对成分和成色机理进行了研究，并与天然蓝宝石的特征进行了对比研究。研究得出了合成浅蓝色蓝宝石和天然蓝色蓝宝石的区别，主要特征表现为密度、折射率比天然宝石稍低，荧光和天然相同，为惰性，吸收光谱与天然不同，
　　 颜色为特别的泛灰的透明颜色，天然中少见，内部特征为阶梯状生长纹、特有的包裹体特征。利用电子探针对桂林水热法合成浅蓝色蓝宝石的成分进行分析，得出了与天然宝石不一样的成分特点，进行红外光谱分析也有其特有红外光谱特征。
　　 与其他特征相比，包裹体特征和成色机理是桂林水热法合成浅蓝色蓝宝石最重要的特征。