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B．
燃烧系统：
氧气管：
从料筒一侧释放，与原料粉末一同下降；
氢气管：
在火焰上方喷嘴处与氧气混合燃烧。
通过控制管内流量来控制氢氧比例，O2：
H2===1：
3；
氢氧燃烧温度为25000C，Al2O3粉末的熔点为20500C；
冷却套：
吹管至喷嘴处有一冷却水套，使氢气和氧气处于正常供气状态，保证火焰以上的氧管不被熔化
C．
生长系统
落下的粉末经过氢氧火焰熔融，并落在旋转平台上的籽晶棒上，逐渐长成一个晶棒（梨晶）。
水套下为一耐火砖围砌的保温炉，保持燃烧温度及晶体生长温度，近上部有一个观察孔，可了解晶体生长情况。
耐火砖：
保证熔滴温度缓慢下降，以便结晶生长；
旋转平台：
安置籽晶棒，边旋转、边下降；
落下的熔滴与籽晶棒接触称为接晶；
接晶后通过控制旋转平台扩大晶种的生长直径，称为扩肩；
然后，旋转平台以均匀的速度边旋转边下降，使晶体得以等径生长。
图2-2
焰熔法生长的各种梨晶
梨晶：
长出的晶体形态类似梨形，故称为梨晶。
梨晶大小通常为长23cm，直径2.5-5cm。
图2-2。
生长速度：
1厘米/小时，一般6小时完成即可完成生长。
因为生长速度快，内应力很大，停止生长后，应该轻轻敲击，让它沿纵向裂开成两半以释放内应力，避免以后产生裂隙。
特点：
方法特点：
生长速度快、设备简单、产量大、便于商业化。
世界上每年用此法合成的宝石大于10亿克拉。
但用此方法合成的宝石晶体缺陷多、容易识别。
二、合成品种
1．合成刚玉：
合成红宝石：
加入致色元素Cr2O31-3%
合成蓝宝石：
加入致色元素TiO2和FeO，但Ti和Fe的逸散作用，使合成蓝宝石常常有无色核心和蓝色表皮,颜色分布不均匀；
粉红色和紫红色：
加入致色元素Cr、Ti、Fe；
黄色：
加入致色元素Ni和Cr；
变色刚玉：
加入V和Cr；
显紫红色到蓝紫色的变色效应。
除祖母绿外，任何颜色的刚玉都可以合成。
星光刚玉：
如需要合成星光刚玉，则需要在上述原料中再添加0.l一0.3%的TiO2，这样长成的梨晶中，TiO2呈固熔体分布于刚玉晶格中，并没有以金红石的针状矿物相析出。
必须在l300度恒温24小时，让金红石针沿六方柱柱面方向出溶，才能产生星光效应。
各种合成刚玉品种的致色元素总结于下表。
表2-1
各种合成刚玉的致色元素
合成刚玉
原料Al2O3，另加致色元素如下
合成红宝石
Cr2O3，
1-3%
合成蓝宝石
Fe，Ti；
0.3-0.5%
合成黄色蓝宝石
Ni，Cr
合成紫色蓝宝石
Cr
Fe，Ti
合成变色蓝宝石
Cr2O3，V2O5，3-4%
合成星光红宝石
TiO2
0.1-0.3%，Cr2O3
合成星光蓝宝石
FeO+TiO2：
0.3-0.5%；
TiO2：
0.1-0.3%
2．合成尖晶石：
市场上所见到的合成尖晶石几乎全是由焰熔法生产，但也可用助熔剂法生产。
红色：
MgO：
Al2O3==1：
1，致色元素Cr2O3；
其它颜色的用1:
1的比例难以合成，但红色尖晶石只有以1：
1的比例才能合成。
由此合成的红色尖晶石性脆，所以市场上少见。
蓝色尖晶石的合成是人们在合成蓝宝石的实验中偶然获得的。
当时人们还不了解蓝宝石的致色元素是Ti和Fe，人们曾经尝试过加入致色元素V、Co、Fe、Mg等，当终于获得蓝色合成品时，人们以为是蓝宝石，结果是合成蓝色尖晶石。
蓝色：
MgO：
Al2O===1：
1.5-3.5，致色元素Co；
绿色：
Al2O==1：
3
褐色：
Al2O
==1：
5
粉红色：
1.5-3.5
致色元素Cu；
有月光效应的无色品种：
1：
5，过多的氧化铝未熔形成无数细小针状包体导致月光效应，有时甚至形成星光。
烧结蓝色尖晶石：
由钴致色，并加入金粉，用来仿青金岩。
3．金红石：
图2-3
合成金红石的装置（马福炉）局部图
天然的金红石常呈细小针状，以大晶体产出的多为褐红色而且多裂，很少有宝石级的材料。
合成金红石的目的不是为了替代天然金红石，而是为了模仿钻石。
在合成立方氧化锆出现后，合成金红石很少生产了。
因为TiO2在燃烧时易脱氧，所以需要充足的氧，在合成刚玉的装置上多加了一个氧管（见图2-3）。
TiO2的熔点为18400C，粉末熔化，再在支座的种晶上结晶。
获得的梨晶为蓝黑色，这是因为高温下形成了Ti33+和相应的氧空位。
通过在高温氧化环境中退火处理，退火温度为800-10000C，即可去除蓝黑色，变为淡黄色到近无色的透明晶体。
如果在原料中掺入Sc2O3，则可直接获得近无色的晶体。
这是因为掺入的Sc2O3在晶体中形成的氧空位会提高晶体中的氧的扩散系数，使晶体在降温过程中就完成氧的扩散和退色。
合成金红石的宝石学性质
化学成分：
TiO2；
四方晶系
光泽：
金刚光泽；
透明度：
透明；
颜色：
无色者常带浅黄色调。
还可有红、橙、黄、蓝色者。
硬度：
6-6.5；
相对密度：
4.25；
折射率：
2.616-2.903；
双折射率：
0.287；
光性：
一轴晶正光性；
色散：
极强，0.28-0.30；
光谱：
紫区末端有强吸收带，使其光谱看似被截短了；
内含物：
气泡、未熔粉末；
合成金红石的鉴别
合成金红石具有极高的色散值使其泛出五颜六色的火彩。
这种特征使之不易与其他任何材料相混淆。
此外，其极高的双折射率使其刻面棱重影异常清晰。
仅此二特征就足以确认它了。
4．钛酸锶：
钛酸锶早在1955年人们就利用焰熔法生产出来，当时在自然界还没有发现天然的对应物。
尽管，1987年在俄罗斯发现了其天然对应物，矿物名为Tausonite，人们仍习惯把它归为人造宝石材料。
最初人们生产钛酸锶主要用于模仿钻石。
但自从立方氧化锆合成成功后，这种仿钻材料在宝石市场上很少见得到了。
但它透红外线的能力强，仍有生产用作红外光学透镜等。
与合成金红石一样，其合成装置也必须多加一根氧管，长出的晶体也是乌黑的，需要在氧化条件下退火（温度16000C），才能变成近无色的透明晶体。
所采用的原料为：
SrO：
TiO2==1：
1
钛酸锶的宝石学性质
SrTiO3；
等轴晶系
亚金刚－金刚光泽；
无色为主，偶见红、黄、蓝、褐色材料；
5.5-6；
比重：
5.13；
断口：
贝壳状；
2.41，单折射；
0.19，极强；
气泡；
钛酸锶的鉴别
钛酸锶作为仿钻材料，极易识别。
钛酸锶极强的火彩使它明显不同于钻石。
尽管标准圆多面型的钛酸锶在线试验中不透光，但它明显较低的硬度使之表面显示出明显的磨损痕迹、圆滑的刻面棱和不平整的小面。
尽管反射仪上可获得与钻石相同的折射率，但热导仪检测时却无钻石反应。
卡尺法或静水称重都可测出未镶品的比重，从而确认它。
三、
焰熔法合成宝石的鉴定
1．
原始晶形
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。
2．
包裹体：
图2-4
焰熔法合成红宝石中的气泡及弯曲生长纹
合成红、蓝宝石中常可见气泡和未熔粉末出现，一般气泡小而圆，或似蝌蚪状；
可单独或成群出现；
合成尖晶石中气泡和未熔粉末较少出现，偶尔出现的气泡多为异形。
3．
色带：
红宝石中常常为细密的弧形生长纹，类似唱片纹；
蓝宝石中色带较粗而不连续；
黄色蓝宝石很少含有气泡，也难见色带。
天然红宝石和蓝宝石都显示直或角状或六方色带。
合成尖晶石很少显示色带。
4．吸收光谱：
合成蓝宝石的光谱见不到天然蓝宝石通常可以见到的蓝区的吸收，或450nm的吸收带十分模糊。
合成蓝色尖晶石显示典型的钴谱（分别位于540、580、635nm的三条吸收带），天然蓝色尖晶石显示的是蓝区的吸收带，为铁谱。
5．荧光
合成蓝宝石有时显示蓝白色或绿白色荧光，天然的为惰性；
合成蓝色尖晶石为强的红色荧光，而天然的也为惰性。
合成红宝石通常比天然红宝石的红色荧光明显强。
6．帕拉图法：
将刚玉浸于盛有二碘甲烷的玻璃器皿中，在显微镜下沿光轴方向，加上正交偏光片下，合成刚玉可以观察到两组夹角为1200的结构线（图2-5）
图2-5
合成刚玉帕拉图法结构线
7．焰熔法合成星光刚玉：
合成星光刚玉
天然星光刚玉
内含物
大量气泡和未熔粉末；
3.划分评价单元金红石针极其微小，难以辨认；
（二）环境影响经济损益分析的步骤弯曲色带明显
各种晶体包体、气液包体、指纹状包体；
1.规划环境影响评价的技术依据金红石针较粗，易识别；
（4）是否满足环境功能区划和生态功能区划标准。
直角状或六方色带
报告内容有：
建设项目基本情况、建设项目所在地自然环境社会环境简况、环境质量状况、主要环境保护目标、评价适用标准、工程内容及规模、与本项目有关的原有污染情况及主要环境问题、建设项目工程分析、项目主要污染物产生及预计排放情况、环境影响分析、建设项目拟采取的防治措施及预期治理效果、结论与建议等。
星带外观特征
星光浮于表面，
星线直、匀、细，连续性好；
中心无宝光
（1）报送审批综合性规划草案和专项规划中的指导性规划草案时，将环境影响篇章或者说明一并报送。
目前，获得人们的偏好、支付意愿或接受赔偿的意愿的途径主要有以下三类：
①从直接受到影响的物品的相关市场信息中获得；
②从其他事物中所蕴含的有关信息间接获得；
③通过直接调查个人的支付意愿或接受赔偿的意愿获得。
星光发自内部深处；
以森林为例，木材、药品、休闲娱乐、植物基因、教育、人类住区等都是森林的直接使用价值。
星线中间粗，两端细，可以不连续；
中心有宝光
表2-2
合成星光刚玉与天然星光刚玉的区别
（2）安全验收评价。
8．合成红、蓝宝石的加工质量：
二、环境影响评价的要求和内容
图2-6
焰熔法合成刚玉的梨晶与切磨方向示意图
天然合成红、蓝宝石的加工质量通常较为精细，尤其是高质量的宝石，其台面通常垂直光轴，以显示最好的颜色。
而合成红、蓝宝石加工质量通常较差，常见火痕，更不会精确定向加工。
加上，合成梨晶通常因为应力作用会沿长轴方向裂开，其长轴方向与光轴方向夹角为60度，为了充分利用原料，其台面通常会平行长轴方向切磨（图2-6）。
所以合成刚玉在台面通常都可见多色性，而天然的则不然。
9．焰熔法合成尖晶石：
表2-3
焰熔法合成尖晶石与天然尖晶石的区别
合成尖晶石
天然尖晶石
内含物
包体少，偶有气泡，形态狭长或异形；
色带少见，仅见于红色尖晶石中
气液包体
常见晶体包体：
尤其是八面体形
色带少见
RI
1.727
Fixed红色尖晶石例外
用于检测折射仪
1.714-1.718,
高铬的红色尖晶石:
1.74
镁锌尖晶石:
1.715-1.80
锌尖晶石:
1.80
SG
3.63，
红色尖晶石：
3.60-3.66；
仿青金岩的烧结蓝色尖晶石：
3.52
3.60
D．光谱
蓝色者：
Co谱,540,580和635nm处有吸收带；
红色：
红区只有一条荧光光谱线
浅黄绿色：
445nm，422nm线
Fe谱，蓝区458nm有吸收带；
红色者：
红区5条—管风琴状荧光谱线（交叉滤色镜下观察）
E．
荧光
及滤色镜
无色者：
SW下强蓝白色；
SW：
红色或蓝白色，滤色镜下变红
红色荧光，滤色镜下变红
无色：
惰性
蓝色：
惰性，滤色镜下不变红
F．正交偏光镜
斑纹状消（图2-7）
红色尖晶石例外
全消光
图2-7合成尖晶石的斑纹状消光
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