[發明專利]耐熱合成珠寶材料

在審

• 申請號: 201380075540.X
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN105120705A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 奧爾加·謝爾蓋耶夫納·迪姆希茨;亞歷山大·亞歷山德羅維奇·日林
• 申請（專利權）人: 奧爾加·謝爾蓋耶夫納·迪姆希茨;亞歷山大·亞歷山德羅維奇·日林;卡連·霍連諾維奇·阿瓦基楊
• 主分類號: A44C27/00
• 分類號: A44C27/00;C03C10/12;C30B29/20;C30B29/34;B82Y40/00
• 代理公司: 北京市路盛律師事務所 11326
• 代理人: 馮云;王桂玲

本發明涉及用于化學工業的材料。該耐熱合成珠寶材料包含基于納米氧化物(nanosized oxide)和硅酸鹽晶相的透明、半透明或不透明的復合納米晶體材料。該材料包含以下晶相中的至少一種：尖晶石、石英樣相、假藍寶石、頑輝石、透鋰長石樣相、堇青石、硅鋅礦、鋯、金紅石、鋯鈦酸鹽、二氧化鋯，并且過渡金屬、稀土元素和貴金屬的離子的含量為0.001mol％至4mol％。晶相中的一個額外地是具有硅鋁鋰石(virgilite)或熱液石英(keatite)結構的鋰鎂鋅鋁硅酸鹽的石英樣固溶體。所述材料組成選自按mol％計的以下組分：45至72的SiO₂；15至30的Al₂O₃；0.1至23.9的MgO；0.1至29的ZnO；1至18的Li₂O；0.1至7.0的PbO；0.1至10的ZrO₂；0.1至15的TiO₂；0.001至4.0的NiO；0.001至3.0的CoO；0.001至4.0的CuO；0.001至1.0的Cr₂O₃；0.001至3.0的Bi₂O₃；0.001至3.0的Fe₂O₃；0.001至3.0的MnO₂；0.001至3.0的CeO₂；0.001至3.0的Nd₂O₃；0.001至3.0的Er₂O₃；0.001至3.0的Pr₂O₃；0.001至1.0的Au。本發明使得產生具有低熱膨脹系數和高耐熱程度的珠寶材料成為可能。

技術領域

本發明涉及制造用于替代天然寶石的珠寶用合成材料。

合成材料在傳統上用于珠寶中以替代天然寶石。合成寶石可以分成兩類。第一類合成寶石具有與天然寶石相同的組成和物理特性。在它們當中，存在通過切克勞斯基法(直拉法)(Czochralski process)制造的紫水晶、黃水晶、煙水晶(smoky quartz)、變石(alexandrite)、紅寶石和尖晶石、通過維爾納葉法(焰熔法)(Verneuil process)制造的合成剛玉和尖晶石，以及水熱法合成祖母綠(hydrothermal emerald)。

第二類人造的合成寶石模擬天然寶石的外觀、尤其顏色，同時具有完全不同的組成和物理特性。另外，它們當中的某些在自然界中不存在。這類材料的例子是釔鋁石榴石(yttrium aluminum garnet)、鎵釓石榴石(gallium gadolinium garnet)和摻雜稀土氧化物及過渡元素氧化物的菲安石(phianite)。

合成寶石的明顯缺點是其著色的非均勻性，所述非均勻性由從結晶開始至其結束期間著色強度的逐漸變化引起。這種非均勻性歸因于以下事實：熔體(或溶液)中著色摻雜劑的濃度通常在結晶過程中因摻雜劑選擇性地進入晶體而變化。因為這個事實，隨著晶體生長，晶體中的摻雜劑濃度可能變化。最強烈的非均勻性是綠色、藍色和棕色菲安石、藍寶石、綠色和藍色釔鋁石榴石等的非均勻性。眾所周知，這些晶體的生長、其切割和按顏色分選是耗費人力的并且從制造的角度看是非常困難的。此外，還原條件下產生的許多有色合成寶石在外界空氣中加熱時改變其顏色(歸因于著色劑氧化)。

無色和有色玻璃(水晶玻璃、萊茵石)廣泛用于珠寶飾品中及相當便宜的珠寶中。玻璃通常均勻著色，然而，它在折射率、光輝、硬度、密度和耐熱性方面等級低于合成寶石。

許多合成材料和玻璃的主要缺點是它們的抗熱沖擊性(thermal shockresistance)低，即，它們不能在溫度驟降時維持完整性。它們經常開裂，不能經受住熱沖擊。這個缺點妨礙使用高速加工法碾磨和拋光材料。一項方便和低成本的珠寶制造技術“帶石鑄造法(casting with stones)”不能適用于這類材料。

背景技術