[發明專利]托帕石改性的加工方法

有效

• 申請號: 201410302073.6
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104119104B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 劉奇
• 申請（專利權）人: 中廣核中科海維科技發展有限公司
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明屬于寶石半導體輻照改性的技術領域，具體涉及托帕石改性的加工方法。

背景技術

托帕石質地堅硬、色澤柔美、晶瑩剔透，很適合制作戒指、墜、項鏈等首飾，一些純凈透明的托帕石還可以雕刻成小掛件、吊牌；另外，托帕石中含有各種微量元素，不同的微量元素、含量及微量元素的原子團類型不一樣，所呈現的顏色是不同的。托帕石的顏色主要是由各種色心吸收不同范圍的可見光造成的。

目前，托帕石的改色優化處理一般包括以下四種——1、輻照藍色托帕石：大多數是由無色托帕石先經輻照處理，然后再加熱處理，去除黃、褐色調產生的。這種改色方法比較理想，但不可避免地帶來了一個令人討厭的問題，即殘余放射性。托帕石的殘余放射性半衰期大約為100天。因此經改色處理的托帕石，不能馬上投放市場，廠家一般存放1年以上；經輻照處理的托帕石，其物理、化學性質與天然托帕石完全一致；盡管根據顏色的強度和深度可以說大多數經輻照處理的藍色托帕石的顏色在自然界還從沒有發現，但也不能據此肯定說某一藍色托帕石是經輻照處理的；?2、加熱：世界上絕大部分托帕石產自巴西，巴西和巴基斯坦等中亞地區出產的黃色調托帕石經過加熱可以成為粉紅色、紅色；3、涂層處理：無色托帕石經PVD表面涂層處理（Physical?Vapor?Desposition），可成為藍綠色、多色（如同萬花筒一樣）、紅色等。有研究認為這種處理方式不夠持久，可能在數年后磨損或局部剝落；這種處理方式的托帕石在放大檢查時可以看到表面的斑點狀色斑；4、表面擴散處理：通過表面擴散法把無色托帕石改成藍色、藍綠色、藍紫色等，顏色穩定，國內市場已能少量見到這類產品。顏色穩定，比涂層處理更為耐久，幾乎可以算永久性改變。該項技術目前被生產商高度保密，但我們可以推測這項技術與低于托帕石熔點的高溫，錳、鉻或鐵等致色元素的進入有一定的關系。

通過輻射技術，可以將天然無色的托帕石改變為藍色托帕石，提高了托帕石的價值。高能電子束輻照托帕石不會誘發放射性，但因其質量小，輻照效應比較弱，如果要達到理想的輻照效果，需要較長的輻照時間。長期的輻照又會導致托帕石表面溫度過高，致色效果不理想。

發明內容

本發明的目的在于提供托帕石改性的加工方法，通過輻射技術，提高了托帕石的應用價值。

本發明的技術方案為：托帕石改性的加工方法，具體步驟包括：

第一步：將托帕石置于水箱中，托帕石位于掃描窗口正下方；

第二步：關閉出水口，打開進水口放水，待水剛好沒過托帕石時打開出水口，調節進水口和出水口水流量，保持進出水流量相等；

第三步：為了保持輻照過程中水溫恒定，循環水泵系統通過調節進出水量將水溫控制在25度-35度；

第四步：將加速器能量設定為10MeV，功率5KW，重復頻率381Hz，在此情況下其為劑量率1.0-1.3KGy/s；

第五步：寶石定于輻照窗下輻照時間5-9h，輻照劑量230000-250000KGY；

第六步：輻照結束，關閉進水口，待水流盡關閉出水口，取出輻照好的托帕石，輻照后的托帕石為黃褐色；

第七步：退火：將托帕石置于烘箱中，200℃退火2小時，托帕石呈現藍色即可。

第一步中，所述水箱下部設有進水口和出水口，進水口和出水口位置水平；進水口與出水口略高于托帕石1-2cm，掃描窗口面積為1000mm×138mm。

進一步的，第三步中，水溫控制在30度。

進一步的，第四步中，劑量率1.2KGy/s。

進一步的，第五步中，輻照時間7-8h，輻照劑量235000-240000KGY。

本發明工藝方法，通過良好的水冷卻循環系統，調整和改善輻照工藝，從而實現了托帕石的改性，提高其應用價值。

附圖說明

?圖1為本發明的輻照試驗示意圖。

圖中：掃描盒1；水箱2；進水口21；出水口22；寶石3；循環水泵系統4。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

如圖1所示，托帕石改性的加工方法，具體步驟包括：

第一步：將托帕石置于水箱中，托帕石位于掃描窗口正下方；

第二步：關閉出水口，打開進水口放水，待水剛好沒過托帕石時打開出水口，調節進水口和出水口水流量，保持進出水流量相等；

第三步：為了保持輻照過程中水溫恒定，循環水泵系統通過調節進出水量將水溫控制在25度-35度；