[其他]高折射率人造變色寶石

無效

• 申請號: 85108154
• 申請日: 1985-11-06
• 公開（公告）號: CN85108154A
• 公開（公告）日: 1987-05-13
• 發明（設計）人: 許煜寰
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C30B29/30
• 分類號: C30B29/30
• 代理公司: 中山大學專利事務所
• 代理人: 葉賢京,蔡茂略

本發明屬于首飾或裝飾工藝用的人造變色寶石。

由于天然寶石資源有限，大顆的完美寶石更是十分貴重，人們早就進行了關于天然寶石成礦條件的研究，以模擬制造人造寶石。目前國內外生產的人造寶石大體上可分為玻璃和晶體兩大類，玻璃（可摻入各種顏色）的生產比較容易，但硬度小，折射率低，缺乏各向異性的折光作用，做成首飾沒有光澤，這種人造寶石多用于低檔廉價的首飾中;人工晶體則主要是完全仿效天然寶石的成分制成的單晶體，其化學性能和物理性能與天然寶石無異，價格也比較昂貴。現在已能生產的單晶寶石有水晶（折射率為1.55），紅寶石（折射率為1.76），藍寶石（折射率為1.76），鋯石（折射率為1.93）等幾種，這些人造晶體寶石均具有以下幾個特點：1）色澤鮮艷可愛;2）透明度好;3）硬度高，機械性能好，可加工成各種形狀，不易損壞。但目前的人造寶石折射率仍然不夠大，跟鉆石相比還有一定差距（鉆石的折射率為2.4）;另外，作為裝飾物，還可以發展各種美麗顏色以至可變色的透明寶石。

本發明的目的就是要提供一種高折射率的、可變色的人造晶體寶石，使同一顆寶石在不同光照射下由玫瑰紅色變成淡紫或淡藍色，在可見光范圍內，折射率可高達2.2至2.3。

本發明采用在含氧八面體鈮酸鹽單晶中摻入稀土金屬元素（如釹等）的方法，制成高折射率的人造變色寶石，在白熾燈或太陽光照射下，寶石呈玫瑰紅色或淡紅色，在日光燈下卻呈現淡紫或淡藍色，其折射率為2.2至2.3，接近鉆石的折射率，遠遠超過現有各種人造晶體寶石，莫氏硬度為7，易于切割及研磨加工，物理性能及化學性能穩定。

高折射率人造變色寶石的配制方法如下：在含氧八面體結構的鈮酸鹽中，Nb⁵⁺離子處于氧八面體的中心，這類鹽包括：A¹⁺NbO₃結構、B²⁺Nb₂O₆結構或A¹⁺B²⁺₂Nb₅O₁₅結構，其中A為正1價金屬離子，B為正2價金屬離子，A、B各自又可以包含兩種以上復合離子，如A＝Li_xK_yNa_z，x+y+z＝1，B＝Ba_xSr_yMg_z，x+y+z＝1;在上述鈮酸鹽中添加入占A、B正離子總數目的0～15%的稀土金屬離子，如Nb³⁺……，具體配方見表一

表一????高折射率人造變色寶石配方

SrO????49.6克

BaO????47.6克

K₂O 6.9克

Na₂O 4.2克

Nb₂O₃11.2克

Bb₂O₅268克

（上述原材料中的金屬氧化物也可以用相應的碳酸鹽折算）。

將上述原材料用乙醇混合球磨二十四小時，然后將球磨后的料漿用5噸/厘米²左右的壓力壓成粗坯，在約1300℃溫度下燒結18小時，使之反應生成鈮酸鹽，把燒結后的坯料置于鉑坩堝之中，在提拉生長單晶系統中熔化后，用C軸（或其它軸）的籽晶引晶，提拉生長，溫度保持在1500℃，提拉速度為3～5毫米/小時，晶體轉速20～40轉/分，大氣氣氛。拉出的單晶外形為四方柱（或四面對稱棱柱）、透明、呈淡紅或玫瑰紫色，在日光燈下呈淡藍色，其可見光及近紅外波段的吸收光譜如圖1所示。晶體密度為5.19克/厘米³，莫氏硬度為7，晶格參數：a＝12.4019埃，c＝3.9218埃，晶格對稱性：點群4mm（室溫）。其折射率見表二。

表二????高折射率人造變色寶石的折射率

照射光波長（埃） n_on_e

6330????2.3066????2.2490

5610????2.3358????2.2747

本人造變色寶石由于折射率較高，在不同光照射下顏色會發生變化，物理性能及化學性能穩定，是人造首飾或其它裝飾品的較為理想的材料，估計在國內外市場上有一定的競爭潛力。