[其他]彩色水晶的生长方法

说明书

本发明所述彩色水晶的生长方法，采用混合碱（ＮａＯＨ－ＫＯＨ）溶剂，根据晶体结晶习性选取了有利的籽晶切型（＋Ｙ、或－Ｙ、（３０－８０度）或Ｘ切），加适当掺杂离子（Ａｌ³⁺、ＣＯ²⁺、Ｆｅ³+、Ｆｅ²⁺、Ｍｎ⁴⁺）。在高压釜中１２００－１６００大气压下，生长温度为３３５－３６０℃。温差为１５－２５℃，可生长出成色均匀，产率高，无棉，无双晶、裂纹及气泡等，适于实用的优质彩色水晶。

本发明所涉及的是晶体生长方法，特别是利用在NaOH-KOH混合溶剂中，采用+Y、-Y、（30-80度切）和X切型的籽晶用“水热温梯法”生长茶色水晶（烟水晶）的方法。

茶色水晶是彩色水晶的一种，它是制造茶晶镜的一种理想材料;也可用于许多新技术领域，如火箭、导弹所发出的白炽光的防护、其它技术领域如钢铁冶炼中发出的白炽光的防护。我国东北和西北干旱及沙漠地带需要大量的茶色水晶眼镜，（估计每年约30-50吨。）

以往，茶色水晶是天然水晶经γ射线辐照后制得的。由于天然水晶十分缺乏，供不应求;另外，天然水晶缺陷多，有棉、包裹体、双晶、裂纹等，辐照所成色不均匀，所以需要进行人工合成。

现有的人工合成茶色水晶的方法，大体可分为两种：

第一种：生长晶体时，是采用在碳酸钠（或碳酸钾）溶剂中加入掺杂离子（FeCO₃、MnCO₃、CoCO₃）形成离子色。（《结晶工学》984，1971;采色水晶的人工合成《压电晶体技术》1984。4;《人工晶体》1985.Vol14№2）。但在上述溶剂中，所生长的晶体，成色不均匀，而且颜色也难控制。其生长工艺也不够稳定，生长后期有裂隙，结晶状态不良，成长慢，重复性差。

第二种：是在单一的NaOH溶剂中加入Al³⁺，所生长的晶体经γ射线辐照后，显茶色。（Kristallografiya Vol.12№165-9（1967）Phys，stat.Sol.（a）29，659（1975），该研究主要从Al³⁺在晶体中的色心效应出发，探讨茶色晶（烟水晶）的形成，详细地研究了晶体的吸收谱线及Al³⁺色心形成的机理。但对晶体生长中的速率、籽晶的切型和成色均匀性均未见报导。

市场上常见的一种茶色玻璃，其硬度低（莫氏硬度为5），不耐风沙磨蚀，做茶色眼镜，光洁度寿命不及水晶长。

本发明的目的，在于提供一种市场急需的用于制作茶色眼镜的茶色水晶（烟水晶）生长方法。该方法的特征是：（1）采用NaOH-KOH混合碱溶剂。（2）籽晶需沿+Y、-Y（30-80度）和X切型使晶体生长速率快，成色均匀，晶体生长尺寸易于控制，成本低。

本发明的技术内容如下：

一、原料的预处理：

采用3-4级熔炼石英及脉石英，用水洗净，并用盐酸浸泡24小时，再用蒸馏水洗净、烘干，待用。

二、生长溶液的配制：

采用NaOH（1-1.5N）、KOH（0.3-0.8N）配成混合溶剂，加入主要掺杂离子Al³⁺（重量%，以下同，）0.1-0.5%;也可根据颜色的需要，选择加入不同的离子：蓝色加Co²⁺0.1-0.5%;檬黄色Fe²⁺0.1-0.3%;紫色加Fe³⁺（溶剂NaCl）0.1-0.5%;墨绿色Mn⁴⁺0.1-0.6%。

三、籽晶切型和预处理：

切型+Y 30-80度 或，

-Y 30-80度 或，

X切

籽晶厚度为2毫米。用超声波打孔（或钻头打孔）。

将籽晶用水洗净，再放入洗液中浸泡24小时，用水洗净，待用。