[发明专利]人造宝石及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及宝石，特别是一种人造宝石及其制备方法。

背景技术

宝石是人们最喜爱的一类装饰品。从手饰(戒指、手镯、手链等)、吊坠、耳钉，到家庭 摆件，均受到各个阶层人们的喜爱和欢迎。宝石分天然宝石和人造宝石两大类。天然宝石是 由自然界产出，具有美观、耐久、稀少性、可加工成装饰品的矿物晶体(单晶或双晶体)。由 于天然宝石稀少昂贵，难于满足市场消费的需要，特别是一些天然质优、色艳、体大的稀有 宝石在市场上更难见到，而且价格之高令人望石兴叹。因此一些物化性质与天然宝石基本相 似，价廉物美，以装饰为主要目的的人工宝石作为对天然宝石资源的补充，在过去一个世纪 得到极其迅速的发展。根据中华人民共和国1997年5月1日实施的国家标准 “GB/T16552-1996珠宝玉石名称”的规定，人工宝石的定义是：完全或部分由人工生产或制 造，用作首饰及装饰品的材料统称为人工宝石。人工宝石种类很多，其材料不同，主要有人 造晶体，玻璃，塑料，树脂胶合复材等。人造晶体因其材料组成和各种物性都与天然宝石完 全相同或非常接近，是最受人们青睐的人工宝石。

早在二十世纪初，科学家就曾用氧化铝熔后加入少量氧化铬的方法，制出了克级的人造 红宝石晶体。最早的人造红宝石专利可追溯到1911年的美国专利“Syntheticsapphire” (US1004505A,June28,1911)。随着技术的发展，人造红、蓝宝石从最初的熔焰法，到现 在普遍采用的提拉法生长，人工合成的高品质的红、蓝宝石已能以较大规模的批量生产。

上世纪70年代，前苏联科学家发明了商业生产人造立方氧化锆晶体的工艺方法(参见： AleksandrovVI，OsikoVV,andProkhorovAM,“Productionofrefractorysinglecrystals andmoltenceramicsbyanewmethod”，VestnikAKadNaukUSSR,Vol.16,pp.29-39,1973)。 立方氧化锆的折射率为2.15至2.18，色散指数达0.058至0.066(超过金刚石)，且硬度高 达8.5，因而立即成为钻石(金刚石)的代用品(亦被称为“苏联钻”)，一直风行至今。目 前全世界每年的立方氧化锆的产量已达数百吨。

上世纪70年代以来，采用提拉法制备无色和掺色的钇铝石榴石(YAG)和钆镓石榴石(GGG) 晶体的生产技术得到了迅速的发展。人造石榴石晶体由于其具有较高的硬度和折射率，并且 色彩鲜艳，也已形成占有一定市场的人造宝石制品。详见美国专利US3761292“Simulated emeraldgemstone”，Sept.25,1973；和US4543342“Single-crystallinejewelrymaterials basedonaluminumgarnets”，Sept.24,1985。

上世纪90年代，彩色单晶碳化硅(SiC)单晶的出现(参见美国专利US5723397“Silicon carbidegemstone”，Mar.3,1998；中国专利CN1194623A“碳化硅宝石”，1998.09.30，中 国专利CN101037806A,“彩色碳化硅单晶制备方法与人造宝石的制备”2007.09.19.)，因具 有很高的折射率(2.65～2.69)和硬度(9.5)，成为风行一时的“摩星石”(Moissanite)，并 被认为是天然钻石的最佳替代品。

综上所述，迄今为止，人们所开发研究制备的人造宝石均为单晶制品，该单晶人造宝石 有如下不足之处：

(1)制备技术复杂，生产设备昂贵，产品价格也相对较高；

(2)生长出来的晶体多为柱条状，要加工成宝石制品，其切割、打磨量非常大，造成大量 原材料的浪费和产品成本的增加；

(3)无论是哪种材料的单晶人造宝石，都只能做出单色宝石，无法制备出多种颜色交替掺 杂的多色人造宝石；

(4)由于单晶人造宝石材料的晶体结构特性(整个宝石系一个大单晶体)，故无法产生由 多晶内部漫反射形成的莹光现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多晶透明彩色宝石的制备方法，以克服上述现 有技术存在的问题。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的人造宝石，包括基体，该基体采用粉末制备法制成的多晶透明宝石原料。