离子扩散系数在蓝宝石扩散热处理改色中的作用

一、刚玉类宝石（红、蓝宝石）热处理法用的最多的是在刚玉中,刚玉也大部分需要热处理进行改善.目前国际市场上的刚玉红、蓝宝石有90-95%是经过不同方法热处理的.因此在此分类详细介绍热处理法改变刚玉的颜色。

（1）热处理刚玉的改色机理1. 含铁离子刚玉从无色、浅黄绿色到黄色、橙色的互变在蓝宝石（Al2O3）中的铁，常以二价态Fe2+或三价态Fe3+存在。

在高温晶体生长的条件下，铁一般以Fe2+或FeO出现。

当这样一种Fe2+在取代刚玉中的Al3+时，为保持晶体电中性，每两个Fe2+的存在就会出现一个氧空位，这样可以产生几乎无色的刚玉晶体、或者略带一点绿色调。

其组成为：（1-x）Al2O3+2xFeO→Al2-2x Fe2x O3-x在高温下，气体中的氧可以通过扩散将Fe2+氧化成Fe3+4Fe2+ +O2→4Fe3++2O2-在刚玉蓝宝石中，这时没有氧空位了，相当于Al2O3中存在着Fe2O3杂质，电荷是平衡的，依Fe3+浓度的不同，宝石可以出现浅到中等的黄色。

若在还原气氛中加热，比如在H2或CO的条件下，就会产生相反的作用Fe2O3+ H2→2FeO+ H2O或Fe2O3+ CO→2FeO+ CO2如果更强烈的加热，Fe2O3可能会聚集形成多分子颗粒，从而产生更深的黄到褐的颜色。

也就是说，当铁离子以二价的形式存在于刚玉中时，宝石是无色略带一点绿色调。

在高温下，通过气体扩散Fe2+可以氧化成Fe3+，随Fe3+含量的多少，宝石可以出现不同程度的黄色。

相反当有还原气氛存在时Fe3+又可以转为Fe2+，宝石又可恢复原来的颜色，但较氧化反应难进行。

氧化成Fe3+的反应甚至在有钛存在时才可能。

当宝石中铁的含量远远超过钛的含量时，铁离子之间的电荷转移占主导地位，宝石仍可呈现出黄色，但含钛所形成的黄色比不含钛所形成的黄色暗得多。

当铁离子和铬离子共存，铁为二价时，宝石为粉色，经氧化加热铁变为三价，宝石成橘红色。

这些热处理的温度很高，常接近刚玉熔点（2050℃）的温度，即1500℃以上。

蓝宝石的吸收光谱及改色机理
蓝宝石是一种颜色鲜艳、照度高、易切削的矿石，是经过加工的宝石。

由于其
特殊的矿物成分、结构形貌和把握性，以及其自发的颜色组合，它受到世界各地宝石爱好者的青睐。

蓝宝石是一种无色到金黄色或紫色宝石，具有吸收光谱及改色机理。

蓝宝石的吸收光谱是由蓝宝石中的Fe3+离子和其他原子引起的，一般情况下，会吸收220-400nm范围内的紫外线和大部分红外线。

可以利用它吸收紫外线及红外线的特性，成功地实现了改变天然蓝宝石颜色的目的。

蓝宝石的改色机理主要有两种，一种是由于蓝宝石的改色需要通过阳性离子的
减少或增多来实现，而另一种是它能够通过其特殊的吸收特性，改变其颜色的理论，也就是所谓的“改色机理”。

一般来说，如果使用阳性离子的减少法和蓝宝石的吸收特性来改变蓝宝石的颜色，则需要把蓝宝石放入一定强度的电磁场中，使其中的离子减少，而同时由于它具有特殊的吸收特性，有效地吸收少量的紫外线，而以使蓝宝石的颜色慢慢从无色改变到金黄色或紫色等。

除此之外，如果电磁场的加强，蓝宝石的改色效果会变得更好，因此有时也会
使用电磁波来改色，但是具体的改色力度仍然要根据环境与被改色的蓝宝石本身状况而定。

最后，通过分析蓝宝石的吸收光谱及改色机理，可以知道，改变蓝宝石颜色的
方法有利用阳性离子减少法以及利用蓝宝石的特殊吸收特性来实现。

也就是说，蓝宝石的改色手段有提高电磁场的强度以及利用电磁波。

从这个方面来讲，蓝宝石改色并不是难事，只要有恰当的手段，就可以改变它们的颜色及造型。

蓝宝石改色的一个重要用处是可以美化蓝宝石的外观，使它们看起来更加迷人、更具价值。

一根据宝石在热处理过程中内部变化的机理列举热处理技术的原理（不少于五种）热处理中产生的热效应最终都使晶体内部发生变化，展示珠玉石潜在的颜色美。

根据宝石在热处理过程中内部变化的机理将热处理技术的原理分为八类。

1. 使宝石中致色元素改变而产生颜色的变化：主要成分或微量致色元素2.使宝石原有的色心被破坏而引起颜色的变化3.使宝石中的杂质扩散或改变存在状态而改变颜色4.使一些含水的宝石发生脱水作用而引起颜色的变化5.使某些宝石发生结晶构型的变化6.使某些宝石发生重组、再生和净化而达到优化的目的7.消除宝石中的包裹体，提高宝石的透明度和净度8.温度骤变可能引起珠宝玉石内部产生裂纹二辐照处理钻石有哪些鉴别特征。

1．颜色分布天然彩钻，为直线状或角状色带，与晶面平行，人工致色，色带平行于琢型宝石的小面。

处理产生的颜色分布集中，与琢型、轰击方向有关。

亭部辐照：圆钻型底尖成环状，形成“伞状效应”；阶梯型靠近底面有与其平行的窄色带。

冠部辐照：冠部刻面轮廓颜色富集；围绕腰棱的深色环。

边部轰击：无特征的图案，靠近轰击源一侧颜色深2．吸收光谱：黄钻H4色心引起的吸收线含氮无色钻石经辐照＋加热处理→黄色（H3和H4色心），且以H4为主；天然黄钻没有H4或H4色心不明显。

反之不成立。

595nm或H1b和H1c线辐照黄钻可存在595nm的吸收线，但在加热处理中，随温度上升，595nm吸收线会消失，同时在红外光谱区将出现H1b和H1c吸收线。

3．导电性：天然蓝钻能导电和透过短波紫外光，辐照蓝钻则不导电。

三什么是扩散处理。

扩散处理就是在高温或超高温条件下，通过某种元素在宝石中以扩散的方式来改变宝石内致色元素的种类、含量和元素间的比例，从而达到改变宝石外观特征（如颜色、透明度）的一种化学处理方法。

通常把热扩散处理方法在宝石表层所形成的颜色层称为扩散渗层（简称渗层）四什么是一型，二型扩散处理蓝宝石。

蓝宝石的颜色成因，目前公认是由Fe2+—Ti4+间电荷转移而形成的。

蓝宝石的改善工艺离子扩散处理可分为表面扩散处理和体扩散处理两种，表面扩散是引入致色离子使其进入刚玉的表面晶格，从而表面颜色得到改善，但扩散层很薄，二次抛光后颜色容易变浅或被去掉；体扩散处理要加入催化剂，使得加热的过程中致色离子能够进入刚玉内部晶格，内部颜色也发生改变。

本文根据所选样品的特征加入不同的致色离子。

标签：蓝宝石；改善工艺；红外光谱；紫外光谱1材料与方法1.1样品经过统计，蓝宝石以深蓝色为主，斯里兰卡的蓝宝石一般颜色较浅，缅甸的蓝宝石较透明。

实验选取以上3个产地的特征蓝宝石进行分析实验，使用样品见表1。

1.2试剂本实验中所用助熔剂为硼砂、Na2CO3，催化剂为MgSO4·7H2O，辅助剂为Al2O3，着色剂为Co2O3、TiO2。

根据蓝宝石样品特征分别设计了下列实验配方方案，具体的添加剂种类分别为：S1：Al2O3、硼砂、Na2CO3、MgSO4·7H2O、柠檬酸；S2：Al2O3、硼砂、Na2CO3、MgSO4·7H2O、Co2O3；S3：Al2O3、硼砂、Na2CO3、MgSO4·7H2O、TiO2；S4和S7：Al2O3、硼砂、Na2CO3、MgSO4·7H2O；S5和S6：Al2O3。

1.3气氛颜色较深的蓝宝石一般在氧化的气氛中进行反应，减少Fe2+与Ti4+的质量比（mFe2+/mTi4+），从而提高透明度；颜色较浅的蓝宝石则采用还原的方法，使部分Fe3+还原成Fe2+，提高mFe2+/mTi4+或采用加入致色离子进行离子扩散的方法进行增色。

S1～S6是在开放的条件下进行的实验，炉体和坩埚都不密封，保持的是弱的氧化气氛。

S7在还原的气氛下进行热处理。

样品S1～S4、S7中所用的催化剂为MgSO4·7H2O，加热后自身会发生化学反应：在200℃时，MgSO4·7H2O失去结晶水，加热到1124℃时，MgSO4·7H2O分解出SO2，SO2与坩埚中的H2O反应生成硫酸，这样，样品的热处理反应初期是在酸性熔剂中进行的，直至SO2完全挥发。

扩散处理的宝石及鉴定扩散处理的宝石及鉴定一、蓝宝石高温下通过不同的致色剂的扩散，在无色或浅色刚玉表面可产生不同的颜色。

使用Cr和Ni作致色剂在氧化条件可产生橙黄色扩散层，使用Co作致色剂可产生蓝色扩散层。

国内市场上见到的主要是用Fe、Ti作致色剂的扩散蓝宝石。

扩散处理只能在样品表面形成一层很薄的颜色层，根据这一颜色层的厚度又可将扩散分为Ⅰ型扩散处理和Ⅱ型扩散处理（“深”扩散法处理）两种。

Ⅰ型扩散处理蓝宝石表面颜色层厚一般为0.004~ 0.1mm, Ⅱ型扩散处理蓝宝石表面颜色层厚度可达0.4mm。

扩散处理蓝宝石的鉴定特征：这种宝石鉴定的依据是，扩散蓝宝石的原石是无色或浅色的天然刚玉宝石，它的颜色是用高温的方法人工扩散进入晶体的。

颜色仅限于宝石的表层，而宝石的核心部分是极浅或无色的原天然刚玉宝石，宝石的颜色层可通过切磨或抛光部分或全部去除。

由于以上原因，对这种扩散宝石进行标准的宝石学测试程序，只能测定出它是刚玉宝石，甚至可以找到天然刚玉的特征。

这是因为它的折射率指数、比重、多色性、双折率和硬度等物理性质与天然刚玉没有差别。

它的吸收光谱和紫外线荧光也很难提供经过人工扩散处理的证据。

鉴定扩散处理蓝宝石较有效的方法是通过油浸和放大，用肉眼或显微镜下观察。

(1)肉眼或显微镜下观察用肉眼或显微镜下观察(以下在显微镜或放大镜下单一放大观察，可提供宝石扩散热处理是在高温下进行的线索)。

1.Ⅰ型扩散处理蓝宝石为灰蓝色、蓝色表面常有一种水淋淋、灰蒙蒙的雾状外观, 而Ⅱ型扩散处理蓝宝石则为清澈的蓝色、蓝紫色，颇似天然优质蓝宝石。

2.处理样品毛坯料表面呈现出部分反射光和表面烧结物。

这些特征经抛光后可以部分或全部去除。

3.扩散处理的宝石，抛光过轻而常在抛光面上产生一种双层带状物，在放大镜下观察可见一个扩散层。

4.在扩散处理蓝宝石的表面裂纹或周围的孔隙中，常沉积有深的浓缩颜色和扩散用的色料。

5.宝石中的包裹体周围常有高压碎片，部分包裹体熔融，或金红石的“丝”部分熔融成点状，或被吸收。

宝石之优化宝石的常见优化处理的方法及特征宝石的优化处理方法甚多，目前主要的优化处理方法有●热处理●扩散处理(表面或体扩散)●高温高压处理●辐照处理(含热固色或退火处理)●裂隙充填、熔合充填处理(油、蜡、人工树脂、玻璃等) ●激光处理(含化学处理)●染色处理(含热固色处理)●涂覆、镀膜处理一、热处理将宝石放置在可控气氛和温度的加热设备(电阻箱、马弗炉、石墨管炉、烧结炉等)中，添加不同的化合物或涂填物、选择不同的温度范围、气氛条件(氧化、还原、中性)、加热速率(升温、冷却)及恒温时间对宝石进行热处理，使宝石的颜色、透明度、净度、光学效应等外观特征得到明显改善。

经热处理后，宝石的颜色相对稳定，它是一种将宝石的潜在美展示出来并为人们所广泛接受的常见优化方法。

热处理方法的主要机理如下：1．改变过渡致色杂质离子的价态选择氧化气氛条件，在高温条件下对浅蓝灰色、浅黄色及浅粉红色蓝宝石进行热处理，通过Fe2+→Fe3++e 价态的转化(O2-→Fe3+电荷迁移)，使之转变为橙黄色和橙红色；同理，选择还原气氛条件，在高温条件下对绿蓝色绿柱石进行热处理，通过Fe3++e→Fe2+价态的转化，使之转变为蓝色海蓝宝石。

在还原气氛条件下，对斯里兰卡乳白色刚玉(存在Fe3+、Ti4+)进行高温热处理(1600～1900。

C)，有助于实现Fe3++e→Fe2+价态的转化，并导致Fe2++Ti4+→Fe3++Ti3+间的电荷迁移，而转变成蓝宝石(见图4-2-1)。

2．消除不稳定的色心如无色黄玉经Y射线辐照处理后，易诱生黄色不稳定色心和蓝色稳定色心(组合成褐色／棕褐色)，经低温加热退火处理后，有助于消除黄色不稳定色心，稳固蓝色色心，并转变为蓝色黄玉。

同理，无色黄玉经带电粒子(电子加速器)辐照处理后，变为蓝绿色(为棕、黄、蓝色心叠加所致)，经中温加热退火处理后，能消除棕、黄色不稳定色心，转变为稳定的蓝色(见图4-2-2)。

3．脱水作用某些由褐铁矿(Fe2O3·nH2O)或氢氧化铁杂质致色的宝石，如黄色玉髓、褐黄色翡翠(见图4-2-3)黄色木变石猫眼等宝石经热处理后，其内的褐铁矿易发生脱水而转变成赤铁矿(Fe2O3)，原本黄色调则变为红色、褐红色。

珠宝玉石的热处理优化技术沈才卿珠宝玉石的热处理优化技术是指把珠宝玉石放在可以控制加热的设备中，选择不同的加热温度和其它不同条件进行热处理，使珠宝玉石的颜色、透明度及净度等外观特征得到改善，从而提高珠宝玉石美学价值和商业价值的技术。

这是一种把珠宝玉石潜在美显示出来的方法，也是一种容易操作且优化处理后的珠宝玉石被人们广泛接受的方法。

根据我国1997年5月1日实施的国家标准‘"GBT16552-1996珠宝玉石名称“的规定这一方法属于“优化“的范围一、珠宝玉石热处理过程中出现的变化珠宝玉石在热处理过程中内部会发生很多利变化有些变化有利于显示珠宝玉石的潜在美丧些变化会出现适得其反的结果。

综合起来热处理会使珠宝玉石内部出现如下一些变化。

1.热处理使珠宝玉石被氧化而产生颜色的变化对于有机宝石如珍珠、象牙、珊瑚、玻泊等加热处理会使其中的有机质氧化温度过高会仗颜色慢慢变暗变黑，若继续加热即出现“碳化“现象。

人们经常利用这个特点，掌握好温度实施有机宝石的“仿旧’‘处理。

对于宝玉石加热处理往往将其中的低价态阳离子氧化成高价态从而使颜色产生变化。

例如带绿色调的海蓝宝石在空气中加热将二价铁氧化成三价铁.使颜色变成蓝色。

2.热处理使珠宝玉石原有色心被破坏而引起颜色的变化有些宝石的颜色主要由色心引起的色心可以理解为’掉到空穴陷阱中的电子吸收可见光中某一颜色所带的能量r产生电子跃迁而显示颜色“的中心。

空穴陷阱的深度不一样显示出来的颜色也不一样如果不同深度的空穴陷阱同时存在颜色会不鲜艳显示混合色。

加热这类宝石，相当于给落入陷阱里的电子增加一定能量使色心中的电子可以被激发到更高的能级。

若外界给予的能量超过陷阱能时r陷阱中的电子将跳出陷阱而逃逸，该陷阱能的色心即被破坏颜色消除。

人们利用这个原理掌握好加热温度和时间，把陷阱能小的色心颜色清除掉，留下陷阱能高的色心颜色r以达到改善颜色的目的。

例如辐照法改色蓝黄玉，当无色黄玉利用辐照处理法得到的样品是褐一棕褐色这是因为不同陷阱能的色心产生的不同颜色混在一起造成的，通过热处理消除低陷阱能的色心就可得到漂亮的海蓝色。

红、蓝宝石的优化处理及其鉴别特征红、蓝宝石的优化处理的方法很多，有传统的热处理、染色处理、注油处理等，新发展的处理方法有玻璃充填、加充填物的热处理、表面散处理和辐照处理等。

一、红、蓝宝石的热处理及其鉴别特征红宝石和蓝宝石均可进行单纯的不添加其他化学物质的加热处理，用于改善红宝石和蓝宝石的颜色，如消除红宝石的紫色调和蓝色色斑，加深无色或浅色蓝宝石的颜色，或者改变蓝宝石的颜色。

加热处理还可用于消除红宝石或蓝宝石的丝绢光泽或者增强星光红色、蓝宝石的星光现象。

红、蓝宝石的热处理被认为是优化类型。

热处理红、蓝宝石的特征有：（一）熔蚀的金红石针高温下热处理通常会使金红石针完全分解或者部分溶蚀。

金红石针熔蚀的典型特征是长针状的晶体被熔断，形成点状线、断续线或者较粗大的晶体被熔蚀成线状溶滴。

（二）熔蚀的晶体包体如果加热的温度达到或接近晶体包体的熔点，晶体包体发生完全熔化或部分熔解。

晶体包体的棱角被熔蚀，形成浑圆状的形态；晶体包体完全熔化后凝固成白色或灰色的球状体或似球状体，被称为“雪球”，是热处理的标志性特征。

有些晶体熔融或部分熔融后会在与主晶的接触面上形成颜色浓集的区域，称为“色边”，也是热处理的典型标志。

（三）穗边裂隙如果晶体包体完全或部分熔化后，部分熔体溢入裂隙，形成环绕熔化的晶体分布的熔滴环，或者充填到裂隙的其他位置，溢出的熔体还可能在熔化的晶体周围形成强对比度的空穴，在应力裂隙的最外环，通常形成非常特征的，呈白色或灰白色的边沿，如同环礁的形态，故也称为环礁裂隙。

（四）热处理应力晕(锆石晕)由于锆石具有很高的熔点，在热处理过程中锆石包体不受影响，但其所伴随的应力裂隙有可能会形成环边裂隙。

当晶体包体因加热发生熔融或分解作用时，还可能诱发应力裂隙或者改造原生已存在的应力裂隙，常见现象有：盘状、穗边、环礁裂隙以及锆石晕。

（五）热处理后的愈合裂隙(水管状的包裹体)红、蓝宝石的指纹状愈合裂隙经热处理会形成连通的水管状包裹体和破裂的树枝状包裹体。

红宝石和蓝宝石的铍扩散处理
余平
【期刊名称】《超硬材料工程》
【年(卷),期】2003(015)005
【总页数】1页(P34)
【作者】余平
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P619.281
【相关文献】
1.一种体色呈蓝色的铍扩散处理蓝宝石 [J], 亓利剑;曾春光
2.扩散处理合成蓝宝石的特征及其扩散机制 [J], 亓利剑;曾春光;曹姝旻
3."扩散处理红宝石"被证实为合成红宝石附生在天然刚玉上 [J],
4.天然红宝石,蓝宝石的热处理 [J], 董秉宇;张建洪
5.离子扩散系数在蓝宝石扩散热处理改色中的作用．杨如增，余东华，赵娟．同济大学学报（自然科学版） [J],
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关于低品质蓝宝石高温扩散法工艺改善的相关探究作者：秦宏宇来源：《科技视界》 2014年第24期秦宏宇（长春工程学院，吉林长春 130021）【摘要】蓝宝石是世界五大贵重宝石之一，很多国家和地区都有蓝宝石原生矿产。

但是从世界宝石市场的蓝宝石销售情况来看，宝石级蓝宝石及其稀有，低品质蓝宝石又被作为废料处理，造成了大量资源浪费。

随着科学技术的进步，可以对低品质蓝宝石进行二次热处理，主要是利用高温扩散原理改善工艺流程。

本文主要探究低品质蓝宝石高温扩散法工艺改善。

【关键词】低品质蓝宝石；高温扩散法；工艺改善世界上很多国家和地区有具有丰富的蓝宝石矿产资源。

如果依然采用传统的改色技术改善低品质蓝宝石，就会出现大量的废料被长期搁置，造成了极大的人财物浪费。

随着矿产资源的不断减少，就需要采用先进的工艺技术地低品质蓝宝石工艺进行改善。

对低品质蓝宝石原料进行鉴别，其为裂隙发育，颗粒度比较大，呈灰暗颜色，往往是批量生产加工，价格低廉，虽然产量很高，但是利润很低。

经过抛光后蓝宝石原料在光泽上有所改善，而且色调统一，可以被用于雕刻镶嵌饰品以及大型工艺品装饰等等。

但是由于采用这种技术缺乏必要的理论支撑，而且工艺比较粗糙，严重阻碍了蓝宝石工艺的进一步发展。

为了开阔蓝宝石市场的前景，获得客观的经济效益，本论文利用高温扩散方法，对低品质蓝宝石进行工艺改善后成为黑色蓝宝石的改善机理进行探讨。

1 低品质蓝宝石样品选择低品质蓝宝石样品一般透明度较差，颜色灰暗。

要使低品质蓝宝石达到宝石级水准，即纯正的颜色和高透明度，就要进行工艺处理以改善蓝宝石品质。

随着蓝宝石矿产开发频繁，宝石级蓝宝石产量相对减少。

改善并利用低品质蓝宝石成为了宝石学的重点研究课题。

本次试验所选择的原料为灰黑色蓝宝石样品，切开后内部呈现出不透明的灰蓝色。

用肉眼观察，可见部分晶形分别为桶状和柱状，少量呈块状、片状，粒径普遍为1～2厘米，也有可以达到5厘米粒径的颗粒。

低品质蓝宝石产量很高，价格低廉，采用传统工艺改善后，成品为黑色。

收稿日期:2004 11 18作者简介:Karl S chmetzer(1951-),男,博士,国际宝石学会委员,主要从事宝石学研究、检测与教学工作。

未处理、热处理与扩散处理橙色和粉橙色蓝宝石的颜色成因K arl Schmetzer 1,Diet mar Schw arz 2(1 T aubenw eg 16,85238Peter shausen,G ermany;2 G belin GemL ab,M ailhofstr.102,6006Lucerne,Sw itzerland)摘 要:总结了未处理、热处理和Be 扩散处理的黄色 红色蓝宝石的颜色及其成因。

综述了蓝宝石色心的主要类型。

对热不稳定的黄色和橙色色心的性质与高温热处理或由Be 扩散处理产生的热稳定橙色色心的特征进行了对比研究。

对橙色色心形成的一些模式进行了详细描述和讨论,这些模式是由H g er (2001)和Emmett 等(2003)提出、根据样品中微量元素含量建立的。

两个模式都是基于微量元素M g F e T i 和(Be+M g) Fe T i 三角图解建立的。

对来自斯里兰卡的未处理和热处理帕帕拉恰蓝宝石的颜色成因与来自马达加斯加Ilakaka 和坦桑尼亚So ng ea 的Be 扩散处理蓝宝石的颜色成因进行了对比。

处理与未处理蓝宝石颜色的巨大差异是由样品中的Fe 和V 的含量差异以及色心的丰度造成的。

关键词:蓝宝石;热处理;扩散处理;未处理;颜色成因中图分类号:P619 28 文献标识码:A 文章编号:1008 214X(2005)01 0001 09Causes of Colour in Untreated,Heat Treated andDiffusion Treated Orange and Pinkish Orange SapphiresKarl Schmetzer 1,Dietmar Schw arz 2(1 Taubenw eg 16,85238Peter shausen,Ger many;2 G belin GemL ab,M ailhof str.102,6006L ucer ne,Sw itz erland)Abstract:Colo ur and causes o f colour in untreated,heat tr eated and bery llium diffusion treated sapphir es in the y ellow to red colour rang e ar e sum marized.An overv iew abo ut the major ty pes of co lour centres in sapphire is g iven.Proper ties of therm ally instable "yellow "and "orange"colo ur centres are compar ed w ith char acteristic features of thermally stable "orange"colo ur centres w hich are pro duced by hig h temperature heat treatm ent or by beryllium diffusion treat m ent.The mo dels fo r understanding the fo rmation of orang e colour centr es accor ding to trace element contents o f the sam ples as sugg ested by H g er (2001)and Em mett et al (2003)are de scribed and discussed in detail.Both m odels ar e based on tr ace element ratios in the M g Fe Ti and in the (Be+Mg ) Fe T i triang ular diag ram.The causes o f colo ur of untreated and heat treated padparadscha from Sri Lanka are co mpared w ith the colouratio n of ber yllium diffu sion treated samples fro m Ilakaka,M adagascar,and fro m Songea,T anzania.T he g reat colo ur variability o f untreated and treated samples is due to the larg e v ar iation o f iron and chrom ium contents of the samples as w ell as to the concentration of colo ur centr es.Key words:sapphire;heat treatment;diffusion treatment;untreated;cause of colour第7卷 第1期2005年3月宝石和宝石学杂志Jou rnal of Gems and Gemm ology Vol.7No.1M ar. 2005自2001年一种采用新的热处理技术优化处理的橙色蓝宝石面市以来[1],处理和未处理蓝宝石(图版 1)的鉴别以及所采用的处理技术的确定就成为宝石界关注的焦点。

第11卷 第3期2009年 9月 宝石和宝石学杂志Jour nal of G ems and G emmolog y V ol 111 N o 13Sep 1 2009 收稿日期:2008-12-02 修回日期:2009-07-08作者简介:帅长春(1983)),女,中国地质大学(武汉)珠宝学院宝石学专业硕士研究生。

刚玉的铍扩散处理实验研究帅长春,薛秦芳(中国地质大学珠宝学院,湖北武汉430074)摘 要:铍扩散处理是一种较新的刚玉处理方法,目前在国内还未见相关的实验研究报道。

运用类质同象替代原理与扩散原理,以焰熔法合成无色刚玉和山东天然蓝宝石为实验对象,在一定的温度环境下,加入适量的BeO 或金属Be 粉末及其它添加剂,进行了铍扩散处理实验。

实验结果显示,样品的颜色色调及浓度有明显的改善,表明铍扩散处理可以使样品的颜色变为粉红色、黄色和橙红色,也可以使山东天然蓝宝石样品的颜色变浅。

关键词:刚玉;铍扩散处理;实验研究中图分类号:T S93 文献标识码:A 文章编号:1008-214X (2009)03-0030-04Experimental Research of Beryllium Diffusion T reatm ent of CorundumSH UAI Chang -chun,XUE Qin -fang(Gemmological I nstitute,China Univer sity of Geosciences ,W uhan 430074,China)Abstract:Beryllium diffusion treatment is a new er treatment technique o f corundum,but there is no repor t about the ex periment resear ch at home.T he bery llium diffusion treatm ent ex periments are taken by using the m echanism of diffusion and the replace of similar categ o -r y,cho osing the flame -fusion gro w n co lour less sapphires and the natural sapphires from Shandong Pro vince,under the certain temper ature w ith the additio n of appropriate am ount BeO or metal Be pow der and other preparation.T he results show that the colour hue and saturation of the samples are g reatly im pr oved after the treatment,presenting the pink,yellow or o rang e red diffusion layers,w hile the natural sapphire sam ples fro m Shandong Prov ince into the lig ht co lour s.Key words:corundum ;beryllium diffusion treatm ent;ex perimental research铍扩散处理作为目前对红、蓝宝石处理的一项新技术在美国、德国、泰国等已趋近成熟,该技术不仅能使浅色刚玉变成黄色、橙色、粉色、绿色、蓝色等色彩鲜艳的蓝宝石,而且能使颜色较深蓝宝石的颜色变浅。