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【转】人工合成翡翠已经成功?

转自@中国翡翠平台


下面这颗翡翠就是传说中人工合成的翡翠,5.20 克拉由奇异公司制作的宝石级合成的翡翠

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人工合成翡翠鉴别方法:

人工合成翡翠技术的研究始于上世纪60年代。

1963年,贝尔(Bell)和罗茨勃姆发现翡翠是一种低温高压矿物,必须在高压条件下才能合成,至此开始了真正意义上的翡翠合成研究工作。80年代,我国吉林大学和中科院长春应用化学所、中科院贵阳地化所等单位也进行了合成翡翠的试验。


但由于实验条件和设备所限,难以实现硬玉由非晶质向晶质体的全面转化,同时,致色离子Cr3+难以进入其晶格中,最终合成硬玉样品属非宝石级,仅为不等量的硬玉 微晶和玻璃体的混合物。


上世纪八十年代,美国的通用电气公司(GE)相继开始了合成翡翠的研究。2002年,GIA首次对GE宝石级合成翡翠作了简要的报导。迄今,人们对这类宝石级合成翡翠的特征了解甚少。


电子探针分析结果表明,GE合成翡翠化学组成相对较纯,其中,Cr3+以类质同象形式替代Al3+而占据MⅠ位;K+、Ca2+则替代Na+占据MⅡ位。

与天然翡翠相比,GE合成翡翠化学成分以贫铁为特征,且钙、镁相对含量明显偏低。


GE合成翡翠多为绿色~黄绿色,半透明,微晶结构为主,局部为斑状结构,玻璃光泽。折射率:1.66(点测),密度:3.31~3.37g/cm3。紫外灯下,LW 蓝白弱荧光,SW 灰绿中强荧光。


红外吸收光谱测试结果表明,GE合成翡翠显示一组(3373、3470、3614 cm-1)与天然翡翠截然不同,且由羟基伸缩振动致红外吸收谱带。


由此证实,GE合成翡翠内存在微量的水分子,是在高温高压和水的参与下结晶而成。

据此可作为鉴别GE合成翡翠的重要证据。


整体而言,在红外光谱指纹区内,GE合成翡翠和天然翡翠的红外主吸收谱带差异特征不甚明显。


拉曼光谱测试结果表明,天然翡翠与GE合成翡翠的拉曼谱峰的差异特征不明显。

这种合成翡翠制程列为专业机密,只知是在 1400 度的高温和高压下,以类似合成钻石的方式制作,成品无论是成分、构造、折射率、比重还是吸收光谱,都和天然翡翠一模一样,除非使用高阶的检测仪鉴定,否则无法以肉眼或一般方法辨别。据悉已有业者向奇异公司表达商业合作的意愿。


下面的合成方法就是所谓的专业机密

合成步骤方法:
高温超高压合成翡翠要分两步走:
(1)按翡翠矿物(硬玉)分子式中的各元素含量选用合适的化学试剂,制成非晶质的翡翠玻璃料;
(2)将玻璃料粉碎,进行预成型工艺处理后,在六面顶金刚石合成用压机上进行高温超高压条件下结构转化,即可得到晶质翡翠。
(一)非晶质翡翠玻璃料的配方选择和合成方法
根据翡翠的矿物分子式为NaAlSi2O6,可选用Na2O,Al2O3,SiO2,Na2SiO3,Na2CO3,Al2(SiO3)3等试剂进行组合,经过实验对比,采用硅酸钠和硅酸铝作为合成翡翠的原料配方最理想。反应式为:Na2SiO3+Al2(SiO3)3=2NaAlSi2O6
此反应式的最大优点为:(1)熔点低,1050℃以上即可被熔融成玻璃料;(2)反应后除试剂中的杂质外,没有多余离子存在。
合成方法是称等克分子量重的硅酸钠和硅酸铝试剂,再按混合料总重量的重量百分含量要求称量含致色离子的试剂,一起在磨钵中混匀磨细,倒在坩埚中,盖上坩埚盖,放在马弗炉中加热到1100℃,恒温几小时后冷却,即得到带色的翡翠成分非晶质玻璃料,这些玻璃料用X射线粉晶分析鉴定时没有谱线。

(二)晶质翡翠的高温超高压合成方法:
由非晶质翡翠玻璃料转化成晶质翡翠,必须在高温超高压条件下,本实验是采用合成金刚石用的六面顶压机进行的。其合成方法如下:
1、将带色的非晶质翡翠玻璃料粉碎到125目以上(即粒度小于0.125mm)
2、将粉碎的非晶质翡翠玻璃料在600kg/cm2的嵌样机上加热预成型成Φ14X15mm圆柱体世Φ14X 6mm圆片。
3、将预成型的非晶质翡翠玻璃料块装入特制的高纯石墨坩埚中。
4、将石墨坩埚中放在140℃的烘箱中烘烤24小时以上。
5、将坩埚放入六面顶压机的压腔,启动压机使六个顶锤合拢。随后加压、加电流,并保持尽量长的时间。然后断电、卸压,打开压机,取出翡翠块,即可得到Φ14X 15mm,或Φ14X 6mm的晶质翡翠,经琢磨、抛光即成为合成翡翠的成品。
高温超高压法合成翡翠的矿物学鉴定结果,我们进行了X射线粉晶分析;红外吸收光谱分析;成份分析;硬度测定;比重测定;折射率测定;荧光测定等7个方面,结果与天然翡翠的数据基本一致。
环境条件:
天然翡翠形成于高温高压环境;通过实验American的Bell和Roseboom得出形成硬玉的温度与压力的下限为400摄氏度、18000帕。实践还表明,在900~1500摄氏度、25~70千帕的条件下,均可将非晶质翡翠转化为晶质翡翠。
方法步骤:
<1>制底子
将二氧化硅59.45%,氧化钠15.34%,氧化铝25.21%......配制好然后,在1500摄氏度的高温下反复熔融,要使其分布均匀,以形成非晶质翡翠材料,非晶质翡翠属于玻璃质,无色,透明。
<2>加入致色物质
致色物-----------------------(0.01%~10%)引起的翡翠颜色变化
氧化铬....................柠檬黄--黄绿--绿黄--深绿--橄榄绿
氧化钴....................浅蓝--青莲--深钴蓝
氧化镍....................浅藕--藕色--紫色--兰紫色--深蓝色
氧化铜....................浅蓝--天蓝--海蓝--深墨水蓝
硫酸锰....................浅紫丁香色--紫丁香色--深紫丁香色--紫色
氧化铁....................白色--浅黄绿色---浅黄褐色
氧化钛....................灰色--浅灰色----白色
氧化钕....................日光灯下紫红色------太阳光下青紫色
氧化镥....................鲜绿色色调
五氧化二钒...............白中蓝色色调--白中红色色调
氧化铈....................白色-------白色中微红色调
二氧化锡.................白色中黄绿色调--白色中微红色调
四氧化三铁..............白色中稍有黄绿色调
亚硒酸盐.................白色中粉红色调
实验还表明合成翡翠的透明度与致色元素(或离子)的浓度有关. 如:含铬0.7%以下合成翡翠往往透明,大于0.7%后呈深绿或橄榄绿不透明.
<3>晶质翡翠的制成
将非晶质翡翠材料注:要经过粉碎、过筛,再利用合成金刚石所用的设备“六面顶压机”,使其转化成具有天然翡翠结构的合成翡翠产品。经过X射线分析合成翡翠具有与标准数据一致的谱线。也与天然翡翠的谱线重合。硬度6.2~7.1密度3.29~3.36克/厘米3吸收光谱的主要峰值与天然硬玉的标准图完全吻合。

小编也咨询过很多专家,合成翡翠是难以合成。单晶质宝石的容易合成。例如钻石、红、蓝宝石早已被商业化大量生产。多晶质玉石是难以合成。
世界上最早合成翡翠并且成功投入市场的是美国GE公司。
由于其结构与矿物的复杂性对其温度、压力要求非常严格技术难度不容易掌握。中国最早是广西桂林宝石研究所做过“合成翡翠”,标本但是在很短的时间里,经过氧化、脱水、长出霉斑等很多原因就失败了,如果“合成翡翠”成功的话会悄然进入市场, 将会冲击珠宝市场。
就像B货翡翠最早进入香港刚进入市场一样,在鉴定技术还没有完全掌握的情况下有一小部分人发了一笔横财!


亿万年形成的翡翠,翡翠天生带灵气,人类智慧再高科技再发达近百年也难造出此物。


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