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合成宝石

由人工制造且自然界有已知对应物的宝石

合成宝石是完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质体、非晶质体或集合体，其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然宝石基本相同。

发展历史
1819年，E.D.克拉克博士用新发明的吹管将两颗红宝石放在木炭上，使其熔化成一个小球，意外得到了一种新产物——红宝石玻璃。
1837年，法国化学家马克·高丁正式从化学的角度对宝石进行研究。他用含有重铬酸钾的明矾和硫酸钾的饱和溶液进行反应，将残留物熔融得到了氧化铝的结晶体，开始了正式以化学方法合成宝石的历史。
1877年，弗雷米等用不同的方法合成了首批可以琢磨加工的合成红宝石，生产出重约1/3克拉的菱面体红宝石晶体。
1882年，欧洲市场上出现大量熔合红宝石（日内瓦红宝石）。
1900年前后，维尔纳叶利用自己发明的熔融晶体生长法合成出许多美丽完善的合成红宝石。这一方法的发明使大批量商业性生产合成宝石成为现实。
1918年，丘克拉斯基发展了熔融晶体生长法中的拉章晶技术（提拉法），市场上出现了更多粒大质美的合成宝石。
1940年，查塔姆公司用助熔剂法合成祖母绿获得成功。
1941年，该公司已合成出重达15克拉，质量较差的祖母绿晶体。
1950年前后，意大利人Spezia发明了水热法合成石英的技术，市场上开始出现合成水晶的商业性生产。
1957年，美国贝尔实验室宣布用水热法合成红宝石获得成功。
1955年，美国通用电气公司宣布合成工业钻研获得成功。
15年后的1970年又合成了宝石级的钻石。用高压法结合化学蒸汽沉积（CVD）技术已可合成重量超过11克拉的首饰钻石。
1972年，法国人Pierre，Gilson首次研制成功欧泊的技术，
1974年，合成白欧泊面市。
1976年，苏联科学家杜科卡改进了水热法合成红宝石的技术，使与天然红宝石极为相似的水热法红宝石获得商业性生产。
21世纪，宝石合成技术仍在不断改进和发展，已基本上能够合成出任何宝石品种。
合成方法
单晶的合成方法分三大类：
1.从熔体中结晶：用与晶体化学成份相同的化学试剂，按正确比例混合并熔化然后，在受控条件下，冷却结晶生长宝石。
2.从熔液中结晶：相应的化学成份溶解于液体中，在受控条件下，在子晶上结晶生长宝石。
3.在高温高压下结晶 ：在高温高压反应腔内，碳在高温区溶解，低温区结晶生长晶体。
威纽易法
跟人工优化红宝石相比，合成红宝石才是最令人头痛的问题。最早的合成红宝石最先由法国化学家威纽易发明的一种叫威纽易炉的装置用氧化铝粉末制成，这种合成红宝石已充斥市场。人们不仅用它来制造一些廉价的装饰性首饰，也有人用其冒充天然红宝石。
助熔剂法
1963年，美国查塔姆公司采用助熔剂法合成了一种新的合成红宝石，称为查塔姆红宝石。这些助熔剂法合成红宝石，在外观特征上更近似于天然红宝石，因而也更具有欺骗性。要指认出仿造红宝石与天然红宝石之间的显微特征，对于大多数普通的投资收藏者来说是十分困难的，因此，最好还是请有关的鉴定机构进行详细的鉴定。
水热法
水热法合成红宝石比助熔剂法合成红宝石更难以识别。其中最重要的鉴别特征，仍然是种晶的存在；另外，有时候可以看到一些“面包屑状”的包裹体；有的则有一些微波纹状的纹理。如果不能发现这些特征，那就只能依赖更精密的大型仪器，如红外光谱仪、电子探针仪等的详细测定。
熔体结晶
基本原理：将适量的细粉末落入烈焰中熔化，然后在子晶棒上固化形成单晶。
基本原理：所需配料在敞口的坩锅中熔化，在熔融液面上接籽晶提拉熔体，在受控条件下，在提拉旋转过程中生长出圆棒状单晶体。
基本原理：室温下，氧化锆属单斜晶系，但在2000°C下是立方晶系，加入100%的钙或钇的氧化物作为稳定剂，使氧化锆在室温下仍保持立方晶系的晶体。
基本原理：每次仅熔化添加材料的一部份或一个区域，添加材料可以是粉末状的，烧结棒或局部熔化的粉末棒。熔化从添加材料的一端开始，移动加热线圈或添加材料，使熔炼区移动，最后达到重结晶的目的。
熔液结晶
将所须成份熔解于液体中，经化学反应和成份迁移，达到重结晶的目的。
基本原理：将组成宝石的原料在高温下溶解，于低熔点的助熔剂中使之形成饱和溶液，然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发等方法，使溶融液处于过饱和状态，而使宝石晶体析出的生长方法。
基本原理：模仿自然界中许多矿物，是根据在矿化水溶液或蒸汽中结晶析出而设计的，包括在高温高压条件下，造晶成份置于封闭高压釜中较热部位，使其溶解于水中，随后将种晶放在较冷部位使其重结晶。
高温高压
主要用来合成金刚石。
基本原理：利用高温高压原理，将碳源放在叶蜡石反应腔高温熔解碳，在反应腔中高温熔融金属内输运金属，采用Ni-Fe合金或Fe-Al合金，最后碳在低温区籽晶上结晶。
与天然宝石异同
同
合成宝石与天然宝石如果只是从外观或物理性质几乎是完全一样的，它们可能具有接近或完全一样的比重和相同的硬度，荧光反应、吸收光谱也可能相互重叠。
异
如果只从美观的角度，那么许多合成宝石都较一般的天然宝石漂亮，两者的不同来自于形成的过程的差异：合成宝石是采用一些人工技术，如高温高压、化学反应等在实验室或工厂里生产出来的；天然宝石则是在岩石自然形成和变化的过程中，由于化学成分、温度、压力等条件适宜一些晶体的生长而形成的。
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