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Der ultimative Leitfaden für 16 Arten von synthetischen Edelsteinen
Merkmale, Methoden der Synthetikherstellung und Vergleich
Einleitung:
Dank der Entwicklung der modernen Synthesetechnologie können fast alle natürlichen Edelsteine im Labor synthetisiert werden, und ihre Eigenschaften ähneln immer mehr denen der natürlichen Edelsteine, bis hin zu einem Grad, der kaum noch zu unterscheiden ist.
Inhaltsübersicht
Abschnitt I Synthetischer Diamant
Synthetische Diamanten in Edelsteinqualität werden hauptsächlich mit der Hochtemperatur-Hochdruckpresse (HTHP) BARS hergestellt, wobei die wichtigsten Produktionsländer für synthetische Diamanten in Schmuckqualität Russland, die Ukraine und die Vereinigten Staaten sind. Die wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften von synthetischen HTHP-Diamanten ähneln denen von natürlichen Diamanten.
1. Merkmale der Diamantsynthese nach der Kristallkeimkatalysatormethode
(1) Äußere Merkmale von Kristallen
Die Kristallform ist im Allgemeinen kubisch {100} und oktaedrisch {111} in der Aggregation. Diamanten, die nach der "BARS"-Methode synthetisiert wurden, können leicht verzerrte Verzweigungsmuster, wellenförmige Wachstumsmerkmale und Restkristallflocken aufweisen. Bei niedrigen Temperaturen stehen die Ränder der Kristallflächen oft hervor, während das Zentrum konkav ist; bei hohen Temperaturen wird der gesamte Kristall abgerundet. Unter dem Mikroskop lassen sich Wachstumsstrukturen und Farbunterschiede in verschiedenen Wachstumsbereichen beobachten.
(2) Farbe
Synthetische Diamantkristalle sind im Allgemeinen hellgelb, orange-gelb oder braun. Bei niedrigen Temperaturen gezüchtete Kristalle haben eine hellere Farbe, während bei hohen Temperaturen gezüchtete Kristalle dunkler sind. Die Farbe hängt wesentlich von der verwendeten Katalysatorlegierung ab. Handelt es sich bei dem Katalysator um Fe-Al, ist der resultierende Kristall farblos; enthält er B (Bor), erscheint er blau, und enthält er Ni (Nickel), erscheint er bräunlich-gelb. Die Farbverteilung ist ungleichmäßig, wobei an den Rändern der oktaedrischen Kristalle Farbbänder sichtbar sind.
(3) Merkmale der Einschlüsse
Bei den wichtigsten Einschlüssen handelt es sich um katalytische Metalle, die isoliert oder gebündelt auf der Kristalloberfläche erscheinen oder entlang der Grenzen der inneren Wachstumszonen ausgerichtet sind und runde, längliche, punktförmige oder nadelartige Formen aufweisen. Die Reinheitsgrade liegen hauptsächlich im P- und SI-Bereich. Die Wachstumsmuster der synthetischen HTHP-Diamanten entwickeln sich je nach Wachstumszone unterschiedlich. Die Wachstumsmuster in der oktaedrischen Wachstumszone sind gerade und können rötlich-braune nadelartige Einschlüsse aufweisen (nur unter kathodischer Lumineszenz sichtbar); die kubische Wachstumszone hat keine Wachstumsmuster, kann aber schwarze Quereinschlüsse aufweisen; die Kanten der quadratischen oktaedrischen Wachstumszone entwickeln gerade Wachstumsmuster.
(4) Optische Merkmale
Die anomale Doppelbrechung ist oft nur sehr schwach ausgeprägt. Die Farbveränderung der Interferenzfarben ist nicht signifikant und weniger ausgeprägt als bei natürlichen Diamanten.
(5) Lumineszenz
Unter ultraviolettem Licht, Röntgen- und Kathodenstrahlen zeigt es eine regelmäßige, zonenförmige Lumineszenz, wobei verschiedene Wachstumszonen unterschiedliche Lichtfarben ausstrahlen und regelmäßige geometrische Muster bilden.
(6) Absorptionsspektrum
Typ I b zeigt im Allgemeinen keine offensichtliche Absorption; manchmal kann es aufgrund von Kühleffekten während des Wachstumsprozesses zu einer Absorption bei 658 nm kommen. Typ I b + I a zeigt mehrere deutliche Absorptionslinien bei 600-700 nm, während natürliche Diamanten eine Absorptionslinie bei 415 nm aufweisen (siehe Tabelle 2-5).
Tabelle 2-5 Erkennungsmerkmale von synthetischen Diamanten und natürlichen Diamanten
| Artikel | Natürlicher Diamant | Synthetischer Diamant |
|---|---|---|
| Farbe | Meistens farblos, hellgelb, hellbraun, braun, aber auch grün, goldgelb, blau und rosa | Meist hellgelb, leicht bräunlich-gelb, auch farblos, grün und blau, mit ungleichmäßigen Farben, sichtbare Farbbänder parallel zu den oktaedrischen Kristallkanten angeordnet |
| Typ | Hauptsächlich Typ I a, auch Typ I b, II a, II b und deren Mischtypen | Meistens Typ I b, aber auch Typ II a, la + I b und II a + II b (Mischtypen) |
| Kristallform | Häufig oktaedrisch, rhombisch-dodekaedrisch und deren Aggregate, mit dreieckigen Wachstumshügeln, die auf den Kristallflächen an Zerfall erinnern | Häufig kubisch, oktaedrisch, rhombisch-dodekaedrisch und kubisch-oktaedrisch, mit ungewöhnlichen Verzweigungsmustern, wellenförmigem Wachstum und Restkristallflocken auf den Kristallflächen |
| Eingliederung | Sichtbare Mineraleinschlüsse wie Diamanten, Peridot, Granat, Spinell und Pyroxen; Diamanten vom Typ I b enthalten oft dunkle nadel- oder plattenförmige Einschlüsse | Gewöhnliche Kristallkatalysatoreinschlüsse erscheinen im Auflicht glänzend und im Durchlicht schwarz undurchsichtig, etwa 1 mm lang, im Allgemeinen rund oder länglich, einzeln oder in Gruppen, oft parallel zur Kristalloberfläche oder entlang der Grenzen der inneren Wachstumszonen verteilt; einige Einschlüsse sind spitz oder nadelartig. |
| Lumineszenz | Unregelmäßige zonierte Lumineszenzerscheinung | Regelmäßige zonierte Lumineszenzerscheinungen unter ultraviolettem Licht, Röntgenstrahlen und Kathodenstrahlen |
| Absorptionsspektrum | Typ I eine "Kap"-Farbe hat 1 oder mehrere klare Absorptionslinien, z. B. bei 415 nm, 453 nm, 478 nm | Typ I b weist im Allgemeinen keine offensichtliche Absorption auf, was manchmal auf den Kühleffekt von synthetischen Diamanten zurückzuführen ist, der eine Absorption bei 658 nm verursacht; Typ I b + I a bei 600- 700 nm |
| Magnetisch | Nicht-magnetisch | Magnetisch aufgrund des Vorhandenseins von Eiseneinschlüssen |
2. Chemische Gasphasenabscheidung zur Synthese von Diamantschichten (CVD-synthetisierter Diamant)
(1) Physikalische Eigenschaften
Die physikalischen Eigenschaften wie Härte, Wärmeleitfähigkeit, Dichte, Elastizität und Transluzenz kommen denen von natürlichen Diamanten nahe oder erreichen sie sogar. CVD-synthetisierte Diamanten sind plättchenförmig, mit {111} und {110} Flächen, die nicht entwickelt sind; die Farben sind meist braun und hellbraun oder farblos und blau. Sie weisen eine starke anomale Extinktion unter orthogonal polarisiertem Licht auf, die in verschiedenen Richtungen variiert.
(2) Strukturelle Mängel
Es gibt viele (111)-Zwillinge, (111)-Stapelfehler oder Versetzungen. Unter Vergrößerung sind unregelmäßige dunkle Einschlüsse und punktförmige Einschlüsse mit parallelen Wachstumsfarbbändern zu erkennen.
(3) Elektrische Leitfähigkeit
Die dünnen Schichten des blauen synthetischen Diamanten sind leitfähig und gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des facettierten Diamanten verteilt.
(4) Infrarotspektrum
Diamantfilme sind polykristallin, mit einer körnigen Struktur auf der Oberfläche und charakteristischen Peaks bei 1332 cm-1(FWHM) und sogar ein breiter Peak erscheinen in der Nähe von 1500 cm-1. Bei ultravioletter Bestrahlung tritt in der Regel eine schwache orange-gelbe Fluoreszenz auf.
Abschnitt II Synthetischer Moissanit (synthetischer Calcarenit)
Synthetischer Moissanit wird hauptsächlich nach der Lely-Methode hergestellt und wurde erstmals im Juni 1998 in Städten wie Atlanta, USA, eingeführt. Seine gemmologischen Eigenschaften sind wie folgt:
(1) Farbe
Farblos bis blassgelb, hellgrau, hellgrün, hellbraun, hellblau, grün und grau, beeinflusst durch Spuren von Stickstoff- und Aluminiumverunreinigungen. Zum Beispiel gelb (mit Stickstoff 0,01%), grün (mit Stickstoff 0,1%), blaugrün (mit Stickstoff 10%), blau (mit hohen Mengen an Aluminium). Farblose Kristalle enthalten keinen Stickstoff oder reduzieren den Einfluss von Stickstoff durch Zugabe von Spurenelementen von Aluminium.
(2) Glanz
Transparent, subadamantiner Glanz.
(3) Kristallsystem und optische Eigenschaften
Hexagonales Kristallsystem, sphaleritartige Struktur. Es kommt häufig in massiver Form vor und hat eine einachsige positive optische Eigenschaft.
(4) Brechungsindex und Dispersion
Brechungsindex 2,648-2,691, Doppelbrechung 0,043, bei Fokussierung auf die untere Spitze kann man die Tischplatte und die Facettenreflexe der Krone sehen. Reflektivität ist etwa 21,0%, Dispersion 0,104.
(5) Dichte und Härte
Dichte 3,20-3,24 g/cm3Mohs-Härte etwa 9,25. Die Zähigkeit des Kristalls ist ausgezeichnet.
(6) Einschlüsse
Lange, schlanke, weiße, röhrenförmige Objekte, unregelmäßige Hohlräume, kleine SiC-Kristalle, negative Kristalle und dunkle, metallisch glänzende, kugelförmige Objekte können linear mit drei oder mehr Partikeln angeordnet sein, und es gibt auch einige wolkenartige, verstreute, punktförmige Einschlüsse, die möglicherweise Blasen enthalten.
(7) Absorptionsspektrum
Es wurde kein charakteristisches Absorptionsspektrum beobachtet. Nahezu farbloser synthetischer Moissanit hat eine schwache Absorption unter 425 nm.
(8) Lumineszenz
Zeigt Lumineszenz, einige wenige zeigen mittlere bis schwache orangefarbene Fluoreszenz unter langwelligem Licht, sehr wenige zeigen schwache orangefarbene Fluoreszenz unter kurzwelligem Licht; eine sehr kleine Anzahl zeigt mittlere bis schwache gelbe Fluoreszenz unter Röntgenstrahlung.
(9) Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit beträgt 230- 490w/(m-k), 1w/(m-k) = 1,163kcal/(m-h-k).
(10) Elektrische Leitfähigkeit
Absorption unter 1800 cm-1gibt es mehrere starke und scharfe Absorptionsspitzen im Bereich 2000-2600 cm-1 und nur wenige Absorptionsspitzen sind im Bereich 3000-3200 cm zu sehen.-1 Region.
(11) Infrarot-Spektrum
Die folgende Absorption zeigt, dass es in dem Bereich mehrere starke und scharfe Absorptionsspitzen gibt, und einige wenige Absorptionsspitzen sind in dem Bereich kaum zu sehen.
(12) Einfache Methoden zur Unterscheidung von Diamanten
① Beleuchtungsmethode
Mischen Sie Diamanten mit synthetischem Moissanit und gießen Sie die Mischung in eine Plastikschale, wobei Sie die Edelsteine in Wasser tauchen. Legen Sie ein weißes Blatt Papier 25 mm unter die Kunststoffschale und beleuchten Sie die Edelsteine aus 15 cm Höhe mit einer Faseroptiklampe oder einer Taschenlampe. Es ist besser, die Lichtquelle mit einer geschlitzten Platte abzudecken und den Test in einem dunklen Raum durchzuführen. Bewegen Sie die Kunststoffschale unter der Beleuchtung von einer Seite zur anderen. Synthetische Moissanite zeigen leuchtende Farben, während Diamanten nur weißes Licht aussenden.
② Heizverfahren
- Erhitzen Sie diese Edelsteine in einem Ofen, einem elektrischen Ofen oder einer 250-W-Glühlampe; zu diesem Zeitpunkt wird der synthetische Moissanit leuchtend gelb, während Diamanten ihre Farbe nicht verändern.
- Legen Sie die äußere Flamme eines Streichholzes oder Feuerzeugs direkt unter den Edelstein; Diamanten verändern ihre Farbe nicht, während synthetischer Moissanit gelb wird, aber nach dem Glühen in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
③ Dispersionsverfahren
Legen Sie den Diamanten mit der Vorderseite nach unten in eine flache, saubere Glasschale, die vollständig in Leitungswasser getaucht ist, und beleuchten Sie ihn vertikal mit einer Taschenlampe; synthetischer Moissanit zeigt helle Spektralfarbenblitze, während Diamanten weniger helle Farbblitze aufweisen.
④ Spezifisches Gewicht Methode
Legen Sie den Edelstein in eine schwere Dijodmethan-Flüssigkeit; der synthetische Moissanit schwimmt oben, während der Diamant sinkt.
Abschnitt III Synthetischer Smaragd
Zu den Synthesemethoden für Smaragde gehören vor allem die hydrothermale Methode und die Fluxmethode. Die physikalischen Eigenschaften wie Brechungsindex und Dichte des synthetisierten Produkts kommen denen der natürlichen Smaragde sehr nahe, wobei der Hauptunterschied in den inneren Merkmalen und den spektralen Eigenschaften im Infrarotbereich besteht. Auch die verschiedenen Herstellungsverfahren weisen Unterschiede auf.
1. Hydrothermale Methode zur Synthese von Smaragd
Die hydrothermale Smaragdsynthese umfasst den russischen synthetischen Smaragd, den synthetischen Smaragd nach der Linde-Methode, den synthetischen Smaragd nach der Biron-Methode, den synthetischen Smaragd nach der Lechleitner-Methode und die hydrothermale Smaragdsynthese in Guilin, China. Die Merkmale der verschiedenen hydrothermalen Methoden zur Synthese von Smaragden sind in Tabelle 2-6 aufgeführt.
Tabelle 2-6 Merkmale verschiedener hydrothermaler Verfahren zur Synthese von Smaragd.
| Sorte | Brechungsindex | Doppelbrechung | Dichte (g/cm)3) | Ultraviolette Fluoreszenz | Eingliederung | Andere Merkmale | Winkel zwischen den Wachstumslinien und der Z-Achse |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Lechleitner (Australien) | 1.570 ~ 1.605; 1.559 ~ 1.566 | 0.005 ~ 0.010; 0.003 ~ 0.004 | 2.65 ~ 2.73 | Rot | Saatkristall, Kreuzbrüche | In Ölimmersion sichtbare Schichtung, orthogonal polarisiertes Licht wellenförmiges Verschwinden | 30 ° |
| Linde (USA) | 1.567 ~ 1.572 | 0.005 | 2.67 ± | Starkes Rot | Gas- und federartige zweiphasige Gas-/Flüssigkeitseinschlüsse, parallele nagel- oder nadelartige Einschlüsse, Silikat-Beryllium | Es findet eine Absorption von H2O im Infrarotspektrum, das Wasser vom Typ I enthält | 36 ~ 38 ° |
| Verfeinerte Pool-Methode (Australien) | 1.570 ~ 1.575 | 0.005 | 2.694 | Schwach und keine | Wolkenartige Einschlüsse im Fensterbildschirm | Es findet eine Absorption von H2O im Infrarotspektrum, einschließlich Cl | 22 ~ 23 ° |
| China (Guilin) | 1.570 ~ 1.578 | 0.006 | 2.67 ~ 2.69 | Leuchtendes Rot | Dreiphasige, fischförmige Einschlüsse, die manchmal einzeln auftreten und in Gruppen Weizenkeimlingen ähneln, Silikat-Beryllium | Enthält Wasser der Typen I und II | |
| Biron (Australien) | 1.570 ~ 1.578 | 0.007 ~ 0.008 | 2.68 ~ 2.70 | Starkes Rot | Zweiphasige nagelförmige Einschlüsse, silikatische Berylliumkristalle, weiße kometenförmige und perlenartige Partikel, federartige Flusseinschlüsse und dunkle metallische Einschlüsse | Enthält Wasser vom Typ I und II, Cl | 32 ~ 40 ° |
| Russland (alt) (Neu) | 1.572~ 1.578; 1.579 ~ 1.584 | 0.006 ~ 0.007 | 2.68 ~ 2.70 | Schwaches Rot | Tausend winzige braune Teilchen, eine Wolke bilden | Enthält Wasser des Typs I und II | 32 ~ 32 ° ; 43 ~ 47 ° |
(1) Farbe
Lebendiges Grün.
(2) Struktur des Wassergehalts
Es überwiegt Wasser des Typs I, mit etwas Wasser des Typs II.
(3) Infrarot-Spektroskopie
Obwohl die hydrothermale Synthese von Smaragden sowohl Wasser vom Typ I als auch vom Typ II enthält, weist sie unterschiedliche Peakpositionen und -intensitäten für die Streck- und Biegeschwingungen von Wassermolekülen auf. Die hydrothermale Synthese von Smaragden zeigt Absorption im mittleren Bereich.
Infrarot bei 4357 cm-1, 4052 cm-1 und 3490 cm-1, 2995 cm-1, 2830 cm-1, 2745 cm-1 was ihn von natürlichem Smaragd unterscheiden kann (siehe Abbildung 2-9).
(4) Einschlüsse
Häufig finden sich zweiphasige Einschlüsse, nadel- oder nagelartige Berylle und Hohlräume mit fest-flüssigen Einschlüssen, die auf einzelnen Ebenen verteilt und parallel zueinander in derselben Ebene angeordnet sind. In einigen Fällen gibt es doppelbrechende Kristalle, mit mehreren Phasen gefüllte Hohlräume und flächige Formen von Impfkristallen mit verdrehten weißen federartigen, faserigen und baumwollartigen Einschlüssen. Schlackenartige Einschlüsse sind flächig verteilt, und die Kristalloberfläche weist einzigartige Wachstumsrippel auf. Die gewellten oder gezackten Wachstumslinien und Farbbänder im Inneren des Kristalls verlaufen größtenteils parallel zur Impfkristallplatte, mit einem Schnittwinkel mit der Z-Achse zwischen 22° und 40°, und weisen unregelmäßige Subkorngrenzen auf, die fast senkrecht zu den Farbbändern verlaufen und kantige Muster bilden.
Die Korngrenzen verlaufen fast senkrecht zu den Farbbändern und bilden eckige Muster.
Der synthetische Smaragd, der im hydrothermalen Verfahren in Guilin, China, hergestellt wird, gehört zur chlorhaltigen alkalifreien Serie und weist nur Wasserspitzen vom Typ I auf. Bei den hakenförmigen Einschlüssen parallel zur C-Achse handelt es sich häufig um Chrysoberyll und manchmal um Beryll. Die Verteilung der Festphaseneinschlüsse hängt mit den Grenzen des Impfkristalls zusammen, und die Anordnungsrichtung der nadelartigen Einschlüsse ist senkrecht zum Impfkristall und zur Hauptwachstumsfläche.
(5) Besondere optische Effekte
Bei schwarzem Hintergrund erscheint Rot in bestimmten Winkeln, wenn es von einer starken Lichtquelle beleuchtet wird.
(6) Fluoreszenz
Starke rote Fluoreszenz.
(7) Farbfilter Beobachtung
Leuchtend rote Farbe.
2. Synthese von Smaragd mit der Flux-Methode
Zu den Herstellern, die synthetische Smaragde nach dem Fluxverfahren produzieren, gehören Chatham, Gilson und Lennox. Die Eigenschaften der synthetischen Smaragde der verschiedenen Hersteller variieren leicht (siehe Tabelle 2-7).
Tabelle 2-7 Merkmale von Smaragd, der mit verschiedenen Fluxmethoden synthetisiert wurde
| Sorte | Brechungsindex | Doppelbrechung | Dichte (g/cm)3) | Ultraviolette Fluoreszenz | Eingliederung | Andere Merkmale | Jahresringe |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chatham (USA) | 1.560 ~ 1.563 | 0.007 | 2.65± | Starkes Rot | Federartige, schleierartige Umhüllung und Silizium-Tantal-Kristall | Nein H2 O im Infrarotspektrum | C(0001); m(1010); u(1120) |
| Typ Gilson I (Französisch) | 1.559 ~ 1.569 | 0.005 | 2.65 ± 0.01 | Orange-rot | Federartige Einschlüsse, rechteckige Berylliumsilikatkristalle | Nein H2 O im Infrarotspektrum | |
| Typ Gilson II (Französisch) | 1.562 ~ 1.567 | 0.003 ~ 0.005 | 2.65 ± 0.01 | Rot | Gleich wie oben | Dasselbe wie oben, das Produkt ist sehr selten | |
| Typ Gilson N (Französisch) | 1.571 ~ 1.579 | 0.006 ~ 0.008 | 2.68 ~ 2.69 | Keine | Faseriges, bündelartiges festes Flussmittelpaket, Platin- und Berylliumsilikat | Wie oben beschrieben, gibt es eine charakteristische Absorption bei 427 nm | |
| Lennix (Französisch) | 1.556 ~ 1.566 | 0.003 | 2.65 ~ 2.66 | Rot | Undurchsichtige röhrenförmige Verpackung, Silizium-Beryllium-Stein und smaragdähnliche Kristalle, gefüllt mit Flussmittel in den Rissen | Undurchsichtige röhrenförmige Verpackung, Silizium-Beryllium-Stein und smaragdähnliche Kristalle, gefüllt mit Flussmittel in den Rissen |
Zitiert aus "System Gemology" (2006)
(1) Infrarotspektrum
In wasserfreiem Zustand gibt es also keine Absorption von Wasser (siehe Abbildung 2-9). Wird Fe zugesetzt (Gilson N-Typ), entsteht eine Absorptionsbande bei 427 nm im violetten Bereich, die in natürlichen Smaragden nicht vorhanden ist.
(2) Einschlüsse
Feste Schmelzeinschlüsse, die nicht geschmolzen sind, füllen oft Risse und Hohlräume aus und erscheinen federartig, faserig oder gebündelt, wie flatternde Fenstervorhänge; stufenförmige grobkörnige Flussmitteleinschlüsse; einige parallele band- oder linienartige Merkmale, die sich entweder durchgängig in Richtung der sechsflächigen Prismenoberfläche erstrecken oder einen bestimmten Winkel mit der Prismenoberfläche bilden; einige erscheinen entlang der Kristallachsenrichtung, wodurch die sechsflächige Außenkontur wie ein Hohlraum aussieht; manchmal gibt es feste Einschlüsse von Tiegelmaterial (Platin) und Silikat-Beryllium; manchmal sind Spuren von natürlichen Impfkristallen zu sehen (dunkler in der Farbe), wobei der dunkle smaragdgrüne Teil, der den Impfkristall umgibt, die gleichen Einschlussmerkmale aufweist. Diese Einschlüsse lassen sich in fünf Typen unterteilen:
- Gebogene federartige Einschlüsse, die an Schleier oder Stroh erinnern;
- Lachende, hakenförmige Einschlüsse;
- Gas-Flüssig-Zweiphaseneinschluss;
- Kleiner floraler Kristalltyp;
- Seltener dunkel gefärbter, konischer Wickelkörper-Typ.
(3) Komponentenanalyse
Enthält Metallkationen mit Flussmitteln wie Mo und V, während natürlicher Smaragd dies nicht tut.
(4) Lumineszenz
Rote Fluoreszenz. Die Durchlässigkeit des synthetischen Smaragds von Chatham bei Kurzwelle (unter 230 nm) ist viel stärker als die des natürlichen Smaragds (der unter 295 nm nicht durchlässig ist).
Die Smaragde, die durch den oben erwähnten Fluss oder die hydrothermale Methode synthetisiert werden, sind den natürlichen Smaragden sehr ähnlich und im Allgemeinen schwer zu unterscheiden. Die wichtigste Grundlage für die Identifizierung ist die Analyse der inneren Merkmale und der Infrarotspektraleigenschaften mit Hilfe eines Mikroskops und eines Infrarotspektrometers (Tabelle 2-8).
Tabelle 2-8 Unterschiede zwischen natürlichem Smaragd und Smaragd, der mit der Flux-Methode und der hydrothermalen Methode synthetisiert wurde
| Typen | Synthese von Smaragd durch Fluxverfahren | Synthese von Smaragd durch hydrothermale Methode | Natürlicher Smaragd | |
|---|---|---|---|---|
| Dichte (g/cm)3) | 2.65 ~ 2.67 | 2.67 ~ 2.69 | 2.69 ~ 2.74 | |
| Ne | 1.560 ~ 1.563 | 1.566 ~ 1.576 | 1.565 ~ 1.586 | |
| No | 1.563 ~ 1.566 | 1.571 ~ 1.578 | 1.570 ~ 1.593 | |
| Doppelbrechung | 0.003 ~ 0.005 | 0.005 ~ 0.006 | 0.005 ~ 0.009 | |
| Interne Merkmale | Silizium-Beryllium-Stein, Platinblech, gekrümmte aderartige Risse, zweiphasige Einschlüsse | Silizium-Beryllium-Gestein, kleine zweiphasige Einschlüsse | Glimmer, Tremolit, Aktinolith, Pyrit, Calcit, dreiphasige Einschlüsse | |
| Wasser | Keine | Enthält Wasser des Typs I und Wasser des Typs II | Enthält Wasser des Typs I und Wasser des Typs II | |
| Kalium | Variabel | Keine | Variabel | |
| Infrarot-Spektrum | Kein Wasserabsorptionspeak |
(Nach Kurt Nassan, 1979)
Abschnitt IV Synthese von Korund-Edelsteinen
1. Flammenschmelzverfahren zur Synthese von Korund-Edelsteinen
(1) Synthese von Rubinen
① Intern relativ sauber, ohne Blasen oder mit gelegentlich sichtbaren Blasen. Die Blasen sind klein und wenig, meist kugelförmig und selten quappenförmig. Wenn der Produktionsprozess instabil ist, kann eine große Anzahl punktförmiger Blasen Cluster bilden, die in Bändern oder wolkenartigen Mustern verteilt sind. Gelegentlich erscheinen ungeschmolzenes Aluminiumoxidpulver und rotes Chromoxidpulver krümelig.
② Helle, übermäßig reine Farben können tiefrot, orange-rot, violett-rot und viele andere Farben haben, die oft ein Gefühl von "unecht" vermitteln.
③ Es hat ein breiteres bogenförmiges Wachstumsmuster, das sich durch die gesamte Probe zieht. Aufgrund technologischer Verbesserungen hat sich die Krümmung des Wachstumsmusters relativ verringert und erscheint in einem kleineren Bereich relativ gerade. Während des Bearbeitungs- und Polierprozesses können federartige Risse entstehen, und auch bei der anschließenden Wärmebehandlung können sich Risse bilden. Wenn sie mit Harz gefüllt werden, kann sich in den Rissen ein falscher fingerabdruckähnlicher Einschluss bilden.
④ Da die Oberfläche parallel oder nahezu parallel zur Z-Achse ausgerichtet ist, gibt es einen auffälligen Dichroismus in Richtung der Oberfläche.
⑤ Unter ultraviolettem Licht zeigt es eine mittlere bis starke rote Fluoreszenz.
⑥ Nach Röntgenbestrahlung kann es zu einer roten Phosphoreszenz kommen.
(2) Synthese von Saphir
① Verschiedene Farben: Blaue Saphire erscheinen von oben blau und von der Seite violett-blau.
Gaseinschlüsse, feste Einschlüsse, Wachstumslinien und Pleochroismus sind ähnlich wie bei synthetischen Rubinen, wie die Fluoreszenz- und Absorptionsspektren in Tabelle 2-9 zeigen. Manchmal können sich blaue Substanzen um Blasen herum ansammeln, wodurch sie leicht zu erkennen sind.
③ Die Eisenabsorptionslinie bei 450 nm kann bei natürlichen Saphiren verschwinden oder sehr schwach und unscharf sein.
Tabelle 2-9 Vergleich der Merkmale von synthetischen Korund-Edelsteinen durch Flammenfusion
| Edelstein-Sorten | Struktur des Wachstums | Einschlüsse | Spektrum | Ultraviolette Fluoreszenz | Andere Merkmale |
|---|---|---|---|---|---|
| Rubinrot | Sechseckiges Band | Rutil, heilende Risse | Cr-Spektrum | Starke Mitte | Vertikale C-Achse |
| Synthetischer Rubin | Gekrümmte Wachstumslinien | Blasen, Puder | Cr-Spektrum | Sehr stark | Keine Orientierung |
| Sapphire | Sechseckiges Farbband | Rutil, verheilte Risse, Kristalleinschlüsse | 450 nm schmalbandig | Schwach, orange-rot (Langwelle) | Gerades Knistern |
| Synthetischer Saphir | Gebogene Wachstumslinien | Blasen, kleine Blasencluster, Pulver | Fehlt | Schwach, blau-weiß (Kurzwelle) | Gekrümmte Risse |
| Gelber Saphir| Stein | Sechseckiges Farbband | Rutil, verheilte Risse, Kristalleinschlüsse | 450 nm Schmalband, oder keine | Keine Mitte, nicht fluoreszierend mit Absorptionsbanden, umgekehrt gelb fluoreszierend | Fe3+ oder Mg2+ ist der Farbstoff und enthält kein Ni |
| Synthetisches Gelb Saphir | Gebogenes Farbband (Blauglasfilter) | Seifenblasen, kleine Seifenblasencluster, Puder | Abwesenheit | Schwach und keine | Enthält Ni, Ni2+ ist ein Färbemittel |
| Grün Saphir | Sechseckiges Farbband | Rutil, Heilung Brüche, Kristalleinschlüsse | 450nm Schmalband | Keine Fluoreszenz | Fe3+ Fe/Ti ist ein Färbemittel |
| Synthetisch Grüner Saphir | Kurve d Wachstumslinien | Seifenblasen, kleine Seifenblasencluster, Puder | Fehlt | Schwache Mittelstufe, orange | Ni, Co, Ni2+ Co als Färbemittel |
| Farbe¬ wechselnder Saphir | Sechseckiges Farbband | Rutil, verheilte Risse. Kristall-Einschlüsse | Cr-Spektrum | Schwach, rot | Fe3+ Fe/Ti sind Chromogene und enthalten fast kein V |
| Synthetischer farbwechselnder Saphir | Gebogene Wachstumslinien | Blasen, kleine Blasencluster, Pulver | 470 nm feine Linie | Schwach, bläulich-weiß (Kurzwelle) | Enthält V, V3+ ist das chromogene Mittel |
| Farbloser Saphir | Schwaches hexagonales Farbband | Rutil, verheilte Frakturen, Kristalleinschlüsse | Keine | Mittelschwache, gelbe Fluoreszenz | Kein Platt-Effekt |
| Synthetischer farbloser Saphir | Keine | Blasen, kleine Blasencluster, Pulver | Keine | Mittelschwache, blau-weiße Fluoreszenz | Platt-Effekt |
(3) Synthetischer Sternrubin (blau) Saphir
① Farbe, Transparenz: Synthetischer Star Light Red Sapphire ist rosa bis rot, halbtransparent bis transparent; Synthetischer Star Light Blue Sapphire ist milchig blau bis blau, weiß bis grau, lila, grün, gelb, braun, schwarz und halbtransparent.
Die bogenförmigen Wachstumslinien verlaufen im Allgemeinen parallel zur Basis, und entlang der bogenförmigen Wachstumsschichten sind häufig Blasen verteilt. Winzige Rutileinschlüsse sind dicht in drei Richtungen angeordnet und wirken neblig.
③ Die Sternlinien sind fein und schmal, vollständig, klar und ohne Sternchen auf der Oberfläche der Probe verteilt.
Die Unterscheidungsmerkmale von synthetischem Sternrubin (blau) und natürlichen Steinen sind in Tabelle 2-10 aufgeführt.
Tabelle 2-10 Merkmale des flammgeschmolzenen synthetischen Sternrubins (blau)
| Artikel | Synthetisch | Natürlich | |
|---|---|---|---|
| Merkmale der Oberfläche | Sternenlicht | Sternenlicht schwebt auf der Oberfläche, außergewöhnlich hell, nicht weich | Aus dem Inneren des Kristalls strömt Sternenlicht, weich |
| Star-Linien | Die Sternlinien sind durchgängig, fein, gerade und gleichmäßig; die Kreuzungspunkte der Sternlinien sind klar, und es gibt keine Verbreiterung oder Aufhellung an den Kreuzungspunkten, die auf der Oberfläche schwimmen (kein edelsteinartiger Glanz) | Die Sternlinien variieren in ihrer Breite und erstrecken sich in einem wellenförmigen Muster nach vorne, wobei die Schnittpunkte der Sternlinien breiter und heller werden (Herrlichkeit) | |
| Interne Merkmale | Gekrümmte Wachstumslinien können beobachtet werden (besonders deutlich auf der konvexen Rückseite des Edelsteins), zusammen mit extrem feinem weißen Pulver und verstreuten Rutileinschlüssen | Winkelförmige Einschlüsse sind sichtbar, und es gibt ein Phänomen der Farbstreuung | |
| Ultraviolette Fluoreszenz | Lange Welle | Synthetischer Sternrubin weist eine sehr kräftige hellrote Farbe auf | Natürlicher Sternrubin weist eine schwach rote Farbe auf |
| Kurzwelle | Synthetischer Sternrubin weist eine sehr kräftige, leuchtend rote Farbe auf, synthetischer blauer Saphir weist eine blau-weiße Farbe auf | Der natürliche Sternrubin hat eine schwache rote Farbe, der natürliche blaue Sternsaphir hat eine sinnliche Qualität. | |
2. Hydrothermale Synthese von Saphir-Edelsteinen
(1) Äußere Merkmale von Kristallen
① Die Form der Kristalle ist meist dickplattenförmig oder plattenförmig, wobei häufige Formen hexagonale Bipyramiden {2241} und {2243} sind, gefolgt von Rhomboedern{0111}, und gelegentlich negativen trigonalen Bipyramiden{3581} und parallelen Doppelflächen{0001}.
Auf den hexagonalen, bipyramidalen Kristallflächen sind häufig verschiedene Wachstumsmuster zu beobachten. Zu den üblichen Mustern gehören zungen- oder tropfenförmige Wachstumshügel, stufenförmige Wachstumsterrassen, gitterartige Wachstumstexturen und unregelmäßige Wachstumsstreifen, gelegentlich auch radiale faserige Streifen. Diese Wachstumsmuster stehen in engem Zusammenhang mit der Temperatur, dem Druck, den Mineralisatoren, der Fließrichtung des Lösungsmittels und dem Temperaturgradienten während des Kristallwachstums. Sie stellen eine Form der internen eingebetteten Struktur des Kristalls und der Wachstumsversetzungen dar.
③ In Kristallen können Rissbildungen auftreten. Bei synthetischen Rubinen gibt es zwei Arten von Rissen: zum einen Risse entlang der Oberfläche des Impfkristalls (hauptsächlich aufgrund der großen Spannungen zwischen dem Kristall und dem Impfkristall), zum anderen regelmäßige Netzrisse auf der {2243}Kristalloberfläche (bedingt durch die Struktur und die Wachstumsbedingungen des Kristalls). Es gibt drei Arten von Rissbildung in synthetischen gelben Saphirkristallen: zum einen zwei Gruppen von Rissen entlang der Richtung des Kristallrhomboeders, zum anderen Risse entlang der Mitte der Impfkristallplatte und zum dritten Risse entlang der Grenzfläche zwischen dem Impfkristall und dem Kristall. Der Grund für die Rissbildung im letzteren Fall ist komplizierter und könnte mit der Gitterfehlanpassung oder Kristallverzerrung zwischen dem Feinkristall und dem Kristall zusammenhängen. Einige lösliche Verunreinigungen oder gallertartige mechanische Vermischungen in den Kristallen sowie die thermischen Schwankungen, die durch den ungleichmäßigen Wärmefluss während des Wachstumsprozesses verursacht werden, können jedoch die Hauptgründe für die Rissbildung bei synthetischen gelben Saphirkristallen sein.
(2) Interne Merkmale
① Gas-flüssige Zweiphaseneinschlüsse. Sie können einzeln oder in einem fingerabdruckartigen Muster auf der verheilten Bruchfläche verteilt sein, das einer Netzstruktur ähnelt. Sie haben einen stärkeren dreidimensionalen Sinn und sind regelmäßiger als die fingerabdruckartigen Einschlüsse in natürlichem Saphir. Charakteristische nagelförmige Flüssigkeitseinschlüsse sind oft dicht angeordnet.
Die Ränder der einzelnen Einschlüsse in synthetischen Rubinen sind glatt und relativ regelmäßig, mit einem Gas-Flüssigkeits-Volumenverhältnis von 20%. Die einzelnen oder perlenförmig verteilten Gas-Flüssigkeits-Zweiphaseneinschlüsse in synthetischen gelben Edelsteinkristallen sind etwa 0,02 bis 0,05 mm groß, oval oder unregelmäßig geformt, mit einem Gas-Flüssigkeits-Verhältnis von 15% bis 25%, im Allgemeinen isoliert und weit von den Impfkristallen entfernt verteilt, und ihre morphologischen Merkmale sind den Flüssigkeitseinschlüssen in natürlichen gelben Saphiren sehr ähnlich. Die beiden sind unter dem Mikroskop nur schwer zu unterscheiden.
② Blasen treten in Gruppen auf. In frühen synthetischen Rubinen sind viele Blasenbündel oft dicht als winzige Blasen von 0,01 mm auf den Impfkristallchips, Impfkristallabdeckungen oder hängenden Golddrähten verteilt. Bei synthetischen Korund-Edelsteinen sind solche Einschlüsse im Allgemeinen schwer zu erkennen.
③ Vorhandensein von Impfkristallsplittern. Legt man den Edelsteinkristall in Naphthalinbromid-Immersionsöl, so erkennt man ihn an der unregelmäßig gewellten Wachstumsgrenze zwischen den Impfkristallspänen und den Wachstumsschichten.
④ Feste Metalleinschlüsse. Goldmikrokristall-Aggregate sind punktförmig oder klumpig verteilt und stammen von der Goldauskleidung oder den hängenden Drähten der Hochdruckgefäße.
Ein gräulich-weißes Al(OH)3 Pulver kann auch in synthetischen Rubinkristallen vorkommen, ähnelt Brotkrümeln und ist undurchsichtig. Es ist meist in der Nähe des Impfkristalls punktförmig und flächig verteilt.
In synthetischen gelben Saphirkristallen können auch schmelzbare Verunreinigungen gefunden werden, meist in unregelmäßigen dendritischen, radialen oder unregelmäßigen körnigen Formen, farblos und transparent, mit mittleren Vorsprüngen. Unter orthogonal polarisiertem Licht ist die Interferenzfarbfolge relativ hoch (bezogen auf die Dicke) und oft ungleichmäßig an der Grenzfläche zwischen dem Kristall und dem Impfkristall verteilt; es kann auch ein gelartiges mechanisches Gemisch mit regelmäßiger oder unregelmäßiger Netzwerkform beobachtet werden, das farblos oder hellgelb-grün, transparent, mit mittleren bis hohen Ausstülpungen ist, nur an den Rissen zwischen dem Kristall und dem Impfkristall existiert und oft mit schmelzbaren Verunreinigungseinschlüssen oder Flüssigkeitseinschlüssen verbunden ist.
⑤ Wachstumstexturen und Farbbänder. Synthetische Rubinkristalle weisen dunkelrote und orangerote Wachstumsstreifen auf, die in geraden Streifenmustern verteilt sind und dem "Polymer-Zwilling" ähneln; einige synthetische gelbe Saphirkristalle haben stärker ausgeprägte mikrowellengemusterte Wachstumstexturen, die meist gerichtet sind und sich entlang der Richtung des Impfkristalls erstrecken.
⑥ Rauchig-gerissen. Aufgrund von Rissbildung sind in frühen synthetischen Rubinen rauchige Risse zu sehen, die relativ ausgeprägt sind. Derzeit sind die meisten hydrothermalen synthetischen Rubinkristalle innen relativ sauber.
(3) Spektrale und ultraviolette Fluoreszenzmerkmale
① Spektrale Eigenschaften von ultraviolettem bis sichtbarem Licht: Der Rubin wurde in Guilin durch ein hydrothermales Verfahren synthetisiert. Die Spektralbande bei 241 nm im ultravioletten Bereich ist ein wichtiger Hinweis zur Unterscheidung natürlicher Rubine.
② Spektrale Eigenschaften im Infrarotbereich: Rubine, die durch das hydrothermale Verfahren in Guilin synthetisiert werden, zeigen im Allgemeinen die Spektralbanden der Streckschwingungen bei 3307 cm-1, 3231 cm-1, 3184 cm-1, 3013 cm-1und eine Reihe von Infrarotabsorptionsspektren von OH- oder Kristallwasserschwingungen im Bereich von Al - OH und 2364 cm -1 2348 cm-1.
③ Ultraviolette Fluoreszenzmerkmale: Nach dem hydrothermalen Verfahren synthetisierte Rubine zeigen eine stärkere und hellere rote Fluoreszenz als natürliche Rubine. Synthetische gelbe Saphire sind unter langen Wellen inert, während die meisten synthetischen Kristalle unter kurzen Wellen eine gebänderte Fluoreszenz zeigen; Impfkristalle zeigen eine mittlere bis schwache blau-weiße Fluoreszenz, wobei einige wenige auch unter kurzen Wellen inert sind.
3. Merkmale von Edelsteinen des Korund-Typs, die nach der Flux-Methode synthetisiert wurden
(1) Rubin wird nach der Flux-Methode synthetisiert.
① Die Blasenmonomere erscheinen gebrochen und doch ungebrochen, verbunden und doch unverbunden, mit einem deutlichen Kontrast zur Umgebung.
② Sichtbar sind gelbe bis rosafarbene, blockartige Flussmitteleinschlüsse, die im Durchlicht meist undurchsichtig und im Auflicht hellgelb bis orangerot mit Metallglanz erscheinen. Sie treten in verschiedenen Formen auf: verzweigt, zaunförmig, netzartig, wolkenförmig, röhrenförmig, tropfenförmig, kometenförmig usw.
③ Platin ist eine häufige Art von Einschlüssen mit metallischem Glanz in dreieckiger, sechseckiger oder anderer Form.
④ Um die Impfkristalle herum sind einzigartige wolkenartige Blasenaggregate oder ginsterartige Einschlüsse zu sehen, mit gelegentlichen groben Flussmitteleinschlüssen und Impfkristallen mit blauen Rändern.
⑤ Synthetische Rubine können Pb, B und andere Flusskationenspezies enthalten.
Unter kurzwelligem ultraviolettem Licht zeigt er eine starke rote Fluoreszenz, die sich von der natürlicher Rubine unterscheidet (die eine schwache bis mittlere rote Fluoreszenz aufweisen). Einige Sorten haben eine besondere Fluoreszenz, die auf seltene Erden zurückzuführen ist und zur Identifizierung verwendet werden kann.
➆ Die Farbe ist recht kräftig und weist verschiedene Rottöne auf. Es kann ein wirbelndes Phänomen der Farbungleichmäßigkeit (bei synthetischen Lamra-Produkten), blaue dreieckige Wachstumsringe (bei russischen synthetischen Produkten), gerade Wachstumsringe und ungleichmäßige Farbblöcke geben.
(2) Flux-Methode zur Synthese von Saphir
① Interne Merkmale: Flussmittelreste, Farbbänder, Platinplättchen usw. sind die gleichen wie bei den nach der Flussmittelmethode synthetisierten Rubinen.
② Fluoreszenz: Unter ultraviolettem Licht können die Flussmittelrückstände verschiedene starke Fluoreszenzfarben aufweisen, wie z. B. rosa, gelb-grün und braun-grün.
③ Absorptionsspektrum: Absorptionslinien können fehlen 460 nm, 470 nm . (Siehe Abbildung 2-10)
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4. Merkmale von synthetischen Rubin-Edelsteinen nach der Kristallzieh-Methode
Zu den Rubin-Edelsteinen, die im Kristallziehverfahren hergestellt werden, gehören vor allem synthetische farblose Saphire und synthetische Rubine.
(1) Feste Einschlüsse. Hauptsächlich verbleibende flockige Einschlüsse von Metallelementen wie Mo, W, Fe, Pt, usw.
(2) Wolkenartige Ansammlungen von Blasen und besenartigen Einschlüssen oder längliche gasförmige Einschlüsse mit wunderbar gekrümmten, ungleichmäßigen Wachstumsstreifen, die gelegentlich subtile weiße, wolkenartige, rauchähnliche Substanzen aufweisen.
5. Merkmale von synthetischen Korund-Edelsteinen nach der Mold-Guiding-Methode
(1) Es können feste Einschlüsse des Formmetalls vorhanden sein.
(2) Spuren von Impfkristallen und Defekte von Impfkristallen.
(3) Blasen mit einem Durchmesser im Bereich von 0,25- 0,5µ m sind ungleichmäßig verteilt.
6. Merkmale von synthetischen Korund-Edelsteinen nach dem Zonenschmelzverfahren
(1) Es ist von hoher Reinheit und sehr sauber im Inneren.
(2) Die Fluoreszenz ist stärker als bei natürlichen Rubinen.
(3) Die Absorptionsspektrallinien unter dem Spektroskop sind geringer als bei natürlichen Korund-Edelsteinen.
(4) Die Oberflächenbeschaffenheit des Edelsteins ist nicht gut genug, mit "Brandflecken" (wellen- oder rissartige Flecken, die während des Poliervorgangs entstehen) usw.
(5) Synthetische Edelsteine von schlechter Qualität mit chaotischen Wachstumsmustern, ungleichmäßigen Kristallfarben usw.
7. Merkmale von Einschlüssen in synthetischen Korund-Edelsteinen
Ein Vergleich der Einschlussmerkmale von Edelsteinen des Typs Korund, die mit verschiedenen Herstellungsverfahren synthetisiert wurden, ist in Tabelle 2-11 aufgeführt.
Tabelle 2-11 Vergleich der Einschlussmerkmale verschiedener Herstellungsverfahren für synthetische Edelsteine vom Typ Korund
| Produktionsprozess | Merkmale des Paketkörpers |
|---|---|
| Flammenschmelzverfahren | (1) Bogenförmige Wachstumsmuster; (2) Blasen (einzeln oder in Gruppen verteilt) |
| Flux-Methode | (1) Flussmittelrückstände (im Durchlicht meist undurchsichtig, grau-schwarz; im Auflicht gelb und orangerot, mit metallischem Glanz; reich an Oberflächenmorphologie) (2) Parallele Farbbänder, ungleichmäßige Farbblöcke Blöcke (3) Platinmetallstücke (regelmäßig, silberweiß reflektierend, metallisch glänzend) (4) Impfkristalle |
| Hydrothermales Verfahren | (1) Wachstumsmuster (wellenförmig, gezackt, netzartig) (2) nagelförmige Einschlüsse ("nagelförmige" Flüssigkeitseinschlüsse; größere Einschlüsse haben dunkle Flüssigkeitsfüllungen in ihren Zentren, manchmal sind nagelförmige Einschlüsse sehr klein und erscheinen als dicht angeordnete feine Nadeln) (3) metallische Einschlüsse (polygonal, undurchsichtig, mit Metallglanz) (4) Samenkristalle |
| Ziehende Methode | Erkennungsmerkmale ähnlich der Flammenfusionsmethode |
| Schmelzeführung Formverfahren | (1) Metallhülle (2) Spuren von Impfkristallen (3) Blasen (unterschiedlicher Größe, ungleichmäßig verteilt) |
| Methode des Zonenschmelzens | (1) Chaotische Wachstumsmuster (2) Ungleichmäßige Farbe |
Abschnitt V Synthetischer Rutil
Synthetisches Rutil wird hauptsächlich durch das Flammschmelzverfahren hergestellt. Die Eigenschaften von synthetischem Rutil, das durch das Flammschmelzverfahren hergestellt wird, sind wie folgt:
(1) Farbe
Zu den üblichen Farben gehören Hellgelb, aber auch Blau, Blaugrün, Orange und andere.
(2) Dichte
4,24 ~ 4,26g/cm3
(3) Absorptionsspektrum
Das Absorptionsspektrum von gelb-grünem Rutil weist eine starke Absorptionsbande bei 430 nm auf, darunter ist die Absorption vollständig.
(4) Einschlüsse
Gekapselter Körper aus Glasblasen, gekapselter Körper aus krümeligem, ungeschmolzenem Pulver.
(5) Merkmale des Erscheinungsbildes
Der Kristallquerschnitt kann dicht gepackte bogenförmige Wachstumsringe oder Farbbänder aufweisen, die Schallplattenrillen ähneln. Starke Doppelbilder (Doppelbrechung), starke Dispersion (0,330).
Abschnitt VI Synthetischer Spinell
Anfang des 20. Jahrhunderts gelang es L. Paris zufällig, synthetischen Spinell zu gewinnen, indem er die Flammenschmelzmethode zur Herstellung von synthetischem Spinell unter Verwendung von CO2O3 als Färbemittel und MgO als Flussmittel. Jetzt kann man synthetischen Spinell in verschiedenen Farben herstellen.
Zu den Synthesemethoden für Spinell gehören vor allem die Flammenschmelzmethode und das Kristallziehverfahren.
1. Eigenschaften von synthetischem Spinell nach der Flammenschmelzmethode
(1) Der Inhalt von AI2O3 des Impfkristalls ist 2,5 mal höher als der theoretische Wert. Oft gibt es zahlreiche feine nadelartige Einschlüsse, die durch überschüssiges AI2O3 ungeschmolzene Rückstände im Inneren des Kristalls, was zu einer Spiegelung am Boden des Kristalls und manchmal sogar zu einem Sterneffekt führt.
(2) Optische Anomalien. Unter einem Mikroskop mit polarisiertem Licht erscheinen unregelmäßige und ungleichmäßige gitterartige und wellenförmige Extinktionserscheinungen, und es sind Farbstoffflecken zu sehen.
(3) Bogenförmige Wachstumslinien oder Farbbänder.
(4) Einschlüsse: schirm- oder flaschenförmige Gasblasen, die entlang der vertikalen Kristallachse Risse aufweisen.
(5) Die Farbe ist lebendig und einheitlich, stumpf. Die Farben umfassen rot, rosa, gelb-grün, grün, hellblau bis dunkelblau, farblos, etc. und können auch Farbwechseleffekte aufweisen.
(6) Der Brechungsindex ist relativ hoch, im Allgemeinen 1,728 (+ 0,012, -0,008), der Brechungsindex des synthetischen farbwechselnden Spinells ist 1,73, und der synthetische rote Spinell ist 1,722 - 1,725. Auch die Dichte ist etwas höher als die von natürlichem Spinell, im Allgemeinen 3,52-3,66 g/cm3 .
(7) Cr-haltiger synthetischer roter Spinell zeigt eine rote Fluoreszenz, die stärker ist als die des natürlichen Spinells.
(8) Synthetischer Blauspinell erscheint unter einem Farbfilter aufgrund des Kobaltgehalts rot und zeigt unter kurzwelligem ultraviolettem Licht eine starke blaue Fluoreszenz. Unter langwelligem ultraviolettem Licht zeigt er eine starke rote Fluoreszenz.
(9) Absorptionsspektrum: Roter synthetischer Spinell zeigt eine feine Fluoreszenzlinie bei 686 nm; blauer synthetischer Spinell hat keine Absorptionslinie bei 458 nm; grüner synthetischer Spinell hat eine starke Absorptionslinie bei 425 nm und eine schwache Absorptionsbande bei 445 nm; grün-blauer synthetischer Spinell hat eine starke Absorptionslinie bei 425 nm, eine undeutliche Bande bei 443 nm und komplexe schwache Co-Absorptionen bei 554 nm, 575 nm, 595 nm und 622 nm; synthetischer farbwechselnder Spinell hat eine breite Absorptionsbande bei, eine Übergangsbande bei 400-480 nm, eine breite Absorptionsbande mit Zentrum bei 580 nm und eine schmale Linie bei 685 nm.
2. Merkmale von synthetischem Spinell nach der Methode des Kristallziehens.
(1) Einschlüsse: Materialien aus dem Tiegel, ungeschmolzene AI2O3-Reste, längliche Gaseinschlüsse und gekrümmte Wachstumsmuster.
(2) Keimkristallspuren und Versetzungen an der Grenzfläche zwischen Keimkristallen und Kristallen.
3. Merkmale von Spinell, der nach der Flux-Methode synthetisiert wurde
Der mit der Flux-Methode synthetisierte Spinell hat eine ähnliche Zusammensetzung wie der natürliche Spinell und ähnliche optische Eigenschaften; die Hauptunterschiede liegen in den Einschlüssen, den Absorptionsspektren und den Fluoreszenzeigenschaften.
(1) Innere Merkmale: braun-orange bis schwarze Flussmittelrückstände, die einzeln oder in einem fingerabdruckartigen Muster verteilt sind, wie Platinplättchen.
(2) Fluoreszenzmerkmale: Roter synthetischer Spinell: im Langwellenbereich stark, purpurrot bis orangerot; im Kurzwellenbereich stark bis mittelstark, leicht orange-gelb. Blauer synthetischer Spinell (Co-gefärbt): schwach bis mittelstark unter Langwelle, rot bis purpurrot, kreidig; stärker als Langwelle unter Kurzwelle.
(3) Absorptionsspektrum: Der rote synthetische Spinell ähnelt dem natürlichen roten burmesischen Spinell. Blauer synthetischer Spinell (Co gefärbt): Starke Absorption zwischen 500 und 650 nm, keine Eisenabsorptionsbande unter 500 nm.
Abschnitt VII Synthetische Kristalle
Eigenschaften von Kristallen, die durch hydrothermale Verfahren synthetisiert wurden
Die Vielfalt der durch das hydrothermale Verfahren synthetisierten Kristalle ist sehr groß und umfasst farblose, farbige, schwarze, zweifarbige und mehrfarbige Kristalle usw. Die Unterschiede zwischen synthetischen Kristallen und natürlichen Kristallen sind die folgenden.
(1) Saatkristall:
In der Mitte befindet sich ein flacher, plattenförmiger Impfkristall. Die Einschlüsse im Kristallkern sind nur innerhalb der Kernsäule vorhanden, was den Eindruck erweckt, dass sie zerbrochen und nicht verbunden sind. Die Blasen zwischen dem Kristallkern und dem synthetischen Kristall sind entlang der Wände des Kristallkerns verteilt und bilden parallele "Blasenwände". Einige Blasen haben die Form einer Kaulquappe, wobei die Köpfe meist zu den Wänden gerichtet sind und die Schwänze nach außen zeigen.
(2) Einschlussmerkmale:
Keine mineralischen Einschlüsse. Sichtbare "brotkrumenförmige" Einschlüsse, die einzeln oder in Gruppen parallel zur Oberfläche des Impfkristalls verteilt sind, und eine Schicht oder mehr "tischstaubförmige" Einschlüsse, die den gesamten Kristall durchziehen, Ablagerungen von der Tiegelwand und dem Impfkristallrahmen (NaAlSO)4, Na3Fe2F12, Li2Si2O5 usw., die einem Büschel schnurrbartartiger, konischer Pyroxene (NaFeSi) ähneln2O6. 2H2O oder Na2FeSi2O6.2H2O)oder mikrokristallinem Quarz, die als längliche Gas-Flüssigkeits-Einschlüsse an der Wachstumsgrenze des Impfkristalls auftreten. Die Gas-Flüssigkeits-Einschlüsse stehen senkrecht zur Impfkristallplatte, wobei die Farbbänder parallel zur Impfkristallplatte, gerade und ohne Winkel verteilt sind.
(3) Partnerschaften:
Konkave, polyedrische, bauchige, flockige und flammenartige Zwillinge.
(4) Farbige Kristalle:
Lebendige Farben, einheitlich und stumpf. Beim synthetischen Amethyst ähneln die Blautöne innerhalb des Purpurs hexagonalen Farbbändern wie bei Saphiren. Die Farbtöne in Chargenproben sind sehr einheitlich, wobei violette "und gelbe Kristalle unter starker Vergrößerung parallele feine Wachstumslinien zeigen, während unter geringer Vergrößerung oder mit bloßem Auge nur eine Gruppe von Farbbändern oder Wachstumslinien zu erkennen ist. Die tiefpurpurnen Farbcluster im Amethyst sind in nahezu paralleler, plattenförmiger Ausrichtung angeordnet, ähnlich in Größe und Form, mit klaren Grenzen.
(5) Optische Achse:
Die optischen Achsen der synthetischen Impfkristalle verlaufen größtenteils parallel zur Tischoberfläche und schneiden die Impfkristallplatte in einem Winkel von 38,2°; die optischen Achsen des synthetischen Citrins verlaufen größtenteils senkrecht zur Tischoberfläche und senkrecht zur Impfkristallplatte.
(6) Thermische Empfindlichkeit:
Die Berührung der Haut fühlt sich warm an, nicht zu kühl (im Vergleich zu natürlichem Kristall). Glasglanz.
(7) Infrarotspektrum:
Synthetischer Amethyst hat eine signifikante Absorptionsbande bei 3545 cm-1 (Abbildung 2-11), hat der kobaltblaue synthetische Kristall eine Absorptionsbande bei 640 nm, 650 nm und 490-500 nm eine Absorptionsbande.
(8) Lichtdurchlässigkeit:
Der Transmissionsgrad von synthetischen Kristallen im Wellenlängenbereich unterscheidet sich von dem natürlicher Kristalle von 0,15-4µm; siehe Abbildung 2-12.
(9) Sonstige Mängel:
Versetzungen, "Tunnel" durch Korrosion und Wachstumslinien können vorhanden sein.
Abschnitt VIII Synthetischer Alexandrit
Zu den Synthesemethoden für Alexandrit gehören das Grippeverfahren, das Ziehen von Kristallen und das Zonenschmelzen, die die gleichen physikalischen Eigenschaften, die gleiche chemische Zusammensetzung und die gleichen optischen Eigenschaften wie natürlicher Alexandrit haben, wobei der einzige Unterschied in den inneren Merkmalen besteht.
(1) Gemeinsame Farben
Erscheint im Sonnenlicht blaugrün und unter Glühlampenlicht braunrot bis purpurrot.
(2) Dichte
3,72 (±0,02)g/cm3 )
(3) Härte: 8,5
(4) Ultraviolette Fluoreszenz
Sowohl unter Langwelle als auch unter Kurzwelle sind sie mittel- bis stark rot.
(5) Einschlüsse
① Flussmittelmethode: Flussmittelrückstände erscheinen als ader- und schleierartige Einschlüsse mit nebligem Aussehen; hexagonale oder dreieckige metallische Platinplättchen, geschichtete Einschlüsse oft parallel zur Kristallebene verteilt; lineare, deutlich sichtbare Wachstumsmuster parallel zur Kristallebene.
② Kristallziehende Methode: Nadelartige Einschlüsse, gewellte faserige Einschlüsse, gekrümmte Wachstumsmuster. Zeigt schwache weiße bis gelbe Fluoreszenz unter kurzwelligem ultraviolettem Licht.
③ Zonenschmelzverfahren: Kugelförmige Blasen, unregelmäßige Farben, die eine Wirbelstruktur aufweisen.
(6) Absorptionsspektrum
Bei der Herstellung von synthetischen Edelsteinen wird ein Hochtemperatur-Schmelzverfahren angewandt, so dass keine für Wassermoleküle charakteristischen Absorptionsspitzen auftreten.
Abschnitt IX Synthetischer Chrysoberyll
Synthetischer Chrysoberyll wird hauptsächlich durch das Fluxverfahren hergestellt. Die Unterscheidungsmerkmale zum natürlichen Chrysoberyll liegen in den Einschlüssen; natürlicher Chrysoberyll zeigt bei Vergrößerung fingerabdruckartige und faserige Einschlüsse. Transparente Edelsteine können Zwillingsmuster und stufenförmige Wachstumsflächen aufweisen. Häufige Einschlüsse in synthetischem Chrysoberyll sind Flussmittelrückstände und dreieckige oder sechseckige Platinplättchen.
Die Pull-Methode zur Synthese von Chrysoberyll weist nadelartige Einschlüsse und bogenförmige Wachstumslinien auf; Chrysoberyll, das durch Zonenschmelzen synthetisiert wird, hat kleine kugelförmige Blasen und wirbelartige Strukturen.
Abschnitt X Synthetischer Aquamarin
Die Eigenschaften des hydrothermal synthetisierten Aquamarin unterscheiden sich von denen des natürlichen Aquamarin:
(1) Bestandteile
Der Gehalt an zweiwertigem Eisen ist relativ hoch (2,67%-2,99%), und die Elemente Nickel und Chrom sind nicht vorhanden, während Mg2+ Na+ abwesend sind.
(2) Infrarot-Spektrum
Nur der Absorptionspeak von Wasser des Typs I liegt im Infrarotspektrum vor, Ni und Cr können im ultravioletten und sichtbaren Spektrum gemessen werden;
(3) Einschlüsse
Zu den Merkmalen gehören faserige, nagelartige und nadelförmige Einschlüsse, Impfkristallgrenzen und kleine undurchsichtige Späne.
Abschnitt XI Synthetischer Opal
Der erste synthetische Opal wurde von der französischen Firma GILSON hergestellt, die in den 1970er Jahren begann, schwarzen und weißen Opal für den Schmuckmarkt zu synthetisieren. Gegenwärtig gibt es immer mehr Arten von synthetischem Opal auf dem Markt. Das Aussehen und die grundlegenden physikalischen Eigenschaften von Opal, der mit den üblichen chemischen Fällungsmethoden hergestellt wird, ähneln denen von natürlichem Opal, mit einer chemischen Zusammensetzung von SiO2 H2O , aber der Wassergehalt ist oft niedriger als der von natürlichem Opal, und einige synthetische Produkte enthalten einen geringen Anteil an ZrO4 .
(1) Strukturelle Merkmale
Das Hauptunterscheidungsmerkmal von synthetischem Opal sind die Farbflecken, wobei die typischsten säulenförmige Farbflecken, Mosaik-Farbflecken, klare Grenzen der Farbflecken und eine eidechsenhautähnliche Struktur auf der Oberfläche der Farbflecken sind. Natürlicher Opal hat seidige Farbflecken, während synthetischer Opal oft einzigartige, floral gemusterte Farbflecken aufweist. Diese Flecken weisen charakteristische Eidechsenhaut-, Schuppen-, Waben-, Mosaik- oder Stufenstrukturen mit einem ausgeprägten dreidimensionalen Effekt und klaren Farbgrenzen auf. Die Eidechsenhautstruktur kann im Durchlicht oder im Auflicht ein wellenförmiges Muster aufweisen. Die wabenförmigen Farbflecken, die sechseckigen Gittern ähneln, sind regelmäßig angeordnet, wobei die Wabenwände aus hellen Linien bestehen, während das Innere der einzelnen Waben dunkler ist. Die sechseckigen hellen Linien setzen sich aus Interferenzfarben zusammen, die durch die Lücken zwischen den kugelförmigen Teilchen emittiert werden, während das dunklere Innere der einzelnen Waben auf die schlechte Lichtdurchlässigkeit der Teilchen selbst zurückzuführen ist.
Die Verformung von synthetischem Opal hat eine säulenförmige Wachstumsrichtung, und innerhalb eines bestimmten säulenförmigen Bereichs ist die Farbe des Farbspiels einheitlich. Wird er in vertikaler Richtung beobachtet, kann er ein säulenförmiges Farbenspiel aufweisen.
Die seidigen Farbflecken des natürlichen Opals werden durch die Störung des Flüssigkeitsflusses und die Veränderung des Drucks und der Spannung im Entstehungsprozess von SiO2 Kugeln, die Risse und Defekte in der Struktur der Faserstreifen zwischen den Kugeln verursachen, was zu einer Streuung und diffusen Reflexion des Interferenzlichts führt.
(2) Optische Merkmale
Ein homogener Körper kann eine erhebliche anomale Doppelbrechung aufweisen.
(3) Physikalische Merkmale
Die Dichte beträgt 1,74-2,12 g/cm3im Allgemeinen unter 2,06 g/cm3 und variiert leicht zwischen den verschiedenen Herstellern. Mohs-Härte 4,5-6 ist niedriger als natürliche Opal.
(4) Fluoreszenzmerkmale
Weißer Opal zeigt unter langwelligem Licht eine mittelstarke blaue bis gelbe Fluoreszenz, ohne Phosphoreszenz; unter kurzwelligem Licht zeigt er eine mittelstarke bis starke blaue bis gelbe Fluoreszenz, mit schwacher Phosphoreszenz. Schwarzer Opal zeigt unter langwelligem Licht keine bis schwache, sogar mittelstarke gelbe Fluoreszenz, ohne Phosphoreszenz; unter kurzwelligem Licht zeigt er keine bis schwache gelbe Fluoreszenz.
(5) Infrarot-Spektrum
Die stärkste Absorptionsbande erscheint bei 3686 cm-1Es gibt zwei O-H-Banden bei 2980 cm-1 und 2854 cm-1alle unter 2000 cm absorbiert3
Der Unterschied zum natürlichen Opal ist in Abbildung 2-13 dargestellt.
(6) Vergleich der Merkmale
Zur Bestimmung der Merkmale von natürlichem, synthetischem und plastischem Opal siehe Tabelle 2-12.
Tabelle 2-12 Vergleich der Identifizierung von natürlichem Opal, synthetischem Opal und Kunststoffopal
| Element Name | Natürlicher Opal | Synthetischer Opal | Kunststoff-Opal |
|---|---|---|---|
| Chemische Zusammensetzung | SiO2.nH2O | SiO2-nH2O (Gilson-Opal enthält fast kein Wasser) | Organisches Material |
| Spurenelement | Cl, Zr(Teil) | ||
| Brechungsindex | 1,42 ~ 1,47, Feueropal ist 1,37 ~ 1,40 | 1. 45 ~ 1.46 | 1. 50 ~ 1.52 |
| Glanz | Glänzender Glanz | Glänzender Glanz | Wachsartiger Glanz |
| Dichte (g/cm)3) | 2.08 ~ 2.15, Feueropal ist 2.00 | 2,18 ~ 2,25 oder 1,88 ~1,98 | Schwimmer |
| Härte | 5 ~ 6.5 | 5.5 | Viel weniger als 5 |
| Ultraviolette Fluoreszenz | Keine bis mittel | Keine oder stark | Schwach oder stark |
| Prüfung der Vergrößerung | Die Farbflecken sind zweidimensional verteilt (flockig), die Grenze ist unscharf, und die Farbflecken sind seidig glänzend | Die Farbflecken sind dreidimensional verteilt (säulenförmig), mit einem Mosaikrand und einer Eidechsenhautstruktur | Quasi-natürlich |
| Infrarot-Spektrum | 5265 cm-1 | 5815cm-1 ,5730cm-1,1730cm-1 | Unterschied zum natürlichen Opal |
| Andere | Kann natürliche Mineraleinschlüsse enthalten | Einige der fertigen Produkte sind leuchtend bunt | Es wird oft kombiniert |
Abschnitt XII Synthetischer Türkis
Derzeit gibt es vier verschiedene Arten von Türkisprodukten. Eines wird aus einer Mischung von Anhydridhydraten und Zusatzstoffen hergestellt
Klebstoff, der zu einer körnigen Struktur mit sichtbaren weißen Flecken führt; eine wird aus den Rohstoffen AI2O3 und Cu3（PO）4 durch die P-Gilson-Methode; ein anderes wird durch Sintern von synthetischem Pulver mit Hilfe der Keramiktechnologie hergestellt, das eine Zusammensetzung und Struktur aufweist, die dem natürlichen Türkis ähnlich ist; das letzte ist das so genannte rekonstituierte Türkis, ein Gebrauchsmuster, das sich auf ein Produkt bezieht, das aus minderwertigem natürlichem Türkisgranulat und mit CuSO gefärbtem Pulver hergestellt wird4 und dann gummiert und unter Druck gesetzt. Von diesen wird nur das P-Gilson-Produkt, obwohl es als synthetisch bezeichnet wird, als ein regeneriertes Produkt aus Rohstoffen und nicht als echter synthetischer Türkis angesehen. Der auf dem Markt häufig anzutreffende "Gilson"-Türkis besteht aus zwei Varianten, einer mit einheitlichen reinen Rohstoffen und einer, der Komponenten beigemischt sind, die der Matrix des Türkis ähneln. Das ist der Unterschied zum natürlichen Türkis:
(1) Gemeinsame Farben
Blau, hellblau, Farben ähnlich wie hochwertiger persischer Türkis. Die Farbe ist einheitlich und gleichmäßig.
(2) Zusammensetzung
Die Zusammensetzung ist relativ einheitlich.
(3) Physikalische Eigenschaften
Der Brechungsindex ist relativ niedrig und liegt bei 1,610-1,650. Härte 5-6.
(4) Absorptionsspektrum
Dem synthetischen Material fehlt das Absorptionsspektrum des natürlichen Türkises.
(5) Vergrößerte Inspektion
Er besteht aus zahllosen winzigen blauen Kügelchen (dem so genannten Porridge-Effekt) und kann schwarze oder dunkelbraune, netzartige "Adern" oder eingebettete kleine Pyritpartikel aufweisen, die einen "Türkis mit Goldeinlage" bilden. Künstliche Eisendrahtstrukturen sind auf der Oberfläche verteilt und weisen im Allgemeinen keine Vertiefungen auf.
(6) Infrarotspektrum
Aufgrund der unregelmäßigen Verteilung der feinen Partikel entsteht ein breites und glattes Absorptionsspektrum, während das Absorptionsspektrum des natürlichen Türkis fehlt; siehe Abbildung 2-14.
Abschnitt XIII Synthetischer Malachit
Der durch die chemische Fällungsmethode synthetisierte Malachit wird durch Mischen von Kupfer-Ammoniak-Komplexen [Cu(NH3)4]2+Lösung. Und Kupferkarbonat CuCO3 Lösung, die langsam erwärmt wird, und mit steigender Temperatur nimmt die Löslichkeit der Kupferionen ab, so dass eine Übersättigung erreicht wird und sie ausfallen und Malachit 2Cu(OH)2CaCO3. Es lässt sich anhand der Textur in drei Arten unterteilen: gebändert, faserig und zellig.
(1) Gebänderter synthetischer Malachit
Er besteht aus nadel- oder plättchenförmigen Malachitkristallen und körnigem Malachit, mit einer Bandbreite von 0,03-4 mm, in gerader, leicht gebogener oder komplex gekrümmter Form, und die Farbe reicht von hellblau bis dunkelblau oder sogar schwarz.
(2) Faseriger synthetischer Malachit
Es handelt sich um ein faseriges Aggregat aus dicken, 0,01-0,1 mm großen und mehrere Millimeter langen Einkristallen. Parallele Kristalle können einen Katzenaugeneffekt aufweisen, wenn sie zu einer gekrümmten Oberfläche poliert werden, während vertikale Kristalle, wenn sie geschnitten werden, einen schwarzen Querschnitt zeigen.
(3) Zelluläres synthetisches Malachit
Es gibt zwei Typen: radial und zentral gebändert. Beim radialen Typ sind die Zellen in einem Streumuster von der Mitte nach außen angeordnet, wobei die Farbe der Zellen von Schwarz in der Mitte zu Hellgrün an der Außenseite übergeht; beim zentral gebänderten Typ besteht jedes Band aus Körnchen mit einer Größe von etwa 0,01 bis 3 mm, deren Farbe von Hellgrün bis Dunkelgrün reicht.
Der zellulare synthetische Malachit ist die höchste Qualität unter diesen drei Sorten, vergleichbar mit dem berühmten russischen Ural-Malachit.
Synthetischer Malachit hat die gleiche chemische Zusammensetzung und die gleichen physikalischen Eigenschaften wie natürlicher Malachit, mit dem Unterschied, dass synthetischer Malachit zwei Absorptionsspitzen in seiner Differentialthermokurve aufweist, während natürlicher Malachit nur eine hat. Die Differentialthermoanalyse ist jedoch eine zerstörerische Identifizierungsmethode.
Abschnitt XIV Synthetischer Lapislazuli
Natürlicher Lapislazuli besteht aus Lapislazuli, Azurit, Natrolith und geringen Mengen von Calcit und Pyrit. Er kann auch Diopsid, Glimmer und Hornblende enthalten.
1954 wurde in Deutschland das Flammschmelzverfahren zur Imitation von Lapislazuli angewandt, wobei ein polykristallines Material mit Co-Spinell und Pyrit entstand. Bis 1974 sind vier Arten von Lapislazuli-Imitaten aufgetaucht: Eine wird aus wasserfreien Säureanhydridtypen mit Zusatz von Klebstoff hergestellt und weist eine körnige Struktur mit weißen Flecken auf. Der zweite Typ ist ein synthetisches Produkt, das von P. Gilson mit einer chemischen Fällungsmethode hergestellt wird; der dritte Typ wird durch Sintern von synthetischem Pulver mit keramischen Techniken hergestellt, wobei die Produkte mit weißen Flecken und Quarz, Kalzit und blauem Stein aus Natriumkalzit und Blaustein bestehen, die keine echten Lapislazulis sind; der vierte Typ ist rekonstruierter Lapislazuli. Unter ihnen sind die nach der chemischen Fällungsmethode von P. Gilson hergestellten Produkte Nachbildungen, die keine echten synthetischen Materialien sind, aber einen höheren Anteil an hydratisiertem Zinkphosphat enthalten. Ihre Merkmale sind:
(1) Transparenz
Völlig undurchsichtig.
(2) Farbe
Blau, violett-blau, mit einer gleichmäßigen Farbverteilung.
(3) Dichte
Im Allgemeinen weniger als 2,45 g/cm3Bei höherer Porosität nimmt sein Gewicht zu, wenn er eine Zeit lang in Wasser gelegt wird, was sich besonders gut für die Identifizierung eingelegter Edelsteine eignet.
(4) Einschlüsse
Sehr feine, gleichmäßig verteilte Spuren von Pyrit und Calcit. Der Pyrit hat eine einfache, kantige Form mit geraden Kanten und zeigt im reflektierten Licht charakteristische tiefviolette Flecken, die gleichmäßig verteilt sind und keine tiefblauen Ringe um sich herum aufweisen.
(5) Fluoreszenz:
Keine Fluoreszenz.
Abschnitt XV Synthetische Jade
Seit 1963, als Bell und Roseboom entdeckten, dass Jade ein Niedertemperatur- und Hochdruckmineral ist, begannen Versuche, Jade zu synthetisieren. In den 1980er Jahren berichtete das GIA über Produkte von General Electric (GE) im Jahr 2002.
(1) Chemische Zusammensetzung
SiO2 ist 59.74%-61.72%, AI2O3 beträgt 23,90%-24,97%, Na2O ist 13,65%-14,85%, Cr2O3 ist 0,05%-0,07%, K2O ist 0,02%-0,04%, CaO ist 0,02% -0,04%. Im Vergleich zu natürlicher Jade ist sie durch einen niedrigen Fe-Gehalt gekennzeichnet, und Ca, Mg ist deutlich niedriger.
(2) Farbe
Meistens grün und gelb-grün, hauptsächlich gefärbt durch Cr3+.
(3) Transparenz und Glanz
Transluzent. Glasartiger Glanz.
(4) Aufbau
Mikrokristalline Struktur und feinkörnig, mit Jadeit-Mikrokristallen, die teilweise in einer gerichteten parallelen oder gewellten wellenförmigen Struktur angeordnet sind.
(5) Dichte
3,31-3,37g/cm3
(6) Brechungsindex
1,66 (Punktmessung).
(7) Fluoreszenz
LW blau-weiß hat eine schwache Fluoreszenz, und SW grau-grün hat eine starke Fluoreszenz.
(8) Absorptionsspektrum
Unter dem Handspektrometer sind im roten Bereich drei schmale Absorptionsbanden mit unterschiedlicher Absorptionsintensität sichtbar.
(9) Infrarot-Spektrum
Die durch Hydroxyl-Streckschwingungen verursachte Infrarot-Absorptionsbande 3373 cm-1, 3470 cm-1, 3614 cm-1 weist darauf hin, dass synthetischer Jadeit bei mittleren bis niedrigen Temperaturen, hohem Druck und in Gegenwart von Wasser kristallisiert (Abbildung 2-15). Insgesamt sind die Unterschiede in den Infrarot-Absorptionsbanden zwischen synthetischem und natürlichem GE-Jadeit im Bereich des infraroten spektralen Fingerabdrucks unbedeutend.
Abschnitt XVI Synthese von kubischem Zirkoniumdioxid
Kubisches Kobaltoxid, auch bekannt als CZ-Diamant", wurde erstmals von sowjetischen Wissenschaftlern synthetisiert und in den 1970er Jahren erfolgreich als Diamantenersatz vermarktet und wird auch als russischer Diamant" bezeichnet (diese Bezeichnung wurde inzwischen abgeschafft).
1. Identifizierungsmerkmale von synthetischem kubischem Zirkoniumdioxid
(1) Materialbezeichnung
Synthetisches kubisches Zirkoniumdioxid (Anmerkung: Es gibt Berichte über natürlich vorkommendes kubisches Bleioxid, das extrem instabil ist und sich leicht in orthorhombisches Bleierz umwandelt).
(2) Chemische Zusammensetzung
ZrO2 oft in Kombination mit CaO oder Y2O3 als Stabilisatoren und verschiedene färbende Elemente.
(3) Der kristalline Zustand
Kristallplasma.
(4) Kristallsystem und gängige Kristallformen.
Isometrisches Kristallsystem, oft in Bruchstücken.
(5) Gemeinsame Farben
Es kann in verschiedenen Farben auftreten, in der Regel farblos, rosa, rot, gelb, orange, blau, schwarz, usw.
(6) Härte: 8,5
(7) Dichte: 5,6- 6,0 g/cm3
(8) Fraktur
Muschelförmige Fraktur.
(9) Brechungsindex
2,15- 2,18, etwas niedriger als Diamant (2,417).
(10) Glanz
Subadamantin bis Diamantglanz.
(11) Absorptionsspektrum
Farblose und transparente Materialien haben eine gute Durchlässigkeit im Bereich des sichtbaren Lichts; farbige Materialien können Absorptionsspitzen aufweisen und eine starke Absorption im ultravioletten Licht zeigen. Spektren von Seltenen Erden können beobachtet werden.
(12) Ultraviolette Fluoreszenz
Variiert je nach Farbe. Farblos: schwach bis mittelstark im Kurzwellenbereich, orange-gelb: mittel bis stark im Langwellenbereich, grün-gelb oder orange-gelb.
(13) Prüfung der Vergrößerung
Es ist im Allgemeinen sauber, kann aber ungeschmolzene Zirkoniumdioxidreste enthalten, die manchmal wie Krümel mit Blasen aussehen.
(14) Chemische Eigenschaften
Sehr stabil, beständig gegen Säuren und Basen, mit guter chemischer Korrosionsbeständigkeit.
(15) Optische Spezialeffekte
Die Streuung ist sehr stark (0,060).
2. Identifizierung von synthetischem kubischem Zirkoniumdioxid und Diamant
Die Eigenschaften von synthetischem Zirkon sind denen von Diamanten sehr ähnlich. Die Mohshärte von synthetischem Zirkoniumdioxid liegt bei 8,5 und damit etwas niedriger als die von Rubinen und Saphiren, so dass beim Polieren scharfe und perfekte Facetten entstehen und die glatte Oberfläche nicht leicht verkratzt oder abgenutzt wird. Darüber hinaus kann synthetischer Zirkoniumdioxid mit hervorragender Transparenz und in völlig farblosen Produkten hergestellt werden. Wenn sie zu runden Steinen mit Brillantschliff geschliffen werden, sehen sie genau wie Diamanten aus und sind kaum von ihnen zu unterscheiden. Zusätzlich zu den farblosen und transparenten Steinen kann man durch Hinzufügen einer kleinen Menge an färbenden Elementen zu synthetischem Zirkoniumdioxid Produkte in leuchtendem Rot, Gelb, Grün, Blau, Violett und Magenta herstellen.
Obwohl synthetische kubische Zirkone nach dem Schleifen in Edelsteine wie Diamanten aussehen, gibt es einige einfache Methoden, um sie zu unterscheiden.
Die Dichte von synthetischem kubischem Zirkoniumdioxid beträgt etwa6,0 g/cm3das 1,7-fache der Dichte von Diamanten mit 3,5 g/cm3Oder man kann mit einem öligen Stift auf die Oberfläche der Probe malen, wobei klare und durchgehende Linien auf der Oberfläche des Diamanten zurückbleiben, während auf der Oberfläche des synthetischen kubischen Zirkoniums diskontinuierliche kleine Tröpfchen erscheinen; oder man kann die Probe mit seinem Atem beschlagen, wobei die Probe, die schnell beschlägt, ein Diamant ist, und die, die langsam beschlägt, synthetisches kubisches Zirkoniumdioxid ist. Um sie genau zu unterscheiden, ist es natürlich besser, Instrumente zur Identifizierung zu verwenden, wie Reflektometer, Wärmeleitfähigkeitsmesser, Mikroskope, usw.
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