合成钻石(仿真金刚石)合成立方氧化锆

合成立方氧化锆编辑词条

人工合成的立方氧化锆是一种坚硬、无色及光学上无瑕的结晶。因为其成本低廉，耐用而外观与钻石相似，故此在1976年起至今都是最主要的钻石(金刚石)的代替品。近年开始亦有用性质更为接近钻石的人工培养碳化硅(Silicon Carbide)与立方氧化锆竞争代替钻石。

基本信息

中文名称

合成立方氧化锆

代替

钻石(金刚石)

成本

低廉

外观

与钻石相似

目录1合成方法

2改良

3与钻石比较

折叠编辑本段合成方法

苏联发明的"颅坩埚"法至今仍是主要的合成方法。首先以铜管绕成杯状，铜管内注入冷却水。在杯内加入少量锆金属片，中间加入氧化锆及安定剂粉末，并加以压紧。整个设备以无线电频感应线圈包围。当感应线圈通电时，锆金属因感应产生电流，被加热至高温镕化，并传热至内部的氧化锆将其镕化。冷却水使杯中接近表面1-2mm的氧化锆维持固态。经过数小时加热后，逐渐减少热力，无瑕的柱状晶体开始形成。之后在1,400°C用长时间退火，消除晶体中的应力。经退火后的晶体通常为5cm长，2.5cm阔，便可以被切割成宝石。

若果在原料内加入不同的金属氧化物，可以获得不同颜色的晶体。例如:

铈:黄、橙、红

铬:绿

钕:紫

铒:粉红

钛:金棕

折叠编辑本段改良

近年部份生产商亦有以不同方法改良产品，最常见的是在立方氧化锆表面以蒸气凝结加上一层类金刚石碳(diamond-like carbon, DLC)。得出的产品比普通氧化锆更硬，看起来亦更为似钻石。另一种方法是在表面上以真空喷上一层金属氧化物，使其出现晕彩。但是与镀上类钻石碳不同，这种加工是可以被磨损的。

折叠编辑本段与钻石比较

立方氧化锆在光学上与钻石(金刚石)非常接近，一般人未必能分别两者。但是在显微镜下二者仍然有一定分别:

色散:立方氧化锆的色散为0.060，高于钻石的0.044。因此立方氧化锆看来比钻石更为熣灿。

硬度:立方氧化锆的摩氏硬度为8.5至9.0，钻石为10。

比重:立方氧化锆比钻石重1.7倍。但是这特点只能用来分别未镶嵌的宝石。

瑕疵:如今生产的立方氧化锆基本上是内外完美无瑕的。而天然钻石极少是完全内外无瑕。

折射率:立方氧化锆的折射率为2.176，稍低于钻石的2.417。

切割:由于折射率不同，立方氧化锆的切割与钻石会稍有不同，在放大镜下小心观察可以发现。

颜色:完全无色的钻石非常罕有，通常钻石都带有浅黄色。但立方氧化锆可以被造成钻石最高级别，即D级颜色。

传热:立方氧化锆与钻石的导热性为两个极端。立方氧化锆是上佳隔热材料，可被用作喷射引擎隔热。而钻石则是最佳导热体之一，其导热能力超越铜。只要使用适合的器材，这性质最能分辨两者。

词条标签：矿物天然材料材料科学技术