【合成翡翠方法】一篇文章带你走进真实的合成翡翠

2019-10-20 - 合成翡翠

一年前曾经在知乎上看到过关于合成翡翠的帖子,做过简要的回答。前几日,再次翻到类似的问答,才发现很多资深的珠宝商家对于合成翡翠这一领域也存在着众多误解,更不必说普通的消费者了。作为曾经参与合成翡翠科研项目的学术党,我将从专业科学的角度解释一下合成翡翠的原理及现状,以及如何与天然翡翠进行甄别。

【合成翡翠方法】一篇文章带你走进真实的合成翡翠
【合成翡翠方法】一篇文章带你走进真实的合成翡翠

首先,必须明确两个概念:

1.翡翠是由许多硬玉晶体组成的多晶质体,也就是许多小晶体纤维交织在一起。

2.合成翡翠是通过人工手段合成的主要成为为硬玉的多晶质体,与翡翠B货、C货有根本的区别,B C指的是天然翡翠经过酸洗、注胶、染色等处理使其外观得以改善,其处理基础还是翡翠,而合成翡翠的原料则是多样的,下面会进行详细讲解。

【合成翡翠方法】一篇文章带你走进真实的合成翡翠
【合成翡翠方法】一篇文章带你走进真实的合成翡翠

合成翡翠的方法

目前,合成翡翠采用的主要是高温高压合成法。先制备具有硬玉组成的玻璃料,然后将具有硬玉组成的玻璃料在高温高压条件下转化为晶质硬玉,即完成非晶质态向晶质的转化,最后得到合成翡翠。

【合成翡翠方法】一篇文章带你走进真实的合成翡翠
【合成翡翠方法】一篇文章带你走进真实的合成翡翠

一般制备原料常用的方法有两种,一种是高温固相法:将Na2CO3、A12O3和SiO2按翡翠分子式NaA1Si2O6称量混匀,加少量的致色剂,在高温下焙烧,淬火后即得到具有钠铝辉石组成的非晶玻璃;另一种是溶胶-凝胶法:将正硅酸乙酯的乙醇溶液及硝酸钠、硝酸铝的水溶液按硬玉NaAlSi2O6物质的量化学计量比称量,搅拌混合均匀后形成凝胶再干燥,然后进行热处理,最后淬火得到成分均匀的非晶玻璃体。

【合成翡翠方法】一篇文章带你走进真实的合成翡翠

上图展示的是合成绿色翡翠和紫色翡翠的玻璃料。

接下来是合成的过程,高温高压合成翡翠的升压程序、合成压力、温度及时间是合成翡翠品相的关键因素,因为当年论文都是加密处理的,这里就不做过多的探讨了。

合成翡翠现状

天然宝石的人工合成一直是材料学和宝石学的研究热点。近年来,随着合成技术的发展,单晶体宝石的合成技术有了很大的突破,如合成钻石、红蓝宝石、水晶、立方氧化锆和碳化硅等。并且这些合成宝石已经广泛的应用到我们的生活中,如人工合成的蓝宝石,常用来做手表的表盘;人工合成的水晶,常用来做眼镜;人工合成的立方氧化锆更为常见,常出现在年轻姑娘的饰品中。

而在合成宝石级多晶集合体领域,仍处在初始的探索研究阶段。1984年,美国通用电气公司(GE)首次合成了硬玉集合体,但在光泽、透明度和外观上与天然翡翠存在着一定的差别。2002年,美国宝石学院实验室对GE宝石级合成翡翠作了简要的报道,GE宝石级合成翡翠外观与宝石学特征与天然翡翠相似,但是合成工艺并未公开,也没有投入量产。

在项目初期,我们做了很多努力也未能得到一颗GE合成翡翠的样品,只能通过相关的文献得知其谱学特征与天然翡翠略有差别。

从网上下载来一张GE合成翡翠的照片,这个颜色和水头真的让人心醉。

未能投入量产的原因,我觉得可能有以下几种可能性:1.合成成本较高或技术限制导致其不能量产;2.合成样品很可能转化率有限,光谱特征也与天然翡翠有一定差距,易检测。3.GE公司比较牛,对于小众的翡翠市场未投入过多的精力,后来也听说这个项目GE并没有跟进。所以每当听到有人说自己有合成翡翠时,我只想诚恳的说一句,我不信。

国内对于合成翡翠的研究一直断断续续,其中做的比较好的是学术圈内有名的沈才卿老师,但是后期因为种种原因也未能继续。而近些年,做的比较好的是中国地质大学珠宝学院的课题组。

这个图是合成翡翠最原始的状态。因为设备的限制,合成翡翠的大小一直都受到限制,最大直径也不会超过2cm。

下面发几张近些年来,课题组合成的翡翠样品图。

颜色分布相对均匀,通过合成原料成分不同可以改变样品颜色,转化率也非常高。但是还是有一个问题无法突破,那就是透明度,也就是我们常说的水头不足。经常被嘲笑像合成绿松石。关于影响翡翠透明度的因素,可以洋洋洒洒写一篇论文出来,所以这里就不做过多的解释了。

因为受到科学理论基础和实验设备的限制,宝石级合成翡翠工艺依然有待探索,所以相比合成翡翠,合成钻石才是大家更应该警惕的对象。