[其他]彩色水晶的生長(zhǎng)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000001506
• 申請(qǐng)日: 1986-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1003459B
• 公開(kāi)（公告）日: 1989-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仲維卓;華素坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽所
• 代理公司: 中國(guó)科學(xué)院上海專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 聶淑儀;潘振**

本發(fā)明所述彩色水晶的生長(zhǎng)方法，采用混合堿（ＮａＯＨ－ＫＯＨ）溶劑，根據(jù)晶體結(jié)晶習(xí)性選取了有利的籽晶切型（＋Ｙ、或－Ｙ、（３０－８０度）或Ｘ切），加適當(dāng)摻雜離子（Ａｌ³⁺、ＣＯ²⁺、Ｆｅ³+、Ｆｅ²⁺、Ｍｎ⁴⁺）。在高壓釜中１２００－１６００大氣壓下，生長(zhǎng)溫度為３３５－３６０℃。溫差為１５－２５℃，可生長(zhǎng)出成色均勻，產(chǎn)率高，無(wú)棉，無(wú)雙晶、裂紋及氣泡等，適于實(shí)用的優(yōu)質(zhì)彩色水晶。

本發(fā)明所涉及的是晶體生長(zhǎng)方法，特別是利用在NaOH-KOH混合溶劑中，采用+Y、-Y、（30-80度切）和X切型的籽晶用“水熱溫梯法”生長(zhǎng)茶色水晶（煙水晶）的方法。

茶色水晶是彩色水晶的一種，它是制造茶晶鏡的一種理想材料;也可用于許多新技術(shù)領(lǐng)域，如火箭、導(dǎo)彈所發(fā)出的白熾光的防護(hù)、其它技術(shù)領(lǐng)域如鋼鐵冶煉中發(fā)出的白熾光的防護(hù)。我國(guó)東北和西北干旱及沙漠地帶需要大量的茶色水晶眼鏡，（估計(jì)每年約30-50噸。）

以往，茶色水晶是天然水晶經(jīng)γ射線輻照后制得的。由于天然水晶十分缺乏，供不應(yīng)求;另外，天然水晶缺陷多，有棉、包裹體、雙晶、裂紋等，輻照所成色不均勻，所以需要進(jìn)行人工合成。

現(xiàn)有的人工合成茶色水晶的方法，大體可分為兩種：

第一種：生長(zhǎng)晶體時(shí)，是采用在碳酸鈉（或碳酸鉀）溶劑中加入摻雜離子（FeCO₃、MnCO₃、CoCO₃）形成離子色。（《結(jié)晶工學(xué)》984，1971;采色水晶的人工合成《壓電晶體技術(shù)》1984。4;《人工晶體》1985.Vol14№2）。但在上述溶劑中，所生長(zhǎng)的晶體，成色不均勻，而且顏色也難控制。其生長(zhǎng)工藝也不夠穩(wěn)定，生長(zhǎng)后期有裂隙，結(jié)晶狀態(tài)不良，成長(zhǎng)慢，重復(fù)性差。

第二種：是在單一的NaOH溶劑中加入Al³⁺，所生長(zhǎng)的晶體經(jīng)γ射線輻照后，顯茶色。（Kristallografiya Vol.12№165-9（1967）Phys，stat.Sol.（a）29，659（1975），該研究主要從Al³⁺在晶體中的色心效應(yīng)出發(fā)，探討茶色晶（煙水晶）的形成，詳細(xì)地研究了晶體的吸收譜線及Al³⁺色心形成的機(jī)理。但對(duì)晶體生長(zhǎng)中的速率、籽晶的切型和成色均勻性均未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。

市場(chǎng)上常見(jiàn)的一種茶色玻璃，其硬度低（莫氏硬度為5），不耐風(fēng)沙磨蝕，做茶色眼鏡，光潔度壽命不及水晶長(zhǎng)。

本發(fā)明的目的，在于提供一種市場(chǎng)急需的用于制作茶色眼鏡的茶色水晶（煙水晶）生長(zhǎng)方法。該方法的特征是：（1）采用NaOH-KOH混合堿溶劑。（2）籽晶需沿+Y、-Y（30-80度）和X切型使晶體生長(zhǎng)速率快，成色均勻，晶體生長(zhǎng)尺寸易于控制，成本低。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容如下：

一、原料的預(yù)處理：

采用3-4級(jí)熔煉石英及脈石英，用水洗凈，并用鹽酸浸泡24小時(shí)，再用蒸餾水洗凈、烘干，待用。

二、生長(zhǎng)溶液的配制：

采用NaOH（1-1.5N）、KOH（0.3-0.8N）配成混合溶劑，加入主要摻雜離子Al³⁺（重量%，以下同，）0.1-0.5%;也可根據(jù)顏色的需要，選擇加入不同的離子：藍(lán)色加Co²⁺0.1-0.5%;檬黃色Fe²⁺0.1-0.3%;紫色加Fe³⁺（溶劑NaCl）0.1-0.5%;墨綠色Mn⁴⁺0.1-0.6%。

三、籽晶切型和預(yù)處理：

切型+Y 30-80度 或，

-Y 30-80度 或，

X切

籽晶厚度為2毫米。用超聲波打孔（或鉆頭打孔）。

將籽晶用水洗凈，再放入洗液中浸泡24小時(shí)，用水洗凈，待用。