[发明专利]无色水晶的高温钴离子扩散致色的方法

说明书

技术领域

本发明属水晶致色制备领域，特别是涉及无色水晶的高温钴离子扩散致色的方法。

背景技术

石英是自然界中最常见的矿物之一，也是珠宝界中应用数量和范围颇大的一类宝石。我们通常所说的水晶(Rock crystal)其实就是指无色透明的石英，不过目前珠宝界亦将单晶石英统称为水晶。宝石级的单晶石英除了水晶外，根据颜色的不同，可以划分为紫晶、黄晶、烟晶、粉晶等多个品种。由于水晶晶莹剔透、绚丽多彩的特性及纯洁、美丽、和谐的寓意深受消费者的青睐，在珠宝玉石市场上占有极其重要的市场份额。就有色水晶的价值而言，不同颜色的水晶其价值相差非常大，其中以金黄色的水晶价值最高，紫色水晶次之，而无色水晶的价值最低。

目前对水晶颜色改善处理的主要方法是把水晶宝石放进加热的设备中，通过不同条件的热处理过程，改变水晶原有色素离子的含量和价态，使水晶类宝石的颜色进行调整并提高其透明度，从而达到改善水晶宝石颜色的目的。例如市场上将有色水晶如紫晶等转变为价值更高的其它颜色水晶如黄水晶等，但是该方法只适用于本身具有微量元素致色的有色水晶，至今还未发现对无色水晶进行处理从而使其致色的方法和工艺。所以，如果能够通过优化处理的工艺手段将价值最低的无色水晶通过本方法改善成其它颜色如紫色、黄色甚至改善成自然界中不存在的蓝色等，将大大增加无色类水晶宝石的商品价值，产生良好的经济社会效益，也能更好满足市场的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无色水晶致色的方法，制备工艺简单，成本低廉，能有效改善无色水晶颜色。

本发明提供一种无色水晶的高温钴离子扩散致色的方法，包括：

(1)称取氧化钴和石英砂混合均匀，氧化钴和石英砂的质量含量比为1～5∶100，然后将清洗过的无色水晶包埋于该混合粉末中；

(2)缓慢升温至1100～1600℃，保温1～10小时；

(3)待温度下降到20～60℃，取出水晶并清洗干净。

本发明通过在高温条件下，使外部金属钴离子在无色水晶的表面和浅层内部进行扩散，利用金属钴离子进入无色水晶晶格致色的机理，使本来无色的水晶产生颜色，从而达到增加其市场价值的方法。

有益效果

(1)我国出产大量低价值的无色水晶，无色水晶来源广泛；本发明操作工艺简单，成本低廉，安全可靠，可以批量生产。

(2)运用本发明经过高温钴离子扩散处理后的水晶，颜色均匀，无色水晶的美观度得到明显改善，因此，该发明具有较高的实用价值和广泛的应用前景.

(3)本发明可为自然界其它单晶类宝石的改色处理研究提供范例。

附图说明

图1为无色水晶和经高温钴离子扩散后水晶效果比对图

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明采用价格低廉的无色水晶，产地不限。

首先将选好的无色水晶样品用去离子水清洗后待用。用天平称取颗粒度(25-50mesh)≥95.0％的细粒石英砂(分析纯)62.0g置于耐高温氧化铝坩埚内，然后用天平称取氧化钴含量≥99.0％的黑色粉末(分析纯)2.5g，置于相同坩埚内，将两种粉末用玻璃棒混合均匀后放入待处理无色水晶样品若干，并将样品包埋在粉末内。然后，将此坩锅置于高温炉内。注意在高温炉升温过程中要缓慢而均匀，否则容易造成水晶样品因受热不均匀破裂。待高温炉的加热温度上升为1150℃时，停止升温加热，在此温度下恒温，保温时间2小时。完成以上保温时间后，待高温炉冷却后取出坩锅。将坩锅内的水晶样品清洗干净，原本无色的水晶呈现紫红色，且颜色分布较为均匀。