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寶石熱處理技術的原理
作者:科佳電爐 來源：原創 發表時間：2015-03-06 10:03:23
寶石在熱處理過程中內部會發生很多變化，熱處理的基本原理就是通過反復試驗、反復修正尋找和利用那些有利于顯示珠寶玉石潛在美的變化。寶石熱處理設備：箱式爐，真空爐
根據寶石在熱處理過程中內部變化的機理將熱處理的原理分成以下幾類詳加說明：
（1） 使寶石中致色元素改變而產生顏色的變化。
這些化學成分可以是寶石的主要成分，也可以是寶石的微量致色元素。
例如：對于有機寶石如珍珠、象牙、珊瑚、琥珀等，加熱處理會使其中的有機質氧化，溫度過高會使顏色慢慢變暗變黑，若繼續加熱即出現“碳化”現象。人們經常利用這個特點，掌握好溫度實施有機寶石的“仿舊”處理。對于寶石，加熱處理往往將其中的低價態陽離子氧化成高價態，從而使顏色產生變化。最典型的例子就是帶綠色調的海藍寶石在空氣中加熱去除綠色，使顏色變成藍色。
（2）使寶石原有的色心被破壞而引起顏色的變化。
有些寶石的顏色主要是由色心引起的，色心是能夠產生顏色的結構缺陷，可以理解為“掉到空穴陷阱中的電子，吸收可見光中某一能量，產生電子躍遷而顯示顏色”的中心?？昭ㄏ葳宓臐舛炔灰粯?，顯示出來的顏色也不一樣，如果不同深度的空穴陷阱同時存在，顏色會顯示混合色。加熱這類寶石，相當于給落入陷阱的電子增加一定能量，使色心中的電子可以被激發到更高的能級。若外界給與的能量超過陷阱能時，陷阱中的電子將跳出陷阱而發生逃逸，該陷阱能的色心即被破壞，顏色消除。人們利用這個原理，掌握好加熱溫度和時間，將陷阱能的色心顏色消除掉，留下陷阱能高的色心顏色，以達到改善顏色的目的。
例如輻照法改色藍黃玉，當無色黃玉利用輻照處理法得到的樣品是褐-棕褐色，這是因為不同陷阱能的色心產生的不同顏色混在一起造成的，通過熱處理消除低陷阱能的色心，就可以得到漂亮的海藍色。粉紅色黃玉變黃色，紫水晶變黃或綠色，煙水晶變黃綠或無色，也是熱處理改變色心造成的。
（3）使寶石中的雜質擴散或改變存在狀態而改變顏色。
有些寶石中存在著致色離子，但由于存在狀態不好，使寶石顏色不好或不能致色，加熱可以使致色離子在寶石內均勻擴散，進入晶格質點位置或晶格缺陷，從而改變寶石的顏色。如褐色紅寶石加熱變成紅色紅寶石，白色藍寶石加熱變成藍色藍寶石；有些寶石中的致色離子呈聚合態而使顏色不漂亮，經加熱擴散后可形成漂亮的顏色。
如斯里蘭卡產出的一種原石叫“究打”（Geuda）剛玉，沒有處理前是一種半透明、乳白色、有絲絹光澤的剛玉，稱不上寶石，常被用來鋪墊花園小徑、裝點花床等，這種剛玉中鈦元素以金紅石礦物形式存在，若進行高溫加熱，可以使金紅石礦物熔化（此時剛玉礦物不熔化）掌握好操作工藝，使鈦元素均勻擴散，就能變成透明、顏色漂亮的藍色藍寶石。
（4）使一些含水的寶石發生脫水作用而引起顏色的變化。
有些寶石中不僅存在吸附水，而且還含有結構水，在熱處理優化過程中，若溫度不破壞結構水，則能完成改色任務；若加熱溫度過高會將結構水驅趕出來，使寶石發生脫水作用，從而破壞寶石的結構穩定。當然，有些寶石在此時也會變色，但這種變色往往是人們不希望的。如漂亮的歐泊若加熱到300℃左右就會失水，從而破壞它的變彩效應。所以，在采用熱處理優化珠寶玉石顏色時必須掌握好加熱溫度。粉紅色玉髓變橙，紅或褐色；虎睛石加熱產生深褐至紅褐色與脫水作用有關。
（5）使某些寶石發生結晶構型的變化。
有些寶石隨著溫度的升高，晶格結構類型會發生變化，從而發生顏色變化。例如加熱可使低型鋯石轉化成高型鋯石，顏色由褐-褐紅色變成無色透明，人們常用此法獲得折光率高的無色鋯石作為鉆石仿制品；若在還原環境下加熱，還可以得到迷人的淺藍色-藍色鋯石。
（6）使某些寶石發生重組、再生和凈化而達到優化的目的。
對于有機寶石如琥珀，在較低的溫度下熱處理就可以使它軟化或熔融，冷卻后成透明度高、質地較純的琥珀，若在軟化時加壓，還會出現美麗的爆裂花形圖案，通常稱之為“太陽光芒”。
（7）消除寶石中的包裹體，提高寶石的透明度和凈度。
寶石中經常存在包裹體，不僅影響寶石凈度，有時還影響寶石的透明度。高溫熱處理（常接近寶石的熔點）能把寶石中的不純包裹體雜質熔解或消除，以達到提高提寶石的透明度和凈度的目的，如紅寶石的熱處理可去除絲光。據資料表明，市場上銷售的高檔紅寶石和藍色藍寶石，許多都是經過高溫處理的。
（8）溫度驟變可能引起珠寶玉石內部產生裂紋。
由于絕大部分珠寶玉石是熱的不良導體，熱膨脹系數比較小在加熱速度太快或冷卻過程太快時產生內應力，容易產生裂紋；另外，有些玉石中含有較多的氣-液包裹體，在高溫下可能是這些包裹體發生爆裂，從而產生裂紋或指紋狀包裹體。例如藍寶石中包裹體周圍的“暈”。我們還經常利用寶石的這一特性制造許多效果，例如暈彩石英。
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