4、宝石改善热处理.ppt

热处理 课程重难点:1.热处理技术的原理。2.热处理技术的工艺条件。3.常见热处理宝石的鉴别。课程要求:1.掌握热处理技术的原理及分类，并能对常见热处理宝石的原理进行归类。2.熟悉热处理技术的工艺条件。3.掌握常见热处理宝石的鉴别特征。 宝石改善品的工艺要求： 美观 耐久（宝石稳定性，在通常的加工销售和佩戴过程中不会发生明显的物理和化学性质的变化） 无害、无污染 宝石改善品的分类： 1、根据改善品所采用的技术方法分类: a 热处理改善品 b 辐照处理改善品 c 化学处理改善品(染色、净化、漂白等) d 其它处理改善品(表面遮盖、注入、组合宝石) e 综合处理改善品 宝石改善品的分类： 2、根据改善品在传统和商业上的可接受性分类: 优化 enhancing 传统的、被人们广泛接受的、使珠宝玉石潜在的美显示出来的优化处理方法。如热处理红宝石、浸无色油祖母绿、玉髓玛瑙的染色处理等 处理 treating 非传统的、尚不被人们接受的优化处理方法。如染色处理翡翠、辐照处理钻石、表面扩散处理蓝宝石等。 热 处 理 一、定义： ?将宝石放置在可控气氛和温度的加热设备中，添加不同的化合物和涂填物、选择不同的温度范围、气氛条件、加热速率及恒温时间对宝石进行热处理，使宝石的颜色、透明度、净度、光学效应等外观特征得到明显改善。经热处理后，宝石的颜色相对稳定，它是一种将宝石的潜在美展示出来并为人们广泛接受的常见优化方法。 二、热处理技术的原理 1.致色元素改变而产生颜色的变化 2.原有色心破坏而引起颜色的变化 3.杂质扩散或改变存在状态而改变颜色 4.含水宝石的脱水作用引起颜色的变化 5.结晶构型的变化 6.重组、再生和净化而达到优化 7.消除包裹体，提高宝石透明度和净度 热处理蓝宝石中定向金红石点状残余及膨胀裂隙 8.温度骤变引起宝玉内部裂纹的产生 三、热处理主要影响因素（工艺条件） （1） 热处理的温度范围和最高温度a 低温热处理：100℃以下，琥珀等 b 中温热处理：100—650℃，常用 c 高温热处理：650—1000℃ d 超高温热处理：1000℃以上 （2） 热处理时升温和降温的速度 由于大多数宝石的导热性比较差，所以升温速度不能过快,会因宝石内外温差太大产生内应力而出现裂纹,也可以因宝石各部分受热不均匀而产生色带或色斑等；降温速度太快时,也会使宝石内外温差太大而出现破裂。 将升温和降温的速度绘制成曲线，这个曲线通常要求平滑，绝大多数的升温和降温过程需缓慢进行。 （3） 温度保持的时间 均温时间：宝石达到均一温度（最高温度）的时间。 保温时间：在整个宝石温度均一后，常常还需继续保持一段时间，以便宝石的变化充分。这段时间为保温时间。 其确定要根据改善的目标、最高温度及宝石本身的性质通过大量实验来确定。 （4） 热处理需要的气氛 主要有： 氧化性气氛（不密封加热炉） 还原性气氛（木炭包裹宝石） 中性气氛 （5） 热处理过程与其他处理条件结合——预处理 用酸或碱清洗(前处理)后再热处理,往往会收到更好的效果；有时候将含有致色离子的化学试剂作为添加剂放在宝石周围一起加热,使致色离子扩散到宝石内部去,这就是“扩散处理”技术。实验表明，在热处理过程中，向反映容器中充气体适当加压，会提高宝石热处理的效果。 四、处理设备及配套装置 1、常用热处理炉（电阻炉、燃料炉） 2、筑炉材料（耐火材料、保温材料） 3、加热炉的温度测量和控制装置（热电偶、辐射高温计、毫伏计、光学高温计、水银温度计等） 五、热处理宝石及鉴别 5.1、刚玉类宝石（红、蓝宝石） （1）热处理刚玉的改色机理1. 含铁离子刚玉从无色、浅黄绿色到黄色、橙色的互变（1-x）Al2O3+2xFeO→Al2-2x Fe2x O3-x2.含铁和钛离子的无色或浅蓝色刚玉颜色加深及深蓝色刚玉颜色变浅 Fe2++Ti4+→Fe3++Ti3+ 3.红宝石紫色调和蓝色调的消除 4.星光和丝状包裹体的消除、析出和再造 5.合成宝石生长纹和应力的消除及指纹状包裹体的引入 （2）热处理刚玉的鉴