世纪的中国人工宝石

沈才卿

作者简介：沈才卿，中宝协人工宝石专业委员会第一届副主任委员，第二、三届常务副主任委员兼秘书长，核工业北京地质研究院成矿模拟实验室高级工程师。

图1 人工合成水晶

新中国成立以来，我国的珠宝首饰业得到了长足的发展，人工宝石业也得到了飞速的发展。到21世纪初，我国的人工宝石业已经取得了很大的成绩，为今后的进一步发展打下了坚实的基础，我国的人工宝石业在 21世纪将会有更辉煌的发展。

一、人工宝石在我国得到飞速发展的原因

众所周知，人工宝石是在实验室和工厂中合成或生长出来的，它的生产量可以根据市场的需要进行调节。人工宝石进行合成和生长的唯一要求是：达到相应天然宝石中档次最高和质量最好的、最漂亮的程度。因此，人工宝石的价格比相同质量天然宝石要便宜很多，并且非常漂亮，可做成很多不同的款式，适合于大众佩带和使用，具有广泛的群众基础。另一方面，自然界产出的天然珠宝的矿产资源有限，尤其是高档宝石及其优质品更少，很难满足市场需求，人工宝石可以补充天然高档宝石产出少的不足，在一定程度上缓解了市场的供需矛盾。如此看来，大量生产人工宝石是市场的需要，是人们美化生活的需要，这也是人工宝石得到飞速发展的重要原因。有人称人工宝石是我国珠宝首饰市场的“半壁江山”，这是名副其实的！人工宝石在我国得到飞速发展的另外一个原因，是人工宝石在高科技领域和国防科研领域中应用的重要性。举例来说，例如人工合成水晶（图1），由于天然水晶存在的各种各样缺陷，作压电水晶原料不理想，而人工合成水晶性能特别好，完全能达到压电水晶的要求。压电水晶主要用于无线电频率的稳定元件，每台彩电，每台收音机，每台移动电话（手机）中都要用人工合成水晶作稳定无线电频率的元件。又如人工合成红宝石，早先用于机械手表中的轴承或仪器仪表中的轴承（焰熔法合成红宝石），现在用于激光器中的元件（提拉法生长红宝石），而激光的用处很大，除了大家知道的民用工业用途外，在军事上可用于高能量激光器打飞机、打人造卫星，还可用激光聚焦产生的超高能量和超高温度模拟原子弹核爆炸的情形以获取必要的数据；人工合成无色蓝宝石用于手表工业，被人们称为“永不磨损的表蒙子”，熔体泡生法生长的高质量无色蓝宝石用于节能照明工程，称 LED元件，不但亮度大，用电量仅为相同亮度电灯泡的1/20；而大直径的光学级无色蓝宝石，是导弹、无人驾驶飞机、潜艇上用的窗口材料，非常重要、非常急需，现在我国已能生产出用于洲际导弹窗口直径200mm以上的这种晶体。又如焰熔法生长的人造钛酸锶宝石，可作“响尾蛇导弹”的窗口材料。随着科技的进步和军事工业的发展，相信对晶体材料会提出越来越多的要求，人们在完成每件任务的过程中，又会使人工宝石得到进一步的发展。由此可以看出，在改革开放后蓬勃发展的中国，随着人们生活水平的不断提高，科学技术水平的不断提高，国防工业发展的需要，我国的人工宝石产业会得到加强、得到发展、得到提高，前途无限光明！

二、21世纪初，我国的人工宝石产量已名列世界前茅

我国的人工宝石生产始于1958年，是为了振兴我国的民族工业。为了发展我国的手表工业，首先要解决手表中机械转动过程中的红宝石轴承问题；发展其他的仪器仪表工业，同样要解决轴承问题。为此，从苏联引进了焰熔法合成红宝石生产线，由此开始了我国人工宝石产业的发展。随后，我国国民经济的发展，科学技术的发展，国防和军事工业的发展，都需要新材料的研究和拓展，客观上也促进了我国人工宝石业的发展，令人欣慰的是，到21世纪初，我国的人工宝石生产量已名列世界前茅：

1）我国的合成立方氧化锆 1982年试验，1983年投产，开始时每炉产量仅5kg。现在，每炉生产400kg，由于炉子大，每个单晶也大，可达单晶2kg左右，这样的生长炉2005年统计有205台，估算年生产能力达到12300t左右，但市场需求没有那么多，因此开工率不足，实际年生产量6000t左右，全世界第一。

2）我国的合成水晶始于20世纪50年代，成功于60年代。由于无线电工业的迅猛发展，需要大量的压电水晶，加上我国珠宝首饰业发展的需要，促使我国的合成水晶工业快速发展。目前，我国年产合成水晶1760t左右，也是世界第一。

3）我国的焰熔法合成红宝石和蓝宝石，1958年从苏联引进，用电解水的方法获得氧气和氢气，耗电量很大。现在经过技术革新，利用化工厂生产时排空的氧气或氢气作原料，既解决了污染问题，又节省了成本。据2005年不完全统计，年产量已经达到235t，若加上福建省屏南县鑫磊晶体有限公司新建的300t焰熔法红宝石全部投产，那么总产量可望达到年产量435t，这也是世界第一。

4）我国的人工合成金刚石投产于1963年，颗粒小，属于工业级，但由于金刚石的用处很大，所以发展很快。目前，我国人工合成工业级金刚石年产量达到12亿克拉以上，也是世界第一。

5）我国的玻璃质仿金星石是20世纪90年代由北京永奥人工宝石研究所研制成功的，最多时年产量达到 600t，由于产量高、质量好、价格便宜，意大利和日本的同类产品被挤出了中国市场，其产量也是世界第一。

6）玻璃质仿猫眼20世纪80年代末、90年代初在上海研制成功，很快风靡全国的珠宝首饰市场，目前年产量约1200t，也是世界第一。

7）其他：人工合成的人造夜光玉、稀土改造的高折射率玻璃质宝石（俗称稀土玻璃）等都是我国科技工作者发明的，产量当然世界第一。

仅就以上数据，我们可以自豪地说，在21世纪初，我国的人工宝石产量已名列世界前茅。

三、21世纪初我国人工宝石的生产基地概况

随着我国人工宝石业的不断扩大和发展，我国人工宝石的生产基地也在不断变化，变化的趋势是不断增加和扩大，到21世纪初，我国的人工宝石生产基地概况如下：

1）合成立方氧化锆生产基地主要在广西、四川、福建、浙江、湖南、湖北等省；合成立方氧化锆的粉末原料生产基地在浙江省德清市、广东省湛江市和福建省。

2）焰熔法合成红宝石、蓝宝石的生产基地主要在浙江省衢州市和萧山市，福建省屏南县，山东省烟台市，江苏省苏州市，陕西省西安市与汉中市，安徽省合肥市，贵州省镇宁县，四川省长寿市和重庆市第八仪表厂，湖南省黔阳县等地。焰熔法生长尖晶石基地在浙江省衢州市。

3）合成水晶最大的厂在浙江省椒江市，全国很多省都有合成水晶厂。

4）水热法生长祖母绿和红宝石是20世纪90年代初在广西宝石研究所，在所长曾骥良教授领导下的团队研究成功的，故生产基地在广西壮族自治区桂林市。

5）高温超高压法生长工业级金刚石的生产厂有5000家左右，但生产单颗粒工业级金刚石的厂家约450家，其余主要生产聚晶金刚石或金刚石制品，分布于全国各地。

6）熔体提拉法生长高质量晶体如激光用晶体和国防工业用窗口材料的生产基地主要在浙江省衢州市、四川省成都市、上海市、天津市、江苏省南京市和广东省广州市。

7）玻璃质仿金星石的生产基地在北京（永奥人工宝石研究所），目前在国内已新建了很多的生产厂，但产量和质量与北京永奥人工宝石研究所的产品相比都还有一定的差距。

8）玻璃质仿猫眼宝石由中科院上海硅酸盐研究所研究开发，技术转让在上海周围地区，但现在的原料和半成品生产基地主要在江苏省靖江市，成品生产基地主要在福建省莆田县。

9）稀土玻璃宝石发明于上海，生产基地也在上海。

10）有夜光效果的“庆隆夜光玉”生产基地在北京。

四、21世纪初我国人工宝石业的产品销售基地

随着我国人工宝石业生产品种的增多和产量的不断扩大，人工宝石的销售以及用人工宝石制作的首饰或时尚饰品慢慢形成了集散地，到21世纪初，国内规模较大、名声也较大的人工宝石集散地主要有三个：广西壮族自治区梧州市、山东省青岛市、浙江省义乌市。

1广西壮族自治区梧州市

广西壮族自治区梧州市位于广西壮族自治区东部与广东省的交界处，从广州市乘车到梧州市约4小时路程，梧州市素有“广西水上门户”和“小香港”之称，对外开放通商已有100多年的历史。辖区面积12588km2，人口305万，市区面积1097km2，人口50万。资料表明：1982年由香港人到这里开设宝石加工厂（磨宝石）起，逐步发展壮大，现有宝石加工人员11万人以上，加工宝石数量约每年1368亿粒，主要加工合成立方氧化锆和焰熔法合成红宝石，此两种人工宝石的加工量约占国内的95%，世界的85%左右。梧州市的人工宝石业解决了梧州市10万人的就业问题，使周围农村的很多人脱贫致富，也为下岗职工再就业创造了良好条件。因此人工宝石的加工和贸易成了梧州的支柱产业之一，市委市政府均给予积极扶持。目前，有来自香港、台湾地区及墨西哥、俄罗斯、韩国、印度、泰国、意大利、美国等200多家公司常驻梧州做生意。为了解决有市无场的情况，市政府千方百计引进外资建设了“梧州宝石城”。“梧州宝石城”总投资7000多万元，项目占地21998m2，建筑面积39998m2，四层楼，500个铺位，250家经营户，年经营额约10亿元人民币。随着行业的不断发展，现有宝石城已经不能满足市场需求，第二期工程“梧州宝石大厦”已经建成，33层，建筑面积102481m2，即将投入使用。梧州市人工宝石的发展已到相当规模，中国珠宝玉石首饰行业协会授予梧州市人工宝石特色产业基地的荣誉称号。

2山东省青岛市

青岛市的人工宝石是近年来发展非常迅速的地方，现已成为北方地区人工宝石最大的销售基地。青岛拥有1000余家以人工宝石为主石的仿真首饰加工厂，其中镶嵌企业占半数以上，市场容量巨大，每年对人工宝石的采购额达50亿元人民币之多，有100余家知名企业在青岛市设有分公司或办事机构。其主要特点是以外向型经济为主，特别是与邻国韩国的关系非常好，韩企在青岛市的人工宝石市场占有半壁江山，为青岛市人工宝石市场的繁荣和发展起了重要作用。随着每年的珠宝展及学术讲座，青岛市作为北方人工宝石最大销售基地的知名度会越来越大，生意也会越做越大，这反过来又会促进人工宝石的进一步发展。

3浙江省义乌市小商品市场是国内外闻名的批发市场

1）总体情况：从2002年开始进行规划和开发，开发后的义乌市小商品市场改称为国际商贸城，到2005年9月，已经完成了国际商贸城第一、第二期市场建设开发工作，总面积140万m2，是全球规模最大的现代化商品批发市场。市场有5万个商位，16万多从业人员。每天有7000多家外商在此采购，产品辐射到全球200多个国家和地区，年出口集装箱标柜35万多只，出口产品占全部交易产品的60%。由于这种情况，世界品牌实验室和《世界经纪人周刊》在世界品牌大会上发布了 2005年中国最具品牌排行榜，义乌中国小商品城位列第158位，品牌价值3902亿元人民币。

2）以人工宝石为主石的仿首饰工艺品市场主要在义乌市国际商贸城第一期中，第一期市场占地350亩，建筑面积33万m2，投资66亿元，由五个相连的长方形基本单元组成。场内分五大经营区，20个商品展示贸易厅，有工艺品、饰品、玩具、花卉等15大类，2万多种商品排列有序，琳琅满目。仿首饰工艺品主要在二层和三层，大约4000家经营户。商家的店铺里摆满了琳琅满目的仿首饰工艺品用的原料、半成品或成品（图2），其中以玻璃为原料的半成品或成品占绝大部分，还有少部分为塑料制品或低档半宝石制品。

图2 义乌小商品市场琳琅满目的饰品

3）义乌小商品市场房租之贵折射出交易量之大：据介绍，国际商贸城第一期的二层珠宝首饰商场，一间45m2左右的商铺，仅5年的使用权费就要交200万元人民币，另外，每年要交租金20万元人民币、税和管理费5万元人民币。由此可知，如果要在义乌市商品市场站位脚，每年上交的费用至少要 65万元人民币。那么，商家能不能挣到那么多钱呢？答案是肯定的，能！！！因为每天有7000位外国商人在这里采购，还有几万个国内商人在这里采购，只要产品对路，大宗货品的交易是没有问题的。据二层的某商铺主管陈先生介绍，商铺总面积45m2左右，里边陈列的样品绝大部分是玻璃仿钻石制品，仅有少量的合成立方氧化锆、合成红宝石等样品，前来商店里采购的人很多，陈先生说，平均每一颗玻璃仿钻石品销售后的利润仅几厘钱，反正不到一分钱，但交易情况好的时候，一天能做十几万元的生意，一年大约有一亿元的经营额，我们可以想到，这是超越“薄利多收”的经营思路，成为“薄利广收”的经营原则了。所以，尽管店铺的租金等费用很贵，很多人想买铺位还买不到。由此可见义乌小商品市场第二、三层4000家珠宝首饰和饰品交易量之大。

4）从饰品生产公司看玻璃仿钻石品的使用量之大和产品销售量之大：义乌市当地有一家知名饰品生产公司，该公司拥有合金、爪链、铜银等五大系列20余类30多万个款式的产品，销售网络覆盖全国，产品远销海外70多个国家和地区。据介绍，公司现有职工5600人，每天生产使用玻璃仿钻石品500万颗，光每天把这些玻璃仿钻石品粘到饰品上的人就需要600人。大家想一想，这一个公司每天用玻璃仿钻石品500万颗，全国有上万家饰品公司或加工厂，加起来每天要用玻璃仿钻石品多少颗呢？每天又能生产出多少件饰品呢？其数目之大一定是个惊人的天文数字！资料显示，到2005年10月止，我国在工商部门注册的批发市场多达10万余个，我们从上述一个公司对玻璃仿钻石品的使用量和产品生产量可推测出我国对玻璃仿钻石品的使用量之大及其饰品产量之大。

五、21世纪初在我国人工宝石品种增加的同时，颜色也不断增多和完美

今天，在我国人工宝石市场上，人们不仅可以看到人工宝石的品种在不断增加，并且每种人工宝石的颜色也在逐渐增多和完美，走向系列化。在梧州和义乌的销售市场上，为了做生意的方便和准确，都把某种人工宝石的不同颜色种类装订成色卡，编上号，使购买者一目了然，交易时不会产生错误，从这里我们也可以感觉到我国人工宝石产业的不断发展。笔者手中就有香港永富企业公司20种彩色立方氧化锆、11种焰熔法合成尖晶石和9种焰熔法合成刚玉类宝石的综合色卡，广西壮族自治区桂林市桂泰公司的18种颜色合成立方氧化锆色卡，浙江省衢州市巨化宝石厂的12种焰熔法合成刚玉类宝石和13种焰熔法合成尖晶石色卡，还有香港永富企业公司的96种稀土玻璃宝石色卡，青岛市城阳小商品市场的中信珠宝公司的28种颜色普通玻璃色卡，广西壮族自治区梧州宝石城的147种颜色玻璃质“水钻”色卡，江苏省靖江市东兴宝石厂 29种玻璃质仿猫眼宝石的色卡，深圳市某公司销售的13种颜色的合成欧泊色卡。由此可见，我国人工宝石市场的兴旺发达。

六、21世纪初我国人工宝石生产工艺有了很大的进步

我国人工宝石生产工艺于1958年从前苏联引进焰熔法生长红宝石至今有了很大的发展和提高，有事实为证：

1）焰熔法合成红宝石：前苏联工艺用电解水的方法获得氢气和氧气进行生产，生产1kg红宝石用电约1100kW·h，成本很高。我国采用化工厂生产过程中排出的多余气体氢气和氧气生产红宝石，既环保又节能，还降低成本，一举三得；福建鑫磊珠宝公司在具体操作中还创造了气体稳压法（加强安全），创造滚动操作法使每人操作由10台增加到每人可以操作80台，大大提高了工作效率。

2）冷坩埚熔壳法生长合成立方氧化锆：从1983年我国生产合成立方氧化锆以来，在设备上有了很大的提高。起初，我国每台高频炉每炉只能生产出5kg合成立方氧化锆，设备改进后，现在每台高频炉每炉能生产400kg合成立方氧化锆，产量大大提高，成本降低；合成立方氧化锆单个晶体的大小也得到了增加，以前的产品比较小，每个只有几十克重，现在的产品可以达到单个1980g以上；产品颜色品种上也有很多增加（图3）。

图3 合成立方氧化锆大小对比

3）高温高压法合成工业级金刚石：我国在1963年开始生产工业级合成金刚石时，每一次合成只能获得10～15克拉小颗粒合成金刚石，现在每次合成能得到 60克拉合成金刚石，并且颗粒增大明显（图4）。

图4 合成工业级金刚石石墨片

4）熔体提拉法生长高质量晶体方面：浙江省巨化宝石厂敢于拼搏，善于创造，原本生产焰熔法合成红宝石的厂，1998年成功地生产出了合成尖晶石；1997年又把目光瞄上激光晶体材料，购进了熔体提拉法生产设备，又从应届大学毕业生中招了一批青年人攻关，现在这批年轻人都成了宝石厂的骨干，经过艰苦的努力，终于在 2001年生产出激光用掺稀土 YAG晶体，性能优良（图5）;1999年又瞄上了国际上先进的照明用 LED晶体，这是用熔体泡生法生长的无色蓝宝石晶体。用这种晶体作基片制造的LED灯照明时亮度大，能耗低，只有同样亮度电灯泡耗能的1/20；2001年再瞄上国防工业上急需的导弹和无人驾驶飞机等用的光学级窗口晶体材料，为此，他们自己动手做熔体提拉法生产设备，性能超过了国外同类产品，现在已能生产出重约20kg，直径达250mm的合格光学级窗口晶体材料。为我国尖端科技和国防工业的发展作出了巨大贡献（图6）。

图5 巨化公司生产激光用掺稀土YAG晶体

图6 光学级无色蓝宝石窗口材料

5）水热法生长宝石：我国的水热法生长宝石基地在广西壮族自治区桂林市，能够生长合成祖母绿宝石，合成红宝石和不同颜色的合成蓝宝石（图7）。为了满足高科技发展的需要，他们试验用水热法生长氧化锌获得成功，后来又试验生长KTP晶体成功，不仅为高科技发展作出了贡献，经济效益也有了很大增长。

图7 水热法合成红宝石和祖母绿

七、21世纪初我国人工合成的仿宝石类产品异军突起

随着改革开放的深入发展，我国整个珠宝首饰业得到了蓬勃发展，这带动了人工宝石业的发展。珠宝首饰市场的发展需要大量的各类宝石，人工宝石的物美价廉正适合于市场的需要，尽管人工宝石的产量相比于优质天然宝石产量大，但仍不能满足珠宝首饰市场的需要。人工合成的仿宝石，大大地丰富了我国珠宝首饰市场的花色品种，使用量之大真正是异军突起。21世纪初，我国人工合成的仿宝石产品主要有玻璃质仿星光宝石、玻璃质仿猫眼宝石、稀土玻璃宝石、玻璃质仿红珊瑚宝石、玻璃质仿绿松石宝石、玻璃质仿钻石等（图8）。

图8 玻璃质仿猫眼、仿红珊瑚、仿绿松石

八、人造夜光宝石——“庆隆夜光玉”

说起“夜明珠”，大家都知道是在黑暗中能发光的宝物，是非常稀少、非常贵重、非常神秘之物，谁都想得到它。我国人工合成夜光粉起始于20世纪60年代，是以硫酸锌掺铜合成的，在“文化大革命”期间被广泛用于制作毛主席像章和毛主席塑像，这一代夜光粉的特点是夜光亮度低，夜光时间短。1989年，德国人做出了以铝酸盐为基质，以稀土元素为激活剂的新型夜光粉，其特点是夜光亮度强，夜光时间长（10小时以上），但是把这种夜光粉变成可以雕刻的仿玉石是“北京华隆亚阳有限责任公司”发明的，并获得了发明专利，专利号ZL961063734，注册为“庆隆夜光玉”，现已被广泛应用于生产宝石戒面、雕刻作品、夜明珠和健身球等产品方面。此种夜光宝石质地坚硬，体色艳丽多样，可以加工成各种饰物，在夜晚或黑暗处可以长时间发光，且可根据成分不同发出不同的夜光，有绿色、黄绿色、蓝绿色、蓝色、紫色等夜光，表面的体色也有绿色、白色、青色、红色和紫色等，现在生产的夜光玉最大直径可到 170mm，最大重量可达26kg，可以雕刻比较大型的工艺品了。另外，“庆隆夜光玉”将能量以可见光的形式释放出来，称为冷光源，在医学上具有辅助治疗作用，是一种不可多得的功能性材料（图9）。

九、21世纪初我国人工宝石在其他方面的进展

1）人工宝石地方标准的建立：在广西梧州宝石城，每天有成千上万粒人工宝石进行交易，必须对人工宝石的质量进行评价。为了有一个共同的标准，梧州市成立了人工宝石标准起草小组，在广西壮族自治区政府的协助下，建立了我国第一个广西壮族自治区地方标准，一共有五个人工宝石标准，分别是合成立方氧化锆、合成红宝石、合成蓝宝石、合成尖晶石、玻璃标准。每个标准中均提出了“净度标准”、“切工分级标准”、“切工尺寸允许偏差”、“刻面光洁度标准”等。

2）人工宝石的品牌战略：品牌的核心是文化，是千百年积淀的民族精神，是企业全体员工的共同价值观，是企业家个人的道德素养和社会责任意识，是企业自身发展的需要，也是这个行业企业家的心声，一个国家拥有的名牌数量越多，既是国家经济实力强的表现，也是民族整体素质高的表现。我们国家正在大力推动珠宝首饰名牌战略。以人工宝石为主要原料制作首饰的“金得利”品牌已成为我国的驰名商标。

图9 庆隆夜光玉雕刻的工艺品

上图为有光线下，对应下图为暗室中

3）人工宝石加工设备的增加：广西壮族自治区梧州市每年加工人工宝石1368亿粒，因此，他们对人工宝石的琢磨加工设备考虑比较多，设计制造了很多机器，其中有好几个加工设备获得了国家专利。在梧州市人工宝石加工行业中，不同品种的人工宝石要采用不同转速的磨机琢磨，用不同的抛光盘和不同粒度大小的抛光粉来加工，就是同一个品种不同大小的宝石也采用不同粒度大小的抛光粉加工；对于宝石不同表面光洁度的要求，要选择不同转速、不同抛光盘和不同粒度的抛光粉，可见在加工质量提高方面做了很多工作，并且工作做得很细。目前，在梧州生产的人工宝石加工设备有30种左右，几乎销遍全中国，还远销柬埔寨、俄罗斯等很多国家。

4）以人工宝石为主的仿真首饰出口量逐年增加。海关总署的统计表明：2003年的仿真首饰出口为311亿美元，2004年为394亿美元，2005年为611亿美元（占总出口额11%左右），这从一个侧面反映了人工宝石业欣欣向荣的景象。

十、人工宝石业发展的探讨

人工宝石业如此欣欣向荣，一定还有发展的潜力，但要用心去观察和分析。机会不是在那里等着的，有时是瞬间即逝的，所以要善于去发现。笔者提出如下问题与大家探讨：

1）有实力的企业或公司，应当向创名牌的方向努力，创出名牌。

2）人工宝石的生产品种要进一步开发。这些年来，国外有一些新的人工宝石研制成功，如气相外延法生长宝石级金刚石、高温超高压法生长大颗粒宝石级金刚石、高温超高压法生长碳硅石、助熔剂法生长祖母绿和红宝石、水热法生长双色或三色水晶等，我们希望有实力的企业开发人工宝石的新品种。

3）哪里需要到哪里去做生意。例如，浙江省义乌市小商品市场反映，希望人工宝石原料生产厂商在义乌市设点，以便利首饰和饰品生产厂采购。义乌小商品市场世界闻名，每天有那么多国内外客商到那里去采购，设点后生意一定不错。

4）规范市场，不要随便给人工宝石起名。有些地方不按国家标准命名。例如，香港人把合成立方氧化锆叫“方晶锆石”，梧州人把合成立方氧化锆叫“合成锆石”或者更简单地叫“锆石”，两者都不对，因为氧化锆与锆石是两种不同的矿物，它们的化学成分、晶体结构、物理化学性质都不一样。立方氧化锆的化学成分是ZrO2，晶体结构是等轴晶系；而锆石的化学成分是ZrSiO4，晶体结构是四方晶系。它们根本不一样，不能混为一谈。又如焰熔法合成红宝石，在梧州都叫“红刚玉”，这样叫也不对，因为每种矿物都有两种名称，达不到宝石级者叫矿物名，达到宝石级者叫宝石名。刚玉是矿物名称，焰熔法合成红宝石达到了宝石级，应叫合成红宝石，不能叫“红刚玉”。另外，国家标准的“定名原则”中禁止使用易混淆和含混不清的名词定名，“红刚玉”就属于这一种被禁止的。名称混乱的市场对人工宝石交易不利，规范市场要让人工宝石名称统一到国家标准上去。

5）研究开发国家急需而供不应求的产品。例如，国家急需节能产品晶体 LED级蓝宝石晶体（用熔体提拉法生产），每月至少要1万片，现在供不应求，有实力的单位可以进行生产。

佩戴人造水晶是完全没有问题的，虽然人造水晶有一定的放射性磁场，还含有少量铅，但是对人体危害非常小。

水晶特点：氧化铅的含量国际标准为24%，这时人造水晶的化学性能最好，与普通玻璃相比，主要是比重大，手感沉重；折射率大，能透射出光谱的五彩十色；硬度高，耐磨。人造水晶最大的特点是有子晶晶核。人造水晶若有晶核则较好判断，因为晶核一般为无色的长板柱状，与周围合成晶界线清楚。

水晶性质：

1、分子式。

2、人工方法生长的α石英晶体。α石英在高压下能溶于碱性溶液。晶体结构较完整、含孪晶、空穴、夹杂较少。利用其溶解度随温度降低而减少，可从氢氢化钠或碳酸钠溶液中生长出α石英晶体。

合成压力165MPa，温度400℃。在（001）基面生长速度127μm/日。主要用于电子工业、超声发生器、光学仪器和分析仪器。 

-人造水晶

一、概述

材料科学是现代文明的三大支柱(能源、信息、材料)之一，是人类文明的物质基础。晶体生长是材料科学研究的重要内容，合成与生长各种新型的功能晶体材料是21世纪高科技发展的前沿课题。随着人们对宝石材料的需求剧增，人工宝石的生长成为晶体生长中的一个重要分支。无疑，了解掌握人工宝石的生长原理、方法、鉴定特征成为宝石学的重要内容。

人工晶体是用科学的方法在实验室或工厂里人工制造的晶体。人们将那些可以作为宝石用途的人工晶体称为人工宝石。人工宝石主要分为两类，一类是合成宝石，这类产品与其对应的天然宝石具有相同的化学成分、晶体结构与物理性质，即是天然宝石在实验室的复制品。例如，红宝石与合成红宝石；祖母绿与合成祖母绿。这类宝石必须在宝石名称前加前缀“合成”。另一类是人造宝石，这是指那类纯粹由人工研制，在自然界没有与其相对应的晶体，但外观与天然宝石十分相近，人造宝石定名时应直呼其名，不可与其相似天然宝石的名称相联系。例如，钛酸锶(SrTiO4)外观与钻石相似，但决不能称为“人造钻石”等易引起误解的名称。我国的“国标”中将拼合宝石和再造宝石也划入人工宝石之列。

人工晶体的发展史也是合成矿物的发展史，人类不仅可以在实验室里制造出与天然宝石相同的合成宝石，而且可以创造出自然界没有的宝石矿物。远在1902年法国化学家维尔纳叶( Verneuil)就发明了用焰熔法生长红宝石，这是最早合成宝石的成果。但在以后的40年里，人工合成晶体的发展缓慢，直到20世纪60年代，出现了水热法合成水晶和合成祖母绿，以及其后随着电子、通讯和航天工业的发展，又相继合成与生长了多种新型的功能晶体材料，从而更加促使晶体生长科学技术的进一步发展。实验业已证明，一些高新科学技术的发展，无一不和晶体材料密切相关。

我国人工晶体的研究，开创于20世纪50年代中期，50 多年来，该领域的研究从无到有，从零星的实验室研究到现在初具规模的产业，进展相当迅速。现在我国的合成水晶，合成金刚石已成为一个高技术产业，立方氧化锆、合成各色刚玉等宝石与磷酸钛氧钾(KTP)等非线性光学材料，均已进入国际市场的竞争行列。部分晶体的研制已达到了国际先进水平。目前中国的研究人员正在进行更广泛更深入的探索。空间微重力条件下的晶体生长研究已经起步，由传统的块状晶体发展起来的具有量子效应和超晶体结构的薄膜晶体材料也越来越被重视。总之，我国人工晶体材料的成就和发展，推动了我国科技和人工宝石的应用。

二、晶体生长的理论基础

晶体生长是一门综合性很强的多学科交叉的科学。它的发展需要物理学、化学、晶体学、晶体生长和工程技术方面的专家通力合作互相配合才能发展。因此，学习晶体生长也必须具备一定的相关知识。

晶体生长的理论基础是晶体生长的热力学与动力学，可以认为，晶体生长是控制物质在一定的热力学条件下进行的相变过程，通过这一过程使该物质达到符合所需要的状态和性质。通常晶体生长是使物质从液态(熔体或溶液)变为固态，结晶为单晶体。即为热力学中相平衡和相变的问题。相图(也叫相平衡图)则是将物质体系中各相可能存在的状态，随成分和温度(或压力)改变的情况表示出来的一种图示。它可以展示出整个晶体生长过程的大概趋势。图9-1-1是最简单的水的单元系相图。在一个体系中各相平衡时遵循相律的规则。相律是表示一个多相平衡体系的自由度(f)与相数(Ф)、组分数(c)及影响平衡的外界条件数目之间的关系的一个方程式。相(Ф)是指体系中均匀一致的部分，它与别的部分有明显的分界线。例如，在一个大气压下，冰为一相，水为另一相。同一种物质的固态由于结构不同，也属于不同的相，例如金刚石与石墨为两相Ф=2。但气体状态即使是不同成分的气体也都是单一的相。组分(C)是体系内可以独立变化的元素和化合物。图9-1-1中水、冰、水蒸气组成的体系，一个组分H2O，c=1，称单元系，盐水是NaCl的水溶液，组分数c=2(NaCl和水)。自由度(f)是指一个平衡体系的可变因素(温度、压力、成分等)的数目。图9-1-1中在水的区域内温度和压力可以任意改变，而不产生水蒸气或冰，其自由度f=2，在相图的三条线上两相共存，如CA线上水蒸气与冰共存，由于温度与压力有一个对应关系，自由度f=1。而在图中C点水、冰、水蒸气三相平衡，即这3个相只有在C点固定的温度和压力下平衡共存，体系无可变因素，自由度f=0，称不变体系。人们可以根据相图中相变化的情况来选择温度和压力等条件，进行晶体生长。

图9-1-1 水的相图

晶体生长是一个相变过程，但又是一个动态过程，要得到尽可能完美的晶体，还必须考虑生长动力学因素，包括成核理论，界面动力学，输运过程等。这是晶体生长的一个重要内容，但已超出本教材大纲的要求在这里就不详细介绍了。

三、晶体生长的方法

晶体生长的方法和工艺很多，根据生长环境，可分为从熔体中和从溶液中生长晶体两大类。此外还有气相生长和固相生长等方法。

从熔体中生长晶体的方法已有很长研究历史，这类方法是指将不加助熔剂的原料，加热到熔点以上熔融成熔体，控制生长条件直接从熔体中生长晶体的方法。熔体生长通常具有生长快、晶体的纯度高及完整性好等优点，但常常需要过高的温度，并受耐火材料和坩埚材料等限制。目前熔体生长的工艺和技术已发展得相当成熟。熔体生长的技术和工艺很多，用于人工宝石生长的方法主要有：焰熔法，冷坩埚，提拉法，坩埚下降法等，有些资料将高温高压法和区域熔融法也包括在该类方法中。

从溶液中生长晶体的历史悠久，基本原理是将原料(溶质)溶解在溶剂中，采取适当的措施制造溶液的过饱和状态，使晶体在这种溶液中生长。这类方法晶体可在远低于熔点的温度下生长，黏度低、晶体易长成大块且具有较完整的外形等优点，因而这类方法发展很快。不足之处是组分多，影响晶体生长的因素复杂，生长速度慢，周期长。溶液生长法主要有三大主体：常压溶液法(水溶液法)，高压溶液法(水热法)，高温溶液法(助熔剂法或熔盐法)。常压溶液法主要用于常压下可溶解晶体的重结晶。如：食盐、白糖和一些化学药品。一般不用于宝石生长。水热法和助熔剂法是生长人工宝石的重要方法，下文将详细讨论。

一提到珠宝玉石，我们似乎常常和珠宝店的璀璨的首饰联系起来~

除了首饰，宝石还有哪些常见用途呢？

1藏族唐卡

藏族是文艺青年和宗教礼赞的盛地，据考证在松赞干布时期就已兴起，题材包罗万象，被誉为藏族的“百科全书”，有的作品甚至被卢浮宫收藏。

唐卡意思为展开的画,，类似于汉族地区的卷轴画。一幅唐卡30多种不同颜色绘成，有的达40-50种，颜色变化无穷，对比强烈！用黄金汁水来描唐卡，是热贡唐卡的一大特征哦！颜料制作是唐卡艺人秘不外传的绝技，绝技中的绝技是制作金粉。那些金灿烂的颜色，是不是鲜亮又神圣呢？

唐卡着色的颜料包括多种天然宝石和植物制作而成。有金、银、珍珠、玛瑙、珊瑚、绿松石、孔雀石、朱砂等，藏红花、大黄、蓝靛等原料。五种基本色红黄蓝绿白，又能调出几十上百种颜色。我们平时所说的藏青色，就来自西藏啦~

用宝石制成的原料，令唐卡色彩艳丽，图案层次分明，耐光极佳、耐候性极强，事实证明其历千年而不明显褪色，不易变质，因而享誉四海。

就像布达拉宫的壁画一样，永不褪色,光彩夺目!

2卷轴画

中国画大多数是水墨丹青，颜色淡雅，而青山绿水却不多，《千里江山图》上却有大面积的青绿，最令人震惊的是它的色彩，历久弥新，丝毫没有黯淡。

为什么历经千年，这幅图卷今天看来依然色彩鲜艳、清晰动人呢？原因在于颜料！全部都是从宝石中提取的，可以让画卷经过了千年的流传，依然璀璨生辉。据国画颜料的传承人展示，原石和磨成的粉末颜料，其中有很多都是我们熟悉的石头呢~

孔雀石是非常古老的玉料，中国古代称它为“绿青”、“石绿”或“青琅\”。孔雀石的颜色酷似孔雀羽毛，可制成石绿色颜料。

石青，也叫蓝铜矿，是孔雀石的伴生矿，蓝铜矿可作为铜矿石来提炼铜，可以制作成蓝色颜料。

青金石，青金石被研磨成粉末，可制成蓝色颜料。这在中世纪的西方国家很常见，敦煌壁画上也运用了大量的青金石颜料。

砗磲是深海里的有机宝石之一，它的白度达到了10级，用来制作白色颜料，可以千年不变黄。

3瓷器--釉彩大瓶

乾隆皇上对瓷器的情有所钟，身怀绝技的名工巧匠，令釉彩大瓶从古流芳至今。

装饰釉彩有十多层，不同颜色的釉料，将它涂在金属器物表面，经过一定温度烧制，就能形成具有玻璃般透明质感、又具有宝石般的光辉效果的颜色~

用天然玉石做颜料？超出想象的奢侈有木有？也许你家旅游纪念品上就有哦~

4手机/手表

还不够常用？手机呢？

苹果公司采用蓝宝石玻璃用在iPhone手机home键上以及摄像头镜头透镜上，Apple Watch手表采用蓝宝石做屏幕。

红蓝宝石漂亮的色泽和较好的透光性，材质坚硬，耐磨耐腐蚀，所以手表里常用作轴承使用，可润滑减少磨损，也可以当作表盘上的装饰钻。另外红蓝宝石还具有很好的热传导性，电气绝缘性，因而受到手表厂家的宠爱。不过大多是人造哒~

有瑞士表厂将翡翠加入珠宝表的制作里，设计出不同于钻表的一种东方珠宝风格。

5镜片

眼镜镜片，对，就是戴的眼镜~

蓝宝石镜片，因为蓝宝石的透光性和高硬度，镜片里也不乏它的身影~波光粼粼”水面、柏油路面反光、前车后风挡的反光、高楼玻璃幕墙的反光，高原雪地“雪盲”现象，对司机来说，都是隐患。

用特殊蓝宝石玻璃制作成的防护眼镜，可用来防强光、抗疲劳，降低事故发生率。

在开车过程中，对面的车辆产生的强光直射就像45度白炽灯光，佩戴它可以避免强光照射眼睛发生的不适感，并有效地消除眩光和眼尾余光，增加事物色彩饱和度，使视线更柔顺清晰，行驶更安全。

6钢笔

文人学者怎么少得了一支流畅好用的钢笔呢，钢笔之中的贵族PARKER(派克钢笔)正是学者们的宠儿~

为了纪品牌克125周年，派克推出了一款限量版钢笔，由工匠们小心翼翼地将16颗货真价实的精美钻石镶嵌到18K铸金上，18K铸金覆盖珍贵的黑树脂，光彩熠熠，绚丽夺目。

7打火机

在高档打火机中加入宝石的装饰，如知名打火机品牌Zippo，打火机更像一件艺术品了，人们在意的不再是实用价值，更是观赏和收藏价值，尤其受到男土的追捧。

8衣服

如奢华精美的维密大秀里的服装，光泽靓丽，闪亮夺目~

　　天然宝石与人造宝石的区别如下：

　1、天然宝石有韧性，人造宝石没有韧性，天然宝石有柔和的感觉。

　2、高档人造宝石色是块色或全色，天然宝石的颜色是由浅入深，有一定的轨迹慢慢延伸性，有方向性，并且天然宝石的色会随着环境的变化，颜色的深浅也会改变。

　3、天然宝石含有结晶水，人造宝石不含结晶水。

　4、人造宝石没有纹理，没有皮，所以不能吸收水份；天然宝石原石有纹理，有皮，可以吸收水份。

通常，GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点：首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。　使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题，例如晶格失配和热应力失配，这会在外延层中产生大量缺陷，同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石是一种绝缘体，常温下的电阻率大于1011Ω·cm，在这种情况下无法制作垂直结构的器件；通常只在外延层上表面制作n型和p型电极（如图1所示）。在上表面制作两个电极，造成了有效发光面积减少，同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程，结果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN掺杂困难，当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的方法，使电流扩散，以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约30%~40%的光，同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高，不容易对其进行刻蚀，因此在刻蚀过程中需要较好的设备，这将会增加生产成本。　蓝宝石的硬度非常高，在自然材料中其硬度仅次于金刚石，但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割（从400μm减到100μm左右）。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。　蓝宝石的导热性能不是很好（在100℃约为25W/（m·K））。因此在使用LED器件时，会传导出大量的热量；特别是对面积较大的大功率器件，导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难，很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上，从而改善导热和导电性能。

人工宝石的定义是：完全或部分由人工生产或制造，用作首饰及装饰品的材料统称为人工宝石。

人工宝石

定义

人工宝石的定义是：完全或部分由人工生产或制造，用作首饰及装饰品的材料统称为人工宝石。

英文名称

artificial products

类别

人工宝石，包括合成宝石、人造宝石、再造宝石、拼合宝石四个类别。

人工宝石也称：锆石宝石裸石

颜 色

白色、黑色、橄榄、金黄、紫红、粉红、桔红、石榴红、变蓝、紫蓝、香槟、苹果绿、咖啡、海蓝、坦桑、祖母绿、烟色、乳锆

等 级

A、AA、AAA AB B BC

形 状

蛋形、梨形、心形、马眼形、方形、长方形、三角形、星形、梅花形、田字形、叶形、斧头形 、元宝形、立体水滴、圆珠等杂形

珠宝

都有美好的

寓意

，但是只有天然珠宝才有这样的属性，例如，做买卖的人希望自己的生意兴隆往往佩戴

钛金

发晶

的

手链

或者是

挂件

，但是如果佩戴人工合成的就没有这些美好的寓意了。

例如，纯天然的珠宝都有保健作用，有些还能包帮助某些疾病的患者进行康复。例如天然的

砭石

就可以改善人体的血液循环。但是如果是人工合成的就没有这些效果。

另外，人工合成的

宝石的颜色

汇总多数是由

重金属元素

铅来进行成色的。颜色越鲜艳，铅的

含量

越高，长时间佩戴人工合成的珠宝，会让汗水中将这些有害的重金属元素从这些珠宝总分离出来附着在你的皮肤上。身体会慢慢的吸收这些有害的物质。铅是不会被人体代谢出去的。当达到一定的致病量时，会严重的影响

我们的身体

造血功能

(百度可查)

。这样的人造珠宝你或许正在每天佩戴!

天然的珠宝几百年来，被

人们

所认识和开发，他的精神

价值

和

经济价值

已经被人们认同，并且进过科学的验证，天然珠宝的微量元素和微量的辐射是对人体有益的!例如说

翡翠

中还有的微量元素就对人体有益。

这些都是

人工合成宝石

所没有的。

因为我们平常常见的

天然宝石

种类

也很多，你最好可以具体到摸个种类，我可以具体的帮你说明和比较纯天然

宝石

和人工合成宝石中间的差别。

希望我的回答可以解决你的疑问。