汽车先驱
1846年2月9日,威廉·迈巴赫出生于德国的海尔布隆(heilbronn),他
左:戴姆勒先生 右:迈巴赫先生
有4个兄弟姐妹,后来全家搬到了斯图加特(stuttgart)。在威廉·迈巴赫10岁的时候,父母相继去世,小小的他成为了一个孤儿。幸运的是,在威廉·迈巴赫面临生活困难的时候,一家慈善机构在stuttgarter anzeiger报上看到领养启事并答应照顾他。在reutlinger bruderhaus和gustav werner上学期间,学校的创建者和负责人发现了威廉·迈巴赫在技术方面的天赋并很好地培养了他,这为威廉·迈巴赫日后的发展打下了深厚的基础。
1865年在小城鲁特林根(reutlingen),威廉·迈巴赫与“汽车鼻祖”之称的戈特利布·戴姆勒(gottlieb daimler)在bruderhaus的车间内初次见面。年仅19岁的威廉·迈巴赫凭借自己在绘图方面非凡的天分,很快引起了戴姆勒的注意。相同的兴趣和爱好架起了威廉·迈巴赫和戈特利布·戴姆勒友谊的桥梁,两人成为亲密无间的挚友。
1869年威廉·迈巴赫接受戴姆勒的邀请来到了gasmotorenfabrik deutz公司,担任技术制图员的工作。1872年,戴姆勒作为技术主管进入由尼古拉斯·奥托创建的gasmotorenfabrik工厂。在奥托工厂着手四冲程发动机的研发工作,而年仅27岁的迈巴赫也被任命为设计室主管。
戈特利布·戴姆勒因与奥托本人在设计理念上的冲突愈演愈烈,在1882年离开了gasmotorenfabrik deutz,来到斯图加特附近的巴特坎施塔特(bad cannstatt)并购买了一处宽大且拥有一座房子的地产,其中一处小的花园被改造成了他的工作间。这年的10月份,威廉·迈巴赫也来到这里,并开始与戴姆勒着手研究和开发轻型高速内燃引擎。经过细致广泛的研究,威廉·迈巴赫发明了不规则热管点火系统,该系统是研发高速引擎的重要部分。但这一发明已被一位名叫沃特生的英国人申请过专利。于是不得不放弃这一成果,转而对市场上原有的内燃机进行技术改进,经过他们的不懈努力,发动机的转速得到大大的提升,这些发明专利为后来的商业化道路奠定了良好的基础。
继1883年的卧式引擎之后,一种配置垂直固定汽缸的叫做“老爷钟 (grandfather clock)的轻小型引擎问世,这种体积小、转速高的引擎前景被人们广泛看好。1885年这种新的引擎被第一次应用到自行车上,这实际上就是摩托车的先驱。并且在1886年,发动机首次被装在四轮马车上,成为著名的“汽油马车”。但是威廉·迈巴赫显然不满意将他的发明仅仅用在四轮马车上,他设想的第一个产物是一辆钢轮汽车。威廉·迈巴赫成功地在这辆车上装上滑动小齿轮的4速齿轮传动装置,从此滑动齿轮系统正式引入汽车制造中。这辆“齿轮传动轿车”出现在了1889年的巴黎世界博览会上,用户的广泛好评是对这项技术的最好验证。
迈巴赫(Maybach)—— 皇冠上的钻石
当戴姆勒与duttenhofer 和lorenz在1890年建立daimler-motoren-gesellschaft公司时,迈巴赫被任命为总工程师,并于当年研发出蜂窝式散热器,这一有效的引擎冷却系统为现代汽车的发明奠定了坚实的基础。法国人称呼他为“roides constructeurs”(发明大王)。然而,在1891年2月他以不能接受合同条款为由离开了公司。在随后的一年半的时间里威廉·迈巴赫继续在他的车间里进行设计工作,但是在资金方面由戴姆勒赞助。1892年这年秋天,在hermann酒店宣布了威廉·迈巴赫在这期间的一些重要的设计发明,包括喷嘴化油器,菲尼克斯引擎和对带传动系统的改进。英国实业家弗雷德里克-西蒙司对dmg公司施压最后使威廉迈巴赫在1895年的10月份重新被任命为公司的技术主管。回到原来的职位后,威廉·迈巴赫取得了一项又一项科技成就,例如,他发明了第一个四缸汽车引擎,在1898年到1899年间他发明了能产生6至23马力动力的五种不同型号的引擎。
迈巴赫与梅赛德斯·奔驰
在威廉·迈巴赫所有的设计发明中,最为杰出的一项就是在戴姆勒于1900年去世后发明的第一辆“梅赛德斯”汽车,并在1901年3月的“NiceWeek”上引起了不小的轰动。这辆车的诞生即归功于威廉·迈巴赫又归功于埃米尔·耶利内克(EmilJellinek)。
“梅赛德斯”名字的由来也有一段小小的插曲。埃米尔·耶利内克时任奥地利驻法国尼斯(Nice)的领事,是戴姆勒汽车的热情支持者,曾在1899年驾驶戴姆勒制造的凤凰牌轿车(Phoenix)在法国尼斯汽车大赛上取得冠军。他给赛车起名叫“梅赛德斯(Mercedes)”,这是他的小女儿的名字。他认为是这美丽的名字和美丽的女儿为他在比赛中带来了好运,于是建议戴姆勒用这个名字作为汽车的商标。戴姆勒为了感谢这个热心的支持者,便将这个名字装在了他的汽车上,果然销路很好。
这辆车是Daimler-Motoren-Gesellschaft(DMG)公司以前所从未制造过的,并使世界 从马车时代走入了汽车时代。同时,这一历史上“真正”汽车的设计概念为汽车工业指明了未来发展方向,并开启了汽车工业设计之门。从那时开始,流线型轮廓,高性能,蜂窝式散热器,低发动机罩,长轴距,定位板式换挡机构,斜置转向系统,尺寸几乎相同的前后车轮,以及轻量化,都已经成了汽车工程设计的关键因素。
戈特利布·戴姆勒与威廉·迈巴赫1865-1907
1865
戈特利布·戴姆勒与威廉·迈巴赫和威廉·迈巴赫在Bruderhaus的车间内初次见面。年仅19岁的威廉·迈巴赫凭借自己在绘图方面非凡的天分,很快引起了戴姆勒的注意。
1868
戴姆勒加入了Maschinenbau-Gesellschaft工厂,并在六个月后将迈巴赫招至麾下,任命他为担任技术制图员。
1872
戴姆勒作为技术主管进入由尼古拉斯·奥托创建的Gasmotorenfabrik工厂,在奥托着手四冲程发动机的研发工作时,27岁的迈巴赫被任命为设计室主管。
1882
由于与奥托在设计理念上的冲突愈演愈烈,戈特利布·戴姆勒离开了Gasmotorenfabrik工厂,并在斯图加特附近买了一处宽大且拥有一座小房子的地产。其中一处小的花园被改造成了他的工作间。威廉·迈巴赫随后也来到这里。
1883
戴姆勒和迈巴赫在工作间里开发出热管点火机构,并致力于更多内燃机方面的改进,这些发明专利为后来的商业化奠定了良好的基础。
1884
测试引擎第一次达到600rpm,这种以汽油为动力的垂直放置的单缸引擎还曾被尝试性地装在轮船,消防船以及其他设备上。
1885
“老爷钟”发动机应用于自行车,这实际上就是摩托车的先驱。
1886
发动机首次被装在四轮马车上,成为著名的“汽油马车”。戴姆勒和迈巴赫也意识到个电动交通工具的巨大潜力。
1887
在坎施塔特开始大批量生产,并制造了大量的发动机和测试车辆。
1889
戴姆勒的“辐条车轮轿车”在巴黎的世界展览会上与公众见面,这款轻量级四轮车装备了V2引擎和分级变速器。
1890
DMG成立。戴姆勒任监管会代理主席,迈巴赫任也进入公司管理层。
1891
迈巴赫离开DMG,受戴姆勒之命在赫尔曼酒店建立新的实验室。
1894
DMG面临破产,戴姆勒也离开了DMG。
1895
英国工程师弗雷德里克·理查德·西姆斯,以35万马克的高价购买了Phoenix发动机专利使用权,使DMG免遭破产,并恢复了戴姆勒和迈巴赫原来在DMG的位置。到这年年底,共生产了1000台引擎。
1897
迈巴赫进一步完善了前置发动机的Phoenix轿车。
1900
戈特利布·戴姆勒于3月6日逝世。威廉·迈巴赫将其产品进行了大量改进,造就了我们在历史书上看到的第一款只有35马力的现代汽车。
1901-1906
威廉·迈巴赫为梅赛德斯汽车研制出更多不同的发动机和底盘。
1902
一场大火毁掉了DMG的生产车间。新厂房迁至斯图加特。
1907
迈巴赫由于和公司管理阶层产生纠纷而离开DMG,并开始指导其子卡尔·迈巴赫设计齐柏林式硬式飞艇的引擎。
1916
斯图加特科技大学授予威廉·迈巴赫荣誉博士称号。
1929
12月29日威廉·迈巴赫在斯图加特逝世。
1996
威廉·迈巴赫的名字进入汽车名人堂。
尽管奔驰车在随后的年头里获得很大的成功,但威廉·迈巴赫显然成了公司内部利益争夺的受害者。他的总工程师的职位被别人取代,并且他的工作活动也被限制。于是他在1907年愤然离开DMG公司。当齐帕林(Zeppelin)LZ4飞艇于1908年的8月5日遭遇风暴后坠毁在Echterdingen,威廉·迈巴赫答应给格拉夫·齐帕林(GrafZeppelin)建造一个新的、改进后的飞艇引擎。后来,也就是在1909年3月23日他建立了Luftfahrzeug-Motorenbau-GmbHBissingen公司,技术主管就是他的儿子,同时也是迈巴赫创始人之一的卡尔·迈巴赫。卡尔·迈巴赫也参与了设计新引擎的工作。
他在1907年愤然离开DMG公司。当齐帕林(Zeppelin)LZ4飞艇于1908年的8月5日遭遇风暴后坠毁在Echterdingen,威廉·迈巴赫答应给格拉夫·齐帕林(GrafZeppelin)建造一个新的、改进后的飞艇引擎。后来,也就是在1909年3月23日他建立了Luftfahrzeug-Motorenbau-GmbHBissingen公司,技术主管就是他的儿子,同时也是迈巴赫创始人之一的卡尔·迈巴赫。卡尔·迈巴赫也参与了设计新引擎的工作。
迈巴赫W5[4]
柏林车展之后,新款轿车所取得的成就极大地鼓舞了迈巴赫团队。1926年末,迈巴赫推出了W5型轿车,该轿车装备6缸直列式发动机,排量为6992毫升,功率高达120马力。稍后,该车的改进型(W5SG)更装配了当时非常先进的带超速挡的变速器。当卡尔·迈巴赫45岁生日时,威廉·迈巴赫送给他儿子一件生日礼物——黄金手表,以表示对儿子成绩的认可。这块手表最早是埃米尔·耶利内克送给威廉·迈巴赫的,以鼓励其在汽车领域取得更大的发展。
齐柏林ds7
迈巴赫W6[5]
而卡尔·迈巴赫也没有辜负父亲的期望,为了始终保持其品牌的绝对优势,于20世纪20年代末期着手开发12缸轿车发动机。凭借在航空行业中积累的多缸发动机制造经验,卡尔·迈巴赫于1929年制造出采用150马力的7升v12发动机的迈巴赫“12型”。这就是20世纪30年代中期著名的迈巴赫“齐柏林”ds 8的前身ds 7,它与“齐柏林”采用同样的发动机和双超速挡变速器。具有特殊意义的是,“齐柏林”轿车还是卡尔迈巴赫送给父亲的一件厚礼。1929年,威廉·迈巴赫的身体已经每况愈下,但他心中仍然有着一个执着的梦想——创造出一个马力强劲的顶级豪华轿车。
齐柏林ds8
DS8齐柏林[6]
1931年,“齐帕林”ds 8问世,它的长度约为55米,采用功率为200马力的8升发动机。作为迈巴赫的旗舰车型,“齐柏林”轿车代表了豪华轿车的巅峰,是当时声望最高的德国轿车:以无与伦比的 典雅风范和动力性能征服了世界。当然,拥有“齐柏林”轿车需要雄厚的经济基础,该车的售价高达36,000德国马克,在20世纪30年代初期,这笔费用足以用来购买3幢独立式住宅。然而卡尔·迈巴赫并没有满足现状,他曾经表示:“对于那些品味非凡的客户而言,在为其定制车架、悬架、发动机、变速器、散热器、前围板和其他组件时,完美的技术细节显得非常重要。因此,不论在车身制造方面,还是内部装饰及车身涂装方面,迈巴赫始终坚持只与该领域最优秀的配套厂及专家合作,以满足消费者的需求,提供与消费者自身形象相得益彰的出色产品。
征服世界
拥有“齐柏林”轿车需要雄厚的经济基础,该车的售价高达
DS8齐柏林[7]
36,000德国马克,在20世纪30年代初期,这笔费用足以用来购买3幢独立式住宅。然而卡尔·迈巴赫并没有满足现状,他曾经表示:“对于那些品味非凡的客户而言,在为其定制车架、悬架、发动机、变速器、散热器、前围板和其他组件时,完美的技术细节显得非常重要。”因此,不论在车身制造方面,还是内部装饰及车身涂装方面,迈巴赫始终坚持只与该领域最优秀的配套厂及专家合作,以满足消费者的需求,提供与消费者自身形象相得益彰的出色产品。
被迫停产
1941年,迈巴赫由于战争原因而被迫停产,从此进入到一个长达60
迈巴赫DS7
年的沉睡期。截至1941年,这种高级轿车生产了1800辆左右,其车身完全按照顾客的要求精心设计和装备而成。当时,艺术品般的迈巴赫产品包括堂皇的豪华轿车、高贵的普尔曼轿车(Pullman)、动感的2~7座跑车、时尚的敞篷车,以及运动型活顶轿车等。每辆迈巴赫轿车的内饰都各具特色,包括精美的皮革和织物内饰,精选的木材和油漆,以及众多的精致附件,这使得每一辆带有“MM”徽标的轿车看上去都各不相同。
重入视野
经过半个世纪的沉默,这个历经沧桑的豪华品牌在2002年末重新进入了人们的视野。时至今日,迈巴赫的品牌已经远远超出了顶级豪华车的意义,正以无出其右的气势席卷着豪华车领域。
梅赛德斯汽车集团全球市场销售执行副总裁施密特教授表示:“迈巴赫品牌代表着无与伦比的优秀品质,匠心独运的制作工艺,不断突破的科技水平,以及卓尔不群的尊贵气质。这个传奇品牌再现市场,势必成为超级豪华轿车领域的新典范。”
有人将复苏后的迈巴赫定义为“德国的劳斯莱斯”。这句话虽有道理但不确切。因为,劳斯莱斯这个英国汽车界的骄傲,已经归入德国宝马集团而成为“地地道道”的德国货。而另一个超豪华品牌宾利也已加入了德国大众集团。在这种背景下,不愿输给“老对手”的戴姆勒集团此时推出迈巴赫汽车,显然是一种战略考虑,它将迈巴赫作为超豪华车市场上的一把尖刀,而不让宝马独享这个市场。以产品本身来论,劳斯莱斯和迈巴赫应是旗鼓相当。况且,对于此类轿车来说,品牌的号召力和影响力将远比车子本身的品质更为重要。
再次停产
德国豪华汽车巨头戴姆勒-奔驰公司在2011年11月25日说,由于市场业绩不佳,该公司旗下的超级豪华品牌迈巴赫系列轿车将于2013年全面停产。[8]
戴姆勒集团公司董事长兼首席执行官蔡澈说,鉴于目前迈巴赫品牌轿车一直处于市场亏损状态,继续跟进研发其系列车型是不明智的。面对未来更加细分的顶级豪华车市场竞争,戴姆勒集团公司将把未来研发的注意力完全集中在梅塞德斯-奔驰品牌上。根据计划,奔驰公司将于2013年全面开始生产更加奢华昂贵的梅塞德斯·奔驰S级沙龙车型。[9]
编辑本段
最新产品
新一代迈巴赫,拥有高端的设备及尊享的选择。外观设计更加高贵典雅,彰显了这款传奇轿车的无上地位。全新设计的大型镀铬散热格栅,配有LED日间行车灯的前保险杠、深红色的奢华尾灯及专门为新车开发的面漆和新轮毂等,都令新一代迈巴赫堪称对奢华与舒适最高标准的界定。
在内部设计上,根据客户需求,新一代迈巴赫57和迈巴赫57 S的后排右侧座椅如今可以安装以前一直仅仅应用于迈巴赫62和迈巴赫62 S的航空座椅。同时,所有车型座椅的工艺设计都经过了精心改进,更可配以“CRYSTALLIZEDTM施华洛世奇元素”装饰的座椅滚边,尽显独一无二的尊崇身份。新一代迈巴赫还可选装精致的车内智控香氛系统、19英寸LCD液晶影屏及摄像设备、环绕立体声音响系统等。此外,新一代迈巴赫62 S及57 S的发动机输出功率在提升了13千瓦至463千瓦的同时,油耗及二氧化碳排放量却有显著减少,体现了“豪华座驾亦可环保”的前瞻理念。
zeppelin齐博林手表是一个很受欢迎的德国手表品牌,这个牌子的手表做工特别仔细,完全体现了德国人的严谨,这个牌子的手表各方面配置也都特别完美。下面我给大家讲讲zeppelin手表什么档次?齐博林手表怎么样?
齐博林手表什么档次
齐博林手表,可以说是在中高端,中低端里面都是狡狡者。从他的配置和设计方面,完全可以满足一般的商务需求,各种商务社交活动。ZEPPELIN 这个腕表品牌来自于德国慕尼黑的POINTtec。设计的灵感来自于德国人 Ferdinand Graf von ZEPPELIN 发明的飞行船及其造型,并将腕表功能与制表工艺,搭配古典美学或时尚流行的元素,设计出与众不同的德意 志腕表。ZEPPELIN 腕表主要零件是在欧洲或德国制造,所有的表会在面板上或是表背上正式打印出"MADE IN GERMANY", 所以不管是机械机芯或瑞士的石英机芯皆经过严格的品管控制,ZEPPELIN 是在 POINTtec 自己的工作室组装腕表,是少数仍在德国制造腕表的品牌。
齐博林手表怎么样
齐柏林腕表旗下有经典系列,复古系列,黑色系列,方形系列,船长系列,飞船系列与 旗舰系列,每只腕表都结合了飞行船部份独特的造型与颜色,堪称是时间与制表工艺的完美组合。尤其是旗舰系列,是 POINTtec 与慕尼黑科技大学共同研发与设计的表款,结合超薄机械机芯与多功能石英机芯于腕表上,是领导科技时尚与 创新风格的表款。档次方面,齐柏林手表属于四类表。但是排名比较靠后!
我买的是 7046M-4,刚今天到手,亚马逊¥1599。事前在网上大搜,能买得起的就这个牌子的比较喜爱,此外就是 abart 的表。机芯是朗达515的,尽管网说是瑞士低端机芯,但应该够用了。细节做工很精致,设计简约 经典 有内涵,看着表盘不会厌倦。其它问题,也就是我选的米兰精钢表带,一时未习惯,戴上卸下不是很方便。表镜不是蓝宝石,也许因为它的设计风格所不能吧。说明书一大堆英文的,也不知道有没有地方验真假,但亚马逊应该不假的。是不是进口我也确定不了,反正表上是写着 made in garmany。
梦想依旧的齐博林终于到货了,我个人而已我很相信齐博林这款手表赞一个!德国的产品质量是没得说,表盘设计经典大气的复古风格本人很喜欢,弧面设计非常好,略微复古,单很上档次,指针也带夜光,主要是售后客服,态度很好,而且还退还了差价,给店家一个赞,很满意的一次购物。
本来想入手艾美或者名士的,被骚蓝针毒到。第一次听说这个钟表品牌,了解了一下还不错,颜值高,42寸表盘刚刚好,而且是德国品质,喜欢德国的工艺品质。车子也开德系,嘿嘿嘿嘿嘿嘿嘿,反正这里没熟人,让我安静地装逼一回。
手表做工非常的精细,不愧是德国原装的,每一个细节处理得非常的到位。款式非常的时尚啊!搭上去能显得非常的有品味。走字非常的精准。手表的刻度非常的清晰。表带的皮子非常的细腻,戴在手上非常的舒服。
手表佩戴注意事项
表壳与表带:手表的表壳表带的的材质为很多种,如钨钛合金、高科技陶瓷、不锈钢、软纤维、普通钢质等,佩带时尽量避免与超过或相同硬度的特体摩擦、碰击。定期清洗表壳表带也十分必要,另外海水、盐水浴、香水、洗发精、指甲油、洗甲水和一些含化学物质的化妆品等对手表的镀金层及金属面有一定腐蚀,应避免接触。
表镜:手表的表镜基本可分为合成水晶胶、矿物玻璃、蓝宝石水晶玻璃。合成水晶胶的耐磨性稍差易出划痕、但耐撞击力较强;蓝宝石水晶玻璃搞磨损程度,但材质较脆怕猛烈的撞击;矿特质玻璃介于两者之间。即使抗磨损的蓝宝石水晶玻璃也应物别注意钻石、磨石、砂纸、指甲锉、花网石面、混凝土墙面等中所含的杂质,以免刮伤其表面。
手表表面刮花怎么办手表表面刮花处理方法相信大家已经了解。此外,我们平时在不戴手表,打算把手表取下时,如果不小心摔地上,或者平时佩戴过程中不慎磕碰把手表镜面玻璃弄残损。只是轻微的磕碰倒是没事,但是边角崩碎和完全破损的就必须更换手表的玻璃了。
郝庆隆 沈才卿 施倪承 崔文秀
第一作者简介:郝庆隆,中宝协人工宝石专业委员会第二届委员、第三届副主任委员,北京华隆亚阳技术开发有限责任公司总经理。
一、引言
天然夜明珠是非常珍贵的宝物,在我国古代就有许多有关夜明珠的美丽传说,赋予了夜明珠神秘的色彩。近代,人们发现了很多品种的天然夜明珠,如萤石夜明珠、钻石夜明珠、水晶夜明珠等(栾秉璈,2003),引起了收藏界的广泛关注。天然夜明珠非常稀少,因此,非常珍贵,不能让更多的人拥有和观赏。
北京华隆亚阳技术开发有限责任公司利用先进的科学技术(何雪梅等,2004),充分利用我国丰富的稀土资源,在数年反复试验和实践的基础上,成功地实现了人工合成夜明珠宝石(按国家标准“GB/T16552—2003珠宝玉石名称”分类为人造宝石,以下仍称为“人工合成夜光宝石”或“庆隆夜光宝石”),使千百年来人们想拥有和观赏夜明珠的梦想成为现实。
早在20世纪60年代初,人们就人工合成出了主要基质为硫化锌的夜光粉及其塑料制品,但其磷光强度低,发光时间短。20世纪80年代末,随着科学技术的发展,传统的夜光粉已经不能够满足人们的需求,国际上开始了利用稀土元素激活法生产夜光材料的研究,并首先由德国人研制成功。众所周知,中国稀土元素的储量在世界上遥遥领先,而且中国研究人员对单个稀土元素的分离技术在世界上也首屈一指,因此中国珠宝企业在利用稀土元素激活法合成夜光宝石方面具有很大的资源优势和技术优势。北京华隆亚阳技术开发有限责任公司在应用稀土元素激活法合成夜光宝石的研究与开发方面走在了行业的前头。他们通过对磷光现象及其发光原理、矿物材料成分及其结构的研究,以碱土金属铝酸盐作为母体,加入硼元素,又加入稀土元素作为激活剂,生长出了初始磷光余辉强度高、发光稳定且发光时间长的夜光宝石。公司于1996年3月28日在中国专利局申请了名为“长余辉高亮度发光材料及其制备方法”的发明专利,并于2000年2月12日获专利证书,随后即在美国和韩国申请了专利;1996年6月7日在中国专利局申请了“人工合成发光宝石及其制造方法”的发明专利,并于2003年5月14日被授予发明专利证书。北京华隆亚阳技术开发有限责任公司把他们发明的夜光宝石命名为“庆隆夜光合成发光宝石”,简称“庆隆夜光宝石”,并于2001年7月在北京通过了专家鉴定,投入批量生产。
二、“庆隆夜光宝石”的合成方法简述
人工合成“庆隆夜光宝石”的合成方法包括夜光粉的制备和夜光宝石的制备两个过程。
1夜光粉的制备
夜光粉的制备所使用的原材料为SrCO3,Al2O3和H3BO3,原料中加入的激活剂和副激活剂为Eu2O3,Nd2O3和Dy2O3。
1)原料的配备:分别称取SrCO3716g,Al2O3505g,H3BO303g;称取激活剂和副激活剂 Eu2O3088g,Nd2O3084g和Dy2O3093g。将这些原材料和激活剂粉碎,并充分混合,后放入坩埚中。
2)原料的烧结:将盛有混合物的坩埚放入电炉中。在还原条件下,加热至800~1400℃恒温3h,之后在1300℃,继续恒温2h,然后自然冷却至200℃后从电炉中取出,即可得到作为人工合成夜光宝石原料的发光材料。
改变发光材料中的某些成分及其配比,可以生成不同颜色的发光材料,使用这些材料可以生产出各种不同颜色的夜光粉。
2夜光宝石的制备
1)将制备好的夜光粉置于坩埚中。夜光粉可以是粉末状(过300目或400目筛),也可以是未经粉碎的烧结体。
2)将坩埚埋入压力电炉中的碳粉(作为还原气氛)中加热。炉温经5~8h缓慢升至1550~1700℃,同时加压至2atm
latm=101325Pa。
以上,恒温恒压2~3h后自然冷却至200℃。3)将烧结体从压力电炉中取出,冷却至室温。
4)将烧结体打磨(或雕刻)抛光制成发光宝石戒面或工艺品雕件。
三、人工合成“庆隆夜光宝石”的特性
1发光特征
图1 人工合成“庆隆夜光宝石”的X射线粉晶衍射图
利用稀土元素作为激活剂合成的“庆隆夜光宝石”发光性能比20世纪60年代初使用硫化锌作基质的发光体提高了近30倍。将此种发光材料避光24h,然后在距离27W的荧光灯60cm处照射30min,在关闭光源后,测试“庆隆夜光宝石”5s的残光辉度为11570mcd/m2,发光时间可达10h以上,可视余辉时间最长可达60~70h。
2放射性特征
人工合成“庆隆夜光宝石”的发光是由于稀土元素的激发,没有放射性。为了消除人们的疑虑,特意到国家权威机构,中国计量科学研究院进行了检测。检测结果,其放射性比活度仅0024~0055Bq/g,大大低于我国国家环保局发布的放射性比活度豁免限值(天然放射性物质为350Bq/g;人工放射性物质为70 Bq/g),可以认为没有放射性,因此不会对人体造成任何危害,可以放心使用。
3宝石学性质
人工合成的“庆隆夜光宝石”,其基质属于单斜晶系,摩氏硬度65,密度为354g/cm3,折射率为165。
四、人工合成“庆隆夜光宝石”的晶体结构研究
人工合成“庆隆夜光宝石”的晶体,是以含硼碱土金属铝酸盐为基质,稀土元素为激活剂和副激活剂进行合成的,其化学式为M·N·Al2-xBxO4。其中M表示碱土金属(主要为Sr),N表示稀土元素(主要为Eu),x的含量为01≤x≤1。这种夜光宝石结构中,铝-氧形成四面体结构,且四面体以共角顶的方式连接形成六方环,在垂直六方环方向上形成宽阔的六方孔道,其内空间足以容纳大半径的碱土金属阳离子,如 Sr(可以被Mg,Ca,Ba中至少一种元素部分替代),同时也允许稀土元素的进入,如 Eu(可以被 La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu中至少一种元素部分替换)。进入孔道的阳离子排位并不像铝-氧四面体那样连接紧密,而是存在一定的缺位。
对人工合成的“庆隆夜光宝石”进行了X射线粉晶衍射分析,其结果如图1所示。
利用JCPDS卡片对该衍射图进行了物相归属的检索。发现人工合成“庆隆夜光宝石”的衍射数据与JCPDS卡片的34-0379(SrAl2O4)有相似之处。表现在最强的衍射峰的d值与强度大致上有一定的可对比性。但是,只要对人工合成“庆隆夜光宝石”的衍射数据进行细致分析,就可以发现人工合成“庆隆夜光宝石”衍射数据与JCPDS卡片的34-0379粉末衍射数据也有许多不同之处。这些不同之处可归纳为如下几个方面:
1)在2θ角从3°~100。范围内,人工合成“庆隆夜光宝石”共收集了143个衍射峰,其中2θ角(CuKa)在 3°~67。之间是可与JCPDS卡片的34-0379对比的。在此区间内,人工合成“庆隆夜光宝石”样品共收集到118个衍射峰,与34-0379相符合的有 77个衍射峰,还有 45个衍射峰在34-0379的衍射图上是不存在的。尤其是人工合成“庆隆夜光宝石”样品中 2θ为71°(d=1245
1 =10-10m。
),1426°(d=6211 ),1812°(d=489 ),2148°(d=414 )及 254°(d=3507 )等衍射线都具有非常敏锐的峰形。这些衍射峰在34-0379衍射图中均不存在。这说明人工合成“庆隆夜光宝石”与34-0379相的X射线粉末衍射图具有明显的不同。2)在人工合成“庆隆夜光宝石”与34-0379每一对可以比对的衍射峰中,两者的d值均有系统的差异。排除仪器的系统误差后,可以看出在每一对的数据中人工合成“庆隆夜光宝石”的d值稍大于34-0379相的d值。根据34-0379卡片提供的晶胞参数{a=84424(8) ,b=8822(1) ,c=51607(6) ,β=93415(6)°),用最小二乘法拟合方法计算了人工合成“庆隆夜光宝石”样品相的晶胞参数。其晶胞参数的变化范围为:
中国人工宝石
由此可见,人工合成“庆隆夜光宝石”与34-0379之间的晶胞参数的差异是明显的。这种晶胞参数的差异可以认为是晶体结构中化学成分变化所致。
上述大量多余衍射峰的存在,可能是由人工合成“庆隆夜光宝石”中存在着另一个新的物相造成的。经过资料的检索,这些多余的衍射峰大部分可与一种叫做Sr4Al4O2[Al10O23]的物相相对比。该物相的晶体结构已得到确切的阐明(何雪梅等,2005)。其晶胞参数为a=24785(1) ,b=8487(2) ,c=4886(1) ,空间群为Pmma。
由此证明,在人工合成“庆隆夜光宝石”中至少存在着两个物相,第一个物相是与34-0379类似的化合物(SrAl2O4),第二个物相是与Sr4Al4O2[Al10O23]相类似的化合物。以下将这两种物相分别简称为第一物相和第二物相。
用光学显微镜及电子探针分析技术对第二物相进行了大量的微区观察和分析后,发现第二物相在人工合成“庆隆夜光宝石”样品中广泛存在。它往往分布于第一物相颗粒的边缘,在正交偏光下具有明显的橙黄干涉色,结晶颗粒粗大,约是第一物相的3~5倍。在偏光显微镜视域下第二物相约占颗粒总面积的8%~12%。微区分析技术已证明了第二物相具有很强的发光功能,对于第二物相的发光特性已进行了大量测试和鉴定工作。
由于配料工艺和烧成工艺的精确控制,人工合成“庆隆夜光宝石”生成了复相结构,复相结构是现代材料科学发展的方向之一,人工合成“庆隆夜光宝石”作为一种复相材料,显示比单相的材料性能更优越,使余辉时间大大增强。
中国地质大学施倪承教授对人工合成“庆隆夜光宝石”的结构进行了研究,得到了如图2所示的第一物相结构图,图中紫色代表铝-氧四面体,绿色小球代表孔道中的碱土金属或稀土元素。
图2 人工合成“庆隆夜光宝石”中第一物相的晶体结构
另外,人工合成“庆隆夜光宝石”中加入了一定量的硼(B),用红外光谱分析得知部分硼取代铝形成了B-O三角形结构,这对 Al-O四面体结构起了破坏和不稳定作用。
五、人工合成“庆隆夜光宝石”的发光机理探讨
1碱土硼铝酸盐的基质为稀土发光提供了适合的晶体结构,添加Eu,Dy,Nd等3种元素后对发光各有不同的贡献
在碱土硼铝酸盐中加入Eu后,由于Eu2+离子和Sr2+离子的半径接近,Eu2+离子很容易取代晶格结构中的部分 Sr2+离子,形成取代型的固溶体(Nadeshina et al,1976),从而,形成了Eu2+的4f65d→4f7跃迁的晶场环境。
加入Dy元素后,Dy3+离子作为副激活离子,替代部分Sr2+离子在晶格中的占位,由于Dy3+离子半径大于Sr2+离子半径,使生成物的晶格发生畸变,并且由于Dy3+离子与Sr2+离子不等价,从而产生“空穴陷阱”,成为“色心”。光激发时,自由电子跃迁到较高能量的激发态,从激发态回落时既可能回到基态,也可能落入陷阱中,被储存起来。激发停止后,靠常温下的热扰动(包括晶格发生畸变或扭曲在复原过程中放出能量)为自由电子提供能量,获得能量的自由电子会被激发而往高能量方向跃升,某些自由电子可能会从陷阱中跳出来回落到基态,另有一些电子跳不出陷阱,只在陷阱中跃迁及回落,如果自由电子回落时放出的能量在可见光范围内,我们就能看到有颜色的磷光。不同价离子相互取代后形成“空穴陷阱”引起的发光,是发光机理之一。Nd元素的作用与Dy元素的作用相似。
2人工合成“庆隆夜光宝石”中加入了硼(B)
这是发明专利的重要组成部分,硼的加入使少量硼取代铝,形成的B-O是三角形结构,而Al-O是四面体结构,这样,少量的B-O三角形替代了Al-()四面体,使晶体结构具有不平衡性,形成晶格缺陷,对“庆隆夜光宝石”的高辉度、长时间余辉有所贡献。所以,B-()三角形替代 Al-O四面体是人工合成“庆隆夜光宝石”的一个重要结构特征。人为地制造晶格缺陷,形成“色心”,是发光机理之二。
另外,硼进入晶体结构后,少量的B-O三角形替代了Al-O四面体,使晶格产生扭曲,晶格的扭曲对发光是有一定加强作用的。
如前所述,在日光或其他能量的激发下,自由电子可以从基态跃迁至激发态能级,再由激发态能级放出能量回落到基态,如果有了晶格缺陷,就会形成电子的陷阱。这个回落电子不一定回到基态,可能掉到这个陷阱中。掉入陷阱中的电子有两种活动方式,其一,这个电子受到外界能量激发,跳出陷阱回落到基态,同时放出能量,如果此能量在可见光范围内,我们就可以看到颜色;其二,这个电子受到外界能量激发后,跳不出陷阱,那么它在陷阱中跳到最高点后,还会落入陷阱底,从最高点回落时照样要放出能量,如果此能量在可见光范围内,我们就可以看到颜色。此类电子在陷阱中出现反复跃迁的现象,如果电子回落时能见到颜色,则一定会保持较长的时间。当然,电子的反复跃迁需要能量来补充激发,这种能量可能就来自扭曲晶格。扭曲晶格由于自身的不稳定性,在能量的激发下产生微变,并储存能量,在激发光源停止照射后,这种微变在复位的过程中,发生能量转换而放出能量,使自由电子受到能量的不断补充,从而使材料获得超长的余辉时间。这是发光机理之三。
3人工合成“庆隆夜光宝石”样品中存在两相结构
合成复相材料是人工合成“庆隆夜光宝石”加强余辉的独特方法,复相固溶体的生成使晶格的场能发生变化,晶格的不稳定性增强。
在结构研究中我们说到,第二物相分布于第一物相颗粒的边缘,在正交偏光下具有明显的橙黄干涉色,结晶颗粒粗大,约是第一物相的3~5倍。在偏光显微镜视域下第二物相约占颗粒总面积的8%~12%。微区分析技术已证明了第二物相具有很强的发光功能,虽然我们对第二物相为什么有那么强的发光功能研究不够,但它肯定是发光机理之四。
4稀土元素的作用
稀土元素的最大特点是:稀土元素f-d组态的电子跃迁能级很多,并且跃迁能量很小,这样,晶格缺陷形成的陷阱中心电子跃迁或回跳放出的能量,以及晶格畸变或扭曲恢复中放出的能量都能激发稀土元素f-d组态的电子跃迁,这些电子从激发态跳回基态时,就能发光。资料介绍,在三价稀土离子的4f组态中,共有 1639个能级,能级对之间的可能跃迁数目高达 199177个(张克立,2005),这么多的能级和跃迁数目一定会使发光时间很长,而人工合成的“庆隆夜光宝石”中有 3个稀土元素,这可能是“庆隆夜光宝石”产生超长余辉的主要因素之一。这是发光机理之五。
六、结论
人工合成了一种具有优异发光性能的人造夜光宝石,获得了国家发明专利,被命名为“庆隆夜光合成发光宝石”简称“庆隆夜光宝石”。
讨论了人工合成“庆隆夜光宝石”的发光机理,首先是晶体结构中具有大的孔道,使碱土金属离子和稀土元素离子进入孔道,为发光创造了条件;稀土元素取代碱土金属后的不等价造成“空穴陷阱”俘获自由电子是发光机理之一;硼元素的加入,增加了晶体结构的缺陷,也即增加了俘获自由电子的陷阱是发光机理之二;硼元素的加入,还增加了晶体的不稳定性,使晶体发生扭曲,在被激发时储存能量,撤销激发后放出能量作用于自由电子是发光的保证,这是发光机理之三;复合晶体的形成,特别是第二物相的形成,成为了发光的特殊晶体结构是发光机理之四;稀土元素f-d组态的电子跃迁能级很多,并且跃迁能量很小,是人工合成“庆隆夜光宝石”高辉度、长余辉的主要因素,为发光机理之五。
附:庆隆夜光宝石制作的部分工艺品,分别是在可见光下和黑暗环境中的照片。
可见光下和黑暗环境中的首饰
可见光下和黑暗环境中的观音像(发紫色磷光)
可见光下和黑暗环境中的雕刻工艺品(花卉)
参考文献
何雪梅,何彦龙,沈才卿等 2004夜光宝石人工合成技术的发展及应用珠宝科技,16(5):19~21
何雪梅,沈才卿2005宝石人工合成技术北京:化学工业出版社,238~243
郝庆隆,高景峰,徐谦等2003人工合成夜光宝石及其制造方法中国专利:1063734,2003—05—14
栾秉璈夜明珠2003北京:文物出版社,64~90
徐光宪主编1995稀土(下)(第 2版)北京:冶金工业出版社,132~133
张克立2005固体无机化学,武汉:武汉大学出版社,68~89
Nadeshina T N,Pobedimskaya E A,Belov N V1976Crystal structure of strontium aluminate[Sr4 Al4 O2Al0O23]Kri-stallografiya,21:826~828
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