以下非仿制钻石的常见宝石是

假钻石指的就是仿钻石，仿钻石的种类有很多种，常见就以下几种：

合成立方氧化锆，也习惯叫“锆石”，这是最早期的一种仿钻的，现在也一直有沿用，很便宜的一种材料，一克拉合成立方氧化锆估计就是几十块钱，比较多小商品饰品店就是用的这种仿钻石，广西梧州是产合成氧化锆一个重要的产地，很多都是出口非洲的，卖给非洲兄弟。

合成碳硅石，是一种现在比较火的仿钻石，习惯叫“莫桑钻”，抖音直播有很多人卖，也会一种比较便宜的材料，相对合成立方氧化锆贵一点，一克拉大概大几十到白来块钱，要看品质，偏白的略贵。

玻璃覆膜的仿钻石，这也是比较常见，特别是衣服上面的钻石样式的宝石，基本上都是用的是玻璃覆膜的产品，这种材料也是很便宜，比上面的两种材料更便宜。

以上的三种是最常见的仿钻石宝石，当然还有其他，其他不常见就不一一列举了，做出来的仿钻石效果都没有上面三种好，都是仿钻石的淘汰品。

人造钻石生产的内容如下：

1、人类的技术已可以模拟钻石生成的环境，用碳来制造钻石，在23℃、15到18万个大气压的高温高压环境下，在中心放一颗很小的天然钻石作为种子。

2、在种钻周围是高温金属液体，在金属溶液的上层是石墨，在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。

但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构，体积也比较受限。

没有什么最新的材料，都是锆石，有些商家称什么什么太空材料啊，什么镀层啊，都骗人的，就是锆石，贵点的么就是合成碳化硅，就是莫桑石（莫桑钻，魔星钻），这个价格比较高，但是也是好久的历史了，现在最厉害的就是直接实验室合成钻石了，高温高压（HTHP）技术和气象沉积法（CVD）技术都已经非常成熟了

一、概述

众所周知，钻石是由单元素碳组成的宝石。在自然界，钻石的生成是在高温高压下地质作用的结果。合成钻石就是人工模拟天然钻石形成的条件，让非钻石结构的碳转化为钻石结构的碳。早在1953年，瑞士工程公司(ASEL)就利用一种称为“压力球”的装置成功地合成出了40颗小的钻石晶体，但直到1955年美国通用电气公司(gE)宣布利用称为“压带”的装置首次成功生产出钻石时，他们才将其研究成果公布于众。戴比尔斯公司(de Beers)也不甘落后，于1959年掌握了合成钻石的复杂技术。他们所采用的方法与美国政府下令严格保密的通用电气公司所使用的方法非常相似。60年代初期，戴比尔斯公司和通用电气公司就开始了生产工业用合成钻石粉。我国在60年代也已成功的合成了磨料级钻石，并投入生产。1971年，通用电气公司宣布他们已合成出了平均直径为6mm的钻石晶体。这些钻石晶体不仅有**、褐色的，也有含氮低的近无色的，还有含硼的蓝色钻石。1985年日本住友电气公司(Sumitorno Electric Industries)开始加入合成钻石行列，1993年生产出高净度的工业用钻石。1990年俄罗斯的新西伯利亚(Novosibirsk )宣布他们利用“分裂球”(Spl(it-sphere)或称BARS装置已成功地合成出了钻石。

由于受超高压设备和高温条件的限制，生产成本较高，故宝石级合成钻石仍是昂贵和稀少的，但我们相信总有一天会有价格合理的宝石级合成钻石面世。

二、合成钻石的原理

1碳元素的化合物

钻石、石墨和无定性碳都是由碳原子组成的，它们不同的外观和截然不同的物理性质，取决于它们完全不同的原子结构(图9-7-1)。

图9-7-1 碳原子的等间距紧密堆积结构(左)钻石；层状结构(右)石墨

2石墨—钻石的转换

合成钻石的温压条件要求高，即使有催化剂存在下，仍需要压力(50～80)×108Pa，温度为1350～1800℃。用高压设备合成钻石最常用的金属熔剂(催化剂)是铁、镍、钴及钯。图9-7-2是在碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系。在合成钻石区，温度压力不同，钻石的晶形也各不相同。所以，合成钻石受温压影响较大。温度较低时，以立方体的生长为主；温度较高时，以八面体的生长为主。所以人工生长的钻石多为立方-八面体聚形。

合成钻石的碳源一般用石墨，所以，合成钻石的生产就是石墨转换成钻石的过程，不过，宝石级钻石的合成分两步走，先用石墨合成钻石粉(工业磨料)，再用钻石粉作原料，合成宝石级钻石，钻石粉可以保持压力稳定，生长出大颗粒的晶体。若采用石墨，其断裂的碳键改组成钻石时，会有体积损失，而使体系的压力降低，影响较大晶体的生成。

三、合成钻石的技术与设备

1六面顶压机

合成钻石的设备目前多采用高温高压的压机，国内的合成钻石主要是工业钻(即工业金刚石)，设备是一种称为“立方体超高温高压装置”的压机，压机采用油压和垂直固体传压装置，根据顶锤数量的不同，分为两面顶、四面顶、六面顶几种。现国内用得最多的是六面顶压机(即上下、前后、左右三对顶锤)，其工作压力有1000～5000吨的多种，工作空间640mm×600mm×500mm，一般是上下顶锤通电加热，温度可达1900℃左右。

2“压带”法

压带装置如图9-7-3所示，本方法与顶锤压机大同小异，将钻石粉末作为碳源放在生长舱内，生长舱放在特种材料做成的垫圈中，并放在两个铁砧之间，然后使生长舱内的原料经受极高的温度和压力，在生长舱内底部比顶部的温度低，以便形成一个温度梯度，使顶部的钻石粉充分熔化并通过熔剂向生长舱底部迁移。在温度较低的生长舱底部，钻石围绕籽晶生长成钻石晶体。

图9-7-2 碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系

图9-7-3 压带装置

3BARS装置

BARS是“分裂球无压装置”的俄文词头字母缩写。该装置中所需压力是采用液压的方式，通过将液体注入压力罐内得到，而不是用巨大的水压机提供。液压使球体装置的8个部分合在一起，并在由6个活塞构成的八面体上产生压力。八面体内有一个立方体的生长舱，其中装有加热设备、籽晶、碳源(钻石粉)以及金属熔剂。在这种装置中，常用镍作熔剂。图9-7-4是BARS装置的生长舱及其截面图。

图9-7-4 BARS装置的生长舱及其截面图

以上不同设备和方法，应属于不同的静压触媒法。除此之外，合成工业级钻石还有许多种方法，只是有的方法还不成熟，有的方法已被淘汰。如：爆炸法、液中放电法、气相沉积法、地下核爆炸法等等。气相沉积法近年来有很大的发展。

四、合成钻石的鉴别特征

由于合成钻石的技术条件要求高，成本昂贵，目前尚无法大规模工业化生产，市场上销售的钻石一般不需要声明它的天然属性。但是，区别合成钻石与天然钻石仍有一些方法可遵循。

1合成钻石的颜色

由于很难排除掉生长舱中的氮，大部分合成钻石多为含孤氮杂质的Ib型钻石，常呈**至褐**。有时也在生长舱中引入硼原子，随机取代钻石结构中的碳原子，产生具有导电性的蓝色IIb型钻石。为了生长出无色的合成钻石，常使用一种称为“氮吸收剂”的金属，如锆或铝。因为氮更易与这些元素结合，而不再取代钻石中的碳原子，这样就产生了无色的IIa 型钻石。所以，合成钻石很少出现 Ia 型钻石(该型钻石约占天然钻石的98%)。

2吸收光谱

绝大多数天然钻石(Ia型)显示415nm吸收线，而合成钻石无这种特征吸收线。

3紫外荧光

通常合成钻石在短波紫外线下的荧光比长波下的荧光强，且荧光颜色为**或黄绿色，而不是天然钻石的蓝或蓝绿色。合成钻石紫外荧光的颜色分带式样所表现的立方-八面体式样，与天然钻石的八面体式样也是完全不同的。

4包裹体

合成钻石有时会出现金属熔剂、尘状物、面包渣状包裹体，及“砂漏状”色带。

5仪器

针对合成钻石的性质特征，戴比尔斯公司研制了两种鉴别合成钻石的仪器。即钻石光谱鉴定仪(Diamondsure)和钻石结构荧光鉴定仪(DiamondView)。利用钻石光谱鉴定仪可观察到大部分天然钻石中的415nm吸收线。如果发现有415nm吸收线，便不需进行进一步的检测。钻石结构荧光仪可用来观察合成钻石紫外荧光所表现出的立方·八面体式样，这是由于不同的生长区和生长带含杂质的浓度不同所致。

思考题

一、是非判断题

1珠宝市场上最常见的合成宝石是玻璃。

2钇铝榴石的代号是GGG。

3有无气液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要证据。

4用水热法可生产祖母绿，也可生产红宝石。

5弧形生长线是助熔剂法合成宝石的特征之一。

6摩尔硬度大于7的人工宝石中有SrTiO3这个品种。

7目前市场上的合成变石是水热法产品。

8见到小片状铂或合金包裹体的合成宝石即水热法的产品。

9合成祖母绿常见的针柱状、柱状包裹体，可以是方解石。

10合成的红宝石的色带总是弯曲的。

11钇铝榴石的代号是GGG。

12有无汽液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要依据。

二、选择题

1区分绿碧玺与合成绿色水晶时应使用：( )

a滤色镜

b偏光镜

c折光仪

2一般讲，助熔剂法合成宝石中的液滴状的包体是( )

a助熔剂的残余

b捕虏来的液体

c填隙的后生气液包体

3区分水热法合成红宝石与红宝石时，要观测：( )

a折射率

b有无同生气液包体

c有无金红石或锆石等同生包裹体

4“YAG”中文名称是：( )

a钇铝榴石

b镓榴石

c钛酸锶

5人工生长的下列宝石，哪种必须在宝石名称前冠以“合成”二字：( )

a金绿宝石

b钛酸锶

c钇铝榴石

6合成变色刚玉加入的着色离子是：( )

a钒

a铬

c钛

7任何一种具有与天然无机宝石相同化学成分，原子结构和物理性质的人工生长晶体都应称为：( )

a人造宝石

b人工宝石

c合成宝石

8用焰熔法可以合成( )

a钇铝榴石

b祖母绿

c尖晶石

d立方氧化锆

9冷坩埚(熔壳)法生产立方氧化锆所需的热来自( )

a液化石油气

b丙烷和氯

c高频电流

d高温电阻

10合成绿色水晶：( )

a有强二色性

b无二色性

c有弱二色性

11目前合成宝石或人造宝石中色散最强的是：( )

aα-SiC(α-碳硅石)

bSrTiO3(钛酸锶)

cTiO2(金红石)

12从熔体结晶的人工宝石中不会含( )

a气—液两相包裹体

b同生的气-液两相包裹体

c后生的气液两相包裹体

13目前人造GGG由以下途径形成：( )

a从熔体中结晶

b从溶液中结晶

c从气体中结晶

14助熔剂法合成祖母绿中的特征包裹体为：( )

a同生气液两相包裹体 b固相-气相两相包裹体 c指纹状气液两相包裹体

15提拉法合成变石的特征包裹体为：( )

a愈合裂隙中三相同生包裹体

b指纹状气液两相包裹体

c弯曲生长纹

16腰棱标有“GE POL”的改成白色的钻石是：( )

a用褐钻改的

b用**钻石改的

c用劣质绿色钻石改的

17下列仿钻材料中，热导率最接近钻石的是：( )

a合成CZ

b合成α-SiC

c合成刚玉

三、多项选择题

1合成Moissanite(α-SiC)的物理性质是：( )

a有一个n值为2417

b有双折射

c热导率高于钻石

d维氏硬度与钻石十分相似

e反射率高于钻石

2仿宝石 Imitation stones是指( )

a人工宝石模仿天然宝石的颜色、外观者

b人工宝石模仿天然宝石的特殊光学效应者

c某天然宝石模仿另一种天然宝石的特征

3天然水晶与合成水晶：( )

a可有菱面体与六方柱等单形组成晶体外形

b其化学式是SiO2·nH2O

c可有较强的多色性

d晶面条纹平行C轴

e任何切面上都有一个固定不变的折射率为1544

四、填空题

1焰熔法合成尖晶石的密度和折射率比镁铝尖晶石都( )。

2合成刚玉宝石主要方法有( )、( )、和( )。

3人造与合成宝石中代号CZ是( )，GGG是( )。

4合成紫水晶不仅需要在原料中加着色元素( )，还需经( )处理。

5合成宝石指其制取的全部或部分工艺过程是由人控制进行的。它们的( )、( )与它们所)和(对应的天然宝石基本相同。

6除拼合石之外，人工宝石的制造方法可分为：从熔体中结晶或冷凝，从( )中结晶及从( )中结晶，和( )等。

7水热法合成祖母绿的特征包裹体形状常为：( )、( )、( )。

8与水热法相比，助熔剂法合成宝石的优点是能在( )情况下加热熔剂和熔解各种原料，并使晶体在熔体中结晶。

9水热法合成的红宝石内部可见：( )、( )、( )、金属包裹体和( )。

仿制宝石的种类很多，除了一般宝石仿贵重宝石、人造宝石仿天然宝石外，主要的仿制品还是玻璃、塑料和拼合石等。

1玻璃

玻璃是最古老的仿制品之一。染色合适的玻璃可以模仿所有的透明和半透明，以及亚半透明的宝石。

玻璃是二氧化硅，它是由熔融物质冷却而成的非晶质体，其内部质点排列无序，没有一定的固化温度。

纯净的二氧化硅玻璃是一种高熔点玻璃，其熔点高达1700℃，相对密度为221，折射率为146。当加入一些碱金属氧化物，如钾、钠、钙或铅的氧化物时，其熔点降低，硬度也会下降，但折射率、相对密度和色散值都会增强。

玻璃的种类很多，常见的商业类型分为两大类：（1）冕牌玻璃，含有氧化硅、氧化钾、氧化钠及氧化钙。大多数廉价玻璃仿制品就属此类。（2）燧石玻璃，也称铅玻璃。用氧化铅取代冕牌玻璃的氧化钙。这类玻璃常作为光学玻璃及高色散、高折射率宝石重要仿制原料。为获得有色玻璃，可加入微量的着色元素的氧化物或化合物，如铜（蓝、红）、钴（蓝）、铁（绿、棕、红）、锰（紫、棕）、镉（黄）、硒（红）、钕（红）、碳（黄、棕）、硫（黄）等。

不同组分的玻璃，其物理特性也各不相同，用来仿制宝石的玻璃一般具下列特征：

（1）光性：均质体、各向同性。

（2）硬度：5～6，有时可更低。

（3）相对密度：20～42。

（4）折射率：通常144～170，最高者可达195，但大于170的玻璃较软，很少用于宝石。

（5）断口：贝壳状。

（6）色散：（无铅玻璃）0009～（铅玻璃）0098，仿钻0037。

（7）吸收光谱：钴玻璃在橙黄、黄及绿光区有三条明显的吸收带，稀土玻璃在黄绿区显示二组清晰的吸收细线。红色硒玻璃除红区外全吸收。

（8）发光性：各种荧光，大多在短波紫外光下荧光明显。

（9）内含物：高突起的各种圆形、椭圆形鱼雷状单个或小群体的气泡，不规则漩涡纹。

（10）其他：玻璃导热性低，初次触摸有温感。有时可见印模痕、收缩坑等。

上述特征可以确认出大多数玻璃仿制品，另外还有一些特殊品种：

砂金石是在玻璃中加入三角形或六边形的金属铜片，产生耀眼闪光的褐色砂金石，可用以模仿天然“日光石”，除褐色砂金石外还可见深蓝色砂金石。

玻璃猫眼是由定向排列的玻璃纤维制成的。市场上常可见到呈各种鲜艳颜色的玻璃猫眼。用10倍放大镜在弧形侧面可见到六边形蜂窝状结构。

一种脱玻化玻璃仿翡翟，称为“准玉”。常为绿色、半透明，具辐射状皱晶群，似蕨类植物叶片，而其相对密度和折射率都远远小于天然翡翠，显示玻璃的物理特性。

一种称作斯洛克姆宝石的玻璃仿贵蛋白石，内部可见各种多边形的色斑，像是一片片起皱的彩色金属箔。在这种仿制品中可见到气泡，以及折射率和相对密度均大于天然欧泊。

2塑料

塑料首饰是目前市场上常见的仿制品，由于塑料的物理特性与它们所模仿的宝石的物理性质明显不同，所以常常不令人信服。但它们可用来仿造各种有机宝石和欧泊，而且具有很大的迷惑性。

塑料是高分子化合物经聚合作用而形成的人造材料，它的种类很多，其成分和物理化学性质变化很大，塑料首饰的主要特征是：

（1）光性：各向同性。

（2）硬度：15～3。

（3）相对密度：纯塑料105～155。加入配料后密度会加大。

（4）折射率：155～166，有时显异常双折射。

（5）可切性：具不同程度的可切性。即用小刀可削下薄片。

（6）导热性：导热性差，故有明显的温热感。

（7）内含物：可见气泡、旋涡纹及弯曲的色带。

（8）其他：热针触之有异味，有印模痕，表面有凹坑，不平整，具蜡状，树脂光泽，有各种荧光。

塑料仿制品重量轻，颜色美，但硬度很低。塑料仿象牙制品和象牙相似，而象牙特有的纹路是它们的主要鉴别特征。塑料仿琥珀相对密度较大，燃烧时气味不同，而且琥珀不可切。塑料仿欧泊由聚苯乙烯球体制成，折射率（1485）高于天然品，相对密度（19）低于天然品，塑料还用来仿造月光石、星光、猫眼和珍珠等。

3拼合石

拼合石是由二个部分或更多部分组成的一个完整的宝石。常见的有由二部分组成的双叠宝石和由三部分组成的三叠宝石。构成部分可以是天然的、合成的或仿制的材料。多以天然宝石为顶部的拼合石，带有很大的欺骗性。

常见的拼合石有以下几种（图10-3-1）：

图10-3-1 拼合宝石

蛋白石双叠宝石是将蛋白石薄片粘至黑色缟玛瑙或玻璃、劣质欧泊及泥铁矿基质底座之上。欧泊三叠宝石是在双叠宝石之上加一无色水晶或玻璃质圆顶，起着保护欧泊薄片并放大变彩的作用。

石榴石为顶的拼合石是通过融合红色石榴子石和彩色玻璃刻面而成的。石榴子石为拼合石提供了强光泽和耐磨性以及天然的内含物，而玻璃为其提供颜色。如将宝石顶刻面朝下置于白纸之上，则可见到红色彩环。

焊接祖母绿通常由两层无色水晶或尖晶石用绿色粘胶在腰棱处拼合而成。通过折射率和相对密度的测定，即可容易的区分这种仿制品。

其他还有天然和合成红宝石双叠石、天然和合成蓝宝石双叠石、合成无色蓝宝石（或尖晶石）和钛酸锶拼合仿钻石、加绿色胶结物的翡翠拼合石、绿柱石拼合石等等。

未镶嵌的拼合宝石在弧面型宝石底部、刻面型宝石腰棱附近可见拼合接缝。已镶嵌的宝石可见两层宝石的光泽的不同差异、拼合层中的成层气泡、拼合层上下的内含物的差别、吸收光谱的差异和荧光的不同特点。折射率和相对密度也为拼合宝石鉴别提供了有用的证据。

人工合成钻石的技术，主要就是模仿天然钻石生长时的环境来培养钻石。合成钻石就晶体形成之生长方式而言，大致可分为三种方式：一就是高温高压法，二是震波法，三是化学气相沉淀法。

一、高温高压法：这种方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蜡、糖等；有份报告曾列举二十几种合成成功的材料。应用的催化剂可用铁、钴、镍、铑、钌、钯、锇、铱、铬、钽、镁，或这些金属元素的混合物。要求至少要达75,000atm(大气压)，最好在80,000atm至110,000atm的高压状态，形成温度则要在1200℃2000℃之间，最好是在1400℃1800℃之间。反应舱的中部为高温区，碳源置放在该区，晶种放在反应舱下部的低温区。以石墨为碳源，晶种固定在氯化钠（食盐）晶床内，晶种某特殊晶面对着金属催化剂，在晶种和碳源之间放置直径6mm，厚3mm，金属催化剂圆柱，此金属催化剂是铁镍合金。组合后，置入单向加压，四块斜滑面式立体超高压高温装置中，再放入1000顿的油压机内，反应腔温度约1450℃，压力控制在6GPa左右，生长时间22~52小时。

二、震波法：主要是利用爆炸时所产生的瞬间高温高压条件来合成钻石，所合成的钻石颗粒都很小(通称钻石粉)，只适合在工业上应用。

三、化学气相沉淀法：首先把氢气和含碳氢的气体(一般使用甲烷CH4)，通过一组调节器，调节两种气体的比例，然后利用微波波源或电热丝等，加热混合的气体，使温度达2000℃左右，氢气和甲烷会分解成氢原子和碳原子形成的电浆流，然后在加热至600~1000℃的基质上，结核长成薄膜。

印保忠　胡百柳

第一作者简介：印保忠，中宝协第三届人工宝石专业委员会高级顾问，原中国科学院上海硅酸盐研究所研究员。

一、引言

随着人们物质文明和精神文明的提高，人们对自身的形象要求相应地也越来越高，配备的饰物不再单纯地从保值或增值的角度考虑，而是逐步向与服饰、爱好、场合等因素匹配着眼，因此希望饰物、备件多样化。同时，天然的钻石、宝石、玉石等矿物资源日益稀缺，故价格更趋昂贵，而且色调、形状、均匀性均受到很大的限制。因而，人们对人工宝石的需求更为迫切，还希望品种丰富，绚丽多彩，形象逼真，价格低廉。目前，用无机非晶态材料或玻璃来仿制品类众多的无色或彩色天然宝石和玉石，已经可以达到以假乱真的程度，在外形和物化性能方面能通过组分的调节，使产品与天然矿石加工品难分伯仲，因为玻璃可以制成均相的非晶态，也能成为多相的含有液滴、微量金属颗粒的材料。这样，能使广大佩戴饰物的时尚人士温文儒雅，更显风范，自我感觉身心愉悦，满足了日益增长的爱美心理需求，品类选择的范围庞大，经济上的花费不多，使人民的生活质量更臻完美。

本文简单介绍玻璃仿钻石（民间俗称水钻）、仿各种彩色宝石、仿玉石和琉璃的工艺原理及市场上相应产品的应用。

二、工艺原理

玻璃不像人工合成宝石要求严格。众所周知，诸如合成红宝石、合成蓝宝石或合成水晶等，要求化学组成和物化性质同天然的一致。这些产品在人工控制的条件下，可使杂质含量降到极低，因此，有些人工合成产品的理化性能更优于天然品，应用于尖端科技与国防工业，像制造半导体芯片的基材合成水晶。如果用玻璃来仿制各类天然宝玉石，则偏重于表观相似，不要求化学组成相同，在密度、硬度等理化性能等方面只要求手感相近即可。制成同仿制对象表观相近的玻璃基块后，尚需要研磨成与天然宝石一样的多面体，在自然光下从各种角度观察比较，再在化学组成方面作些微调，就能制成与天然宝石非常相似的仿制宝石产品。

熔制仿制宝石产品的玻璃基材，可以在实验室用电炉，以及铂金或刚玉坩埚操作，质量易控制，性能优良，重复性好，但产量偏低，成本高。通常在工厂用大容量的甏或小型池炉生产，只要在操作流程中严格按照工艺要求，就能获得合格的基材。

对原料的选择，总的要求是铁等杂质含量尽可能低，方能使产品的色泽鲜艳，晶莹剔透。

材料中氧化物组分的引进，选择的矿物原料和化工原料需根据仿制对象和熔制时的气氛要求而变更，例如氧化铝可以分别由氧化铝、氢氧化铝和长石引进，但在特定条件下只能用其中的一种；红色或金**一般可选用硒和硫化镉为原料，但在高含量氧化铅的系统却不适用；同样，有些绿色的产品也只能从氧化铜、硫酸铜和氧化亚铜等选择一种或组合作为引进着色剂的原料。

熔制玻璃的温度大约1400℃，因材料的化学组成变更需作相应的调节，而熔制时间的长短将有更大范围的选择。

三、结果与讨论

1玻璃仿钻石

常见的玻璃仿钻石是无色透明的，民间俗称“水钻”，也可以是彩色的。这些玻璃仿钻石品主要用作装饰品，价格低廉。对其材料的理化性能目前仅见是经过镀膜加金属基片后产品的综合数据，没有报道对玻璃基材的精确数值。去年，中国科学院上海硅酸盐研究所研究人员协助浙江省企业消化、吸收和国产化（创新）从捷克引进的半机械化玻璃仿钻石研磨设备和工艺技术以及玻璃材质。讨论中，捷克专家组对玻璃基材的性能也没有明确提出更高的要求。我们认为，熔制玻璃基材的原料中铁杂质含量要低，使制成的玻璃高度透明无色，并且没有条纹和小气泡，充分均匀一致达到光学玻璃即可，但化学稳定性需良好，因玻璃粒料研磨成17个面或其他形状的半成品后需经过酸、碱溶液处理后镀银膜等工艺过程。其工艺品见图1。

图1 玻璃仿钻石（俗称水钻）工艺品

如果品种单一，无色透明玻璃仿钻石的基材玻璃由于用量大，可以用工厂的窑炉，甚至是小型池炉生产。对生产多种彩色玻璃仿钻石的玻璃基材可以根据用量大小和颜色的多少选择窑炉或实验室的稍大电炉熔制，用量小或颜色品种多等都不适宜用小池炉生产，因炉内剩余的彩色玻璃要完全洗净是较困难的，因有些无机着色剂（印保忠等，1982;Baozhong Yin et al,1982,1983）的着色能力是非常强的。

根据对玻璃仿钻石装饰的晶莹闪亮要求，应该使玻璃基材的折射率尽可能高些，但要保持一定的黏度使其易成形操作，料性要长又不能有析晶倾向，另外，成本也应考虑，毕竟玻璃仿钻石的价格不高，而是以数量大而获取丰厚利润的。

2玻璃仿彩色宝石

用玻璃仿各类彩色宝石的工作，前后经历的时间很长，跨度很大，因其涉及的颜色系列丰富，每种色系内要按照颜色的深浅和明暗的实样要求作了很多细分。有的颜色系列产品对工艺过程中的熔制气氛非常灵敏，稍偏氧化气氛会使着色剂褪色甚至无色；相反，有的组分在稍偏还原的气氛中就不显色。若要产品的色彩具有良好的重复性，就需在工艺操作中严格按照规则进行。有些工厂觅得一些料单后，不知其所以然地照搬，以致产品每次的色系不同，无法重复，就以“超市”形式销售，制成品为一次性供应。

在实验室或工厂熔制成初步合适的无条纹和气泡的均匀玻璃块后，要请切割、研磨单位加工成由销售商提供的宝石同样规格和尺寸的仿制宝石，在自然光下从各个角度观察二者的细微差异，再作调整，力求一致。因此，除玻璃的材质同仿制对象具有相似密度、尽可能接近的硬度外，尚需精确调制着色剂的品种和数量。有时，一种彩色玻璃中需用着色剂的数量是很微小，但需三种以上组合才能达到仿制效果逼真的程度。图2是部分玻璃仿彩色宝石的戒面样品。

图2 彩色玻璃仿宝石戒面

经多年的努力，珠宝首饰市场上已经有很多玻璃仿彩色宝石品种，琳琅满目，美不胜收，形成了一定的商业规模。

美国一位著名艺术家对其工作小组制造大型玻璃艺术品时玻璃基质的要求是：瓷性彩色玻璃均匀无气泡、无条纹；颜色鲜艳，品种多；各种彩色瓷性玻璃之间的热膨胀相差小于±1，实际要求是近乎零；每锅玻璃都需附上膨胀系数应力示差偏光镜测定数据；玻璃材料的表面张力不能偏小，使玻璃间熔接面的边界清晰整齐，其他还有严格的尺寸和规格的技术要求。这些也是我们生产彩色玻璃仿宝石基质的要求。

我们在上述彩色玻璃仿宝石的工作基础上，在彩色玻璃生产料中增加了产生瓷性的组分，制成客户要求的产品，外商已在美、澳成立经销公司，向欧美国家市场提供我国生产的商品。

3玻璃仿玉石

用玻璃仿玉石，首先要使玻璃乳化。欲使玻璃乳化，需要向玻璃生产料中引入一定数量的乳化剂组分，或利用化学组分之间彼此不相溶性（印保忠等，1984），随着熔体的温度下降而呈现分相，可因基体与分布其中的微分散相之间的折射率不同，制成不透明或半透明的乳浊玻璃。若要仿制玉石则要控制材料中微粒状乳化剂的数量和尺寸，不能太多更不能长大。

为了工艺操作方便，流程简单，一般采用添加少量的乳化剂和防止其微晶或微气泡长大的组分。在熔制工艺中需很好地控制温度不能过高，时间更不应过长，以免乳化剂在熔制中消失殆尽。

图3 仿玉石工艺品

这样制得的材料可仿制成仿玉石类品种（图3）。若要带有色彩（印保忠等，1992），就需在材料的组成中，预先添加微量的着色剂。我们曾经仿制过浅灰绿色新疆和田玉串珠，出口邻近国家。以上工艺在后加工操作中，要避免将材料中的乳化剂微晶或微气泡同玻璃材质一起被拉制成长纤维，因为二者的折射率相差较明显，即使是无规律性排列，也会使最后的商品在自然光的照耀下，在一定的角度出现猫眼效应。

4琉璃

琉璃在我国古代就有，实际上就是现代的彩色含铅玻璃。我国的古代艺人在制作琉璃艺术品时具有高超的技艺，使琉璃艺术品非常精美。但在很长一段时间里，我们见不到这些琉璃艺术品在市场流通。在几位台湾艺人的倡导下，我们进行了研制，并取得了成功，使中国古时的琉璃艺术品得以重现，并且有了新的发展和新的创意。近年来，市场上已有很多琉璃艺术品在销售，有的成为馆藏品，有的作为贵宾的名贵礼品，其中，王侠军集团和杨惠珊、张毅集团制作的琉璃艺术品创意尤为突出。

图4 琉璃

生产琉璃的工艺要求是很高的，因为这类氧化铅组分含量很高的“水晶”玻璃，使稍具还原性气氛要求的常用着色剂无法使用，它会使彩色玻璃的颜色变暗甚至成灰色，经脱蜡铸造后色彩会更差。目前，对氧化铅组分的含量还在向高的方向发展，国内成熟的是铅含量稍低的一类，因为组分一变，相应的工艺参数要随之而动，诸如酸抛光处理的浓度和时间、烧结温度等都要变。

对琉璃材料的要求是线性膨胀系数一致，密度相近，使玻璃粉末在烧结过程中不至于出现不均匀性或呈现焊接面。

琉璃主要用作工艺品，但也可用来作加工成宝石等装饰品的原料，因其折射率较高，能使研磨后的产品晶莹明亮，也可充分利用边角琉璃料作其他用。琉璃原料见图4。

四、结论

1）用玻璃能制成品质优良的仿钻石（俗称水钻）、琉璃的基材，更可以仿制成逼真的天然彩色宝石和玉石，市场上早已有相应的商品和衍生商品，形成了相当规模的门类。在品质的改进方面，尚有很大的潜力。

2）应在玻璃的熔制和成型设备，玻璃仿钻石（俗称水钻）和宝玉石的研磨加工的技术研究和装备改良方面增加投资和创新开发，就会使产品的质量和成品率稳定在很高的水准，成本会更大幅下降，利润会更高。

参考文献

印保忠，郭常霖，陆昌伟1986金红玻璃显色过程的研究硅酸盐学报，14（1）:88

印保忠，黄熙怀1984渗碳玻璃的X射线研究硅酸盐学报，12（3）:313

印保忠，赵晓为，马礼敦 1992硒－砷玻璃结构的EX-AFS研究无机材料学报，7（3）:281

BaoZhong Yin1982The size of silver halide crystallites precipitated in photochromic glassJNon-crystaSolids,52:567

BaoZhong Yin,Juyun Shen1983Study of photochromic glass by SAXSGlastechBer,56:986