6.合成绿松石和孔雀石
美国和俄罗斯对合成绿松石和孔雀石的研发工作 , 一直没有间断过 。目前合成的大块孔雀石可达8~10kg , 做雕刻摆设件 , 有一定市场 。
7.玻璃仿宝石
玻璃仿宝石虽然很古老 , 但它也是不断与时俱进、不断发展的一类仿宝石 。虽然它是中低档的仿宝石 , 但今天的玻璃饰品和工艺品比十多年前的产品要优美得多 。玻璃仿钻石的“水钻” , 其质量品味有较大的提高 , 它的市场占有率也不小 。特别是在人们的装饰理念发生改变的今天 , 要求时尚 , 物美价廉 , 对饰品更换频繁 , 新颖的玻璃制品便成为首选了 , 例如奥地利施华洛世奇(Swarovski)铅玻璃仿水晶和仿钻石装饰系列产品 , 彩色玻璃和稀土玻璃的仿宝石饰品 , 仿猫眼石饰品 , 铅玻璃工艺品、奖品、纪念品和摆设件都很时尚 , 很受欢迎 。玻璃仿宝石已经取得了人们的认可 , 几年来发展得很快 。
近几年研发玻璃仿钻石的“水钻”自动化生产线取得了突破性进展 , 它不但推进了铅玻璃仿钻石的工业化生产 , 还将对其他人工宝石的加工业发生重大推动作用 。
由于重金属铅对人体有毒害 , 高铅玻璃饰品将会受到严格限制 , 人们正在开展研究廉价的无铅高折射率的仿水晶玻璃和降低稀土玻璃的成本 , 都是取代含铅玻璃的重大举措 , 应予重视 。
三、产业化人工宝石的深化研发问题
合成钻石、合成水晶、合成碳硅石和合成大尺寸无色蓝宝石 , 主要用于科技工程技术上 , 与宝石行业的要求不同 , 在这里不予讨论 。
1.焰熔法合成红宝石、蓝宝石
当前焰熔法生长红宝石、蓝宝石已经达到相当大的规模 , 世界年产量达1000多吨 , 中国的产量为300多吨 , 占世界产量的1/3左右 。但是晶体质量有待提高 , 而且生产成本仍然很高 , 要想把产业再向前推进 , 必须解决充分利用有关化工厂富余的氢、氧气体能源和努力提高单炉的日产量 。
利用化工厂富余氢气 , 是直接改变高电耗的问题;按过去电解水获取氢 , 生产1kg红宝石要用1100kW·h电 , 由于电价的提高 , 使生产成本很高 。改用化工厂富余的氢 , 节电很可观 。但氢气的纯化必须提高 , 否则影响宝石的质量和成品率 。
提高单炉日产量的研发内容是指 , 改变设备结构和生产工艺 。在目前单炉日产6个70~80g的红宝石产量的基础上把晶体的直径稍为加大 , 晶体的长度加长 , 如炉膛加大 , 提高炉子的保温能力 , 适当扩大气体喷嘴口径和供气的稳定性 , 改善火焰温度分布 , 提高原料纯度和细度等措施 , 这是研发工作的重要内容 , 是一个系统工程的研发 , 创新有空间 , 有望提高晶体质量和提高单炉日产量2倍左右 , 可见潜力很大 , 值得重视 , 特别是产品要与市场要求密切结合 。
2.合成立方氧化锆的深化研发
合成立方氧化锆在我国已形成一个产业 , 当前产量居世界首位 。由于市场价格比较低 , 厂家承受压力较大 。
当前应该重视研发附加值大的新品种 , 减少一些低值产品的生产 。产品的颜色很重要 , 祖母绿色的、伦敦蓝色的、海蓝色的和胭脂红色的合成立方氧化锆都是很受欢迎的 , 而且它们的价格也高些 , 所以研发人们喜爱的新色调的立方氧化锆是引导合成立方氧化锆生产不断发展的课题 , 因为立方氧化锆的折射率高、色散大、硬度高 , 且易于规模生产 , 特别是性价比高 , 远非其他人工宝石所能比拟的 , 在这个基础上引入人们喜爱的颜色 , 必然会长盛不衰 。
图7 祖母绿色的YZrO2
合成立方氧化锆生产是用电大户 , 用电问题一直困扰着生产厂家 , 把生产厂搬到有低价电的偏远山区 , 是暂时可行的办法 , 但终不是长久之计 。研究降低单产电耗是不容忽视的问题 , 早期生产的电耗约200kW·h/kg晶体 , 近期电耗降至约80kW·h/kg晶体 。现在有望降到低于60 kW·h/kg晶体 , 降低电耗是许多因素的综合结果 , 设备的改革 , 特别是采用晶体管高频发生器有重要作用 。
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