立方氧化锆
- 中文名
- 立方氧化锆
- 外文名
- Cubic Zirconia
- 别名
- 苏联钻,方晶锆石,锆钻等
- 用途
- 钻石的替代品
目录
自从20世纪70年代中期制成立方氧化锆后,立方氧化锆随之取代所有的磨制假
立方氧化锆与钻石一样,都为立方
氧化锆在1892年首次被发现以后,一直以为只有天然存在的单斜晶体“钭锆石”一种。由于钭锆石藏量不多,因此并未有广泛的应用。而且氧化锆的溶点高达2,750°C,难以透过溶解结成单晶体。1930年发明加入安定剂造成的“安定氧化锆”,是立方多晶体或正方多晶体,都是属于多晶体陶瓷。安定氧化锆主要被用作耐火材料,能抵受高达2,540°C的高温及化学品。之后1937年德国圹物学家 M. V. Stackelberg 及 K. Chudoba 首次在蜕晶质化(metamictization)钭锆石中发现微细的单晶立方氧化锆。1960年代,法国科学家 Y. Roulin 及 R. Collongues 开始研究培养单晶立方氧化锆。他们使用的方法是将镕解的氧化锆放在有固体氧化锆表面的坩埚之内,令其结晶。这种方法称之为“冷坩埚”法。不过这种方法只能生产很小的单晶体。
苏联科学家 V. V. Osiko之后在莫斯科列别捷夫物理研究所(Lebedev Physical Institute)改良了这一种技术。他的发明被称为“冷坩埚”法,其出产的人工宝石在苏联内被称为“Fianit”。这种发明在1973年首次披露,并在1976年开始商业生产。至1980年,以这一方法生产的立方氧化锆年产量已超过5千万卡拉(10,000公斤)。
近年部份生产商亦有以不同方法改良产品,最常见的是在立方氧化锆表面以蒸气凝结加上一层类金刚石碳(diamond-like carbon, DLC)。得出的产品比普通氧化锆更硬,看起来亦更为似钻石。另一种方法是在表面上以真空喷上一层金属氧化物,使其出现晕彩。但是与镀上类钻石碳不同,这种加工是可以被磨损的。
立方氧化锆在光学上与钻石(金刚石)非常接近,一般人未必能分别两者。但是在显微镜下二者仍然有一定分别:
色散:立方氧化锆的色散为0.060,高于钻石的0.044。因此立方氧化锆看来比钻石更为熣灿。
硬度:立方氧化锆的摩氏硬度为8.5至9.0,钻石为10。
比重:立方氧化锆比钻石重1.7倍。但是这特点只能用来分别未镶嵌的宝石。
瑕疵:生产的立方氧化锆基本上是内外完美无瑕的。而天然钻石极少是完全内外无瑕。
折射率:立方氧化锆的折射率为2.176,稍低于钻石的2.417。
切割:由于折射率不同,立方氧化锆的切割与钻石会稍有不同,在放大镜下小心观察可以发现。
颜色:完全无色的钻石非常罕有,通常钻石都带有浅黄色。但立方氧化锆可以被造成钻石最高级别,即D级颜色。
传热:立方氧化锆与钻石的导热性为两个极端。立方氧化锆是上佳隔热材料,可被用作喷射引擎隔热。而钻石则是最佳导热体之一,其导热能力超越铜。只要使用适合的器材,这性质最能分辨两者。
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