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锆石性能与处理
2015/12/07 15:07
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方案摘要：
产品配置单：
锆石
型号： AR，99%
产地：
品牌： WAKO
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锆石性能与处理
锆石[gào shí]（英文名称：zircon）是一种硅酸盐矿物，它是提炼金属锆的主要矿石。锆石广泛存在于酸性火成岩，也产于变质岩和其他沉积物中。锆石的化学性质很稳定，所以在河流的砂砾中也可以见到宝石级的锆石。锆石有很多种，不同的锆石会有不同的颜色，如黑、白、橙、褐、绿或无色透明等等。经过切割后的宝石级锆石很像是钻石。锆石过去还被叫作锆英石。
理化性能
无色、淡黄、紫红、淡红、蓝、绿、烟灰色等。玻璃至金刚光泽，有时呈油脂光泽。{110}不完全解理。透明到半透明。硬度7.5~8。相对密度4.4~4.8。因常具有放射性而引起自身的非晶化，透明度、光泽、密度、硬度均下降。
X射线照射下发黄色，阴极射线下发弱的黄色光，紫外线下发明亮的橙黄色光。
偏光镜下：无色至淡黄色，色散强，折射率大。No = 1.91~1.96，Ne = 1.957~2.04。均质体折射率会降低，N = 1.60~1.83。
熔点2340~2550℃。氧化条件下，在1300~1500℃稳定；1550~1750℃分解，生成ZrO2 SiO2。线性热膨胀系数5.0?10-6/℃（200~1000℃），且耐热震动，稳定性良好。高温下不与CaO、SiO2、C、Al2O3等反应，抗渣蚀能力强，不粘钢水。
锆石按它的结晶程度分为高型（四方晶系，受辐射少或无，晶格没有或很少发生变化的锆石），低型（有多种非晶质混合物组成，结晶程度低，晶格变化大），中型（介于高和低之间），硬度由低型到高型发生变化，低型可低至6，高型可高至7.5，密度也一样从低型到高型逐渐变大，范围为3.90~4.73，锆石无解理，断口呈贝壳状，锆石较脆，常见边角有破损，称为纸蚀效应。有的锆石也可具猫眼或星光效应，只是比较罕见。
锆石稳定性好，晶体结构可以轻易锁住铀原子，但对铅原子不然。因此在熔融的岩浆中形成的这种晶体已设定好放射性时钟的指针，而铀衰变产生的铅可提供精确的时间，而且锆石晶体一旦形成就无比坚硬，因而而成为同位素地质年代学最重要的定年矿物，已测定出的最老的锆石形成于43亿年以前。
优化处理
热处理
热处理可以改变锆石的颜色，也可以改变锆石的类型。
1.改变颜色
不同产地的锆石经热处理会出现不同的颜色。
1）在还原的条件下进行热处理可产生蓝色或无色的锆石。其中最重要的是越南红褐色的锆石原料，经热处理后产生无色、蓝色、金黄色，这是宝石首饰中最常见的品种。热处理步骤如下：
首先样品放在封闭的坩埚里（一般放1kg），放进炉子中，在减压还原的条件下进行加热900~1000°C，约可使30%的样品达到宝石级。剩下70%颜色差但净度好的蓝色锆石，再经进一步加热可产生无色的锆石。这一步热处的目的是去除锆石中的褐色色调，以产生无色的锆石，同时产生白雾状效果。
2）在氧化条件下进行热处理，温度达到900°C时可产生金黄色和无色的锆石，有些样品可呈红色。上述热处理两个步骤下来仍未达到宝石级颜色的样品也可以在这种氧化条件下热处理成无色或金黄色的锆石。
经热处理可得到无色、蓝色、黄色及橙红色锆石。锆石热处理优化过程因未添加其他任何物质，故在珠宝鉴定上仍将其认定为天然宝石。另有一种把锆石和硝酸，钴钾铁盐放在一起放入坩埚中烧6-8小时的处理方法（此种方法一般比较少见），在这种处理方法下产生的锆石在极端高温高压条件下可以再度转变颜色。如蓝色锆石在极端高温高压下可以转变为金黄色或亮红色，这种部分转变颜色的锆石有时放在有木炭的坩埚里，再度加热至800~900°C，又可完全转为蓝色。此现象与因产地不同而导致的锆石中杂质成分的差异有密切关系。
2.改变类型
加热至1450°C，持续长时间的热处理可引起硅和锆石重结晶，将低型的锆石转向高型的锆石。经这种处理，低、中、高型的锆石都能提高密度（可达4.7g/cm3），具有较高的折射率和清楚的吸收线，同时还可以提高透明度和明亮程度。热处理引起的重结晶还可产生纤维状微晶，形成猫眼。
经热处理的锆石表面或棱角处更加饱满，光泽度也有一定程度的提升。
辐照处理
锆石的辐照处理与热处理结果是相反的逆变化过程。几乎所有经热处理得到的高型锆石改变品经辐照处理（X射线、γ射线、高能电子等）都可以恢复热处理前的颜色，甚至变深。天然产出的锆石在辐照下也会发生变色，如无色锆石在X射线照射下可变成深红色、褐红色或紫色、橘黄色；蓝色锆石在X射线辐照下可变成褐色—红褐色。但这类辐照改色锆石改色过程均可逆，在极端高温高压下可以恢复原状。
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