第二节　人工宝石的合成技术

随着社会的进步和科学技术的发展，人工宝石的合成方法和技术手段也在不断增多与更新，有的宝石还可以用多种方法合成生长。目前，常用的人工宝石合成技术主要有以下几种。

一、焰熔法

焰熔法是使原料粉末在氢氧焰中，边投入边熔融而结晶生成宝石晶体的方法。由于此法是法国的A.维尔纳叶（A.Verneuil）在1902年发明的，所以又称“维尔纳叶法”。这是目前合成宝石的主要方法之一。现今的合成红宝石、合成蓝宝石、合成彩色尖晶石、合成金红石、合成星光红宝石、合成星光蓝宝石及人造钛酸锶等宝石大多用此法制得。

二、水热法

水热法也称热液法，是在密封的高压容器内，从水溶液中生长出晶体的方法，在一定程度上再现了地下热液矿床矿物结晶的过程。用此法合成的宝石有合成水晶、合成祖母绿、合成红宝石、合成蓝宝石、合成海蓝宝石等。

三、助熔剂法

助熔剂法是在常压高温下，借助助熔剂的作用在较低温度下加速原料的熔融，从熔融体中生长出宝石晶体的方法。此法在一定程度上模拟了自然界的岩浆分异结晶成矿过程。通常某些文献中所提及的“卡善（Kashan）”合成红宝石、“查塔姆”合成祖母绿以及市场上出现的某些人造钇铝榴石、人造钆镓榴石、合成金绿宝石、合成蓝宝石、合成尖晶石等，均可用此法生产。

四、晶体提拉法

晶体提拉法也称丘克拉斯基（Czochralski）法，是一种直接熔化宝石原料，然后利用种晶从熔体中提拉出宝石晶体的方法。适用于合成红宝石、合成蓝宝石、合成星光红宝石、合成星光蓝宝石、合成变石、人造钇铝榴石、人造钆镓榴石等宝石晶体的生长。

五、熔体导模法

熔体导模法也称斯切帕诺夫（Cтепанов A.B.）法，是晶体提拉法的变种，是利用模具和籽晶（种晶）从熔体中提拉出宝石晶体的方法。主要用于生长合成红宝石、无色合成蓝宝石、合成金绿猫眼宝石等。

六、熔体泡生法

熔体泡生法也称基罗波洛斯法（Kyropoulos method），也是晶体提拉法的变种，通过改变提拉速度和位移，有效地解决了晶体提拉法不能拉大直径晶体的问题。主要用于生长优质无色合成蓝宝石大晶体。

七、熔体热交换法

熔体热交换法（heat exchanger method），可简称HEM法，是通过控制温度，让熔体在坩埚内直接凝固结晶出晶体的方法。主要用于生长优质合成蓝宝石大晶体。

八、浮区法

浮区法是区域熔炼法的一种，是将原料逐区熔融并重结晶而生长出宝石晶体的方法。用此法可生长出合成刚玉类宝石、合成变石和人造钇铝榴石等。

九、壳熔法

壳熔法也称冷坩埚熔壳法，主要用于生产合成立方氧化锆（CZ）晶体和合成蓝宝石晶体。其原理与熔体法相近，但具体方法及工艺过程较为复杂。

十、高温超高压法

高温超高压法是在高温超高压条件下，模拟变质成矿过程合成宝石的方法。常用于合成金刚石、合成翡翠等。

十一、化学沉淀法

化学沉淀法是一种经化学反应和沉淀（或沉积），进而加热加压合成非单晶质宝石的方法，如合成欧泊、合成绿松石等。另外，用于生产合成金刚石薄膜的化学气相沉淀（CVD）法以及合成碳硅石单晶生长技术，也归属于此类。

十二、其他方法

主要是指利用玻璃、陶瓷、塑料或其他材料制作人造宝石（如玻璃仿猫眼宝石、玻璃仿绿松石、玻璃仿欧泊、塑料仿琥珀、玻璃或塑料仿珍珠、人造夜光宝石等）和拼合宝石（蓝宝石拼合石、红宝石拼合石、欧泊拼合石和石榴石拼合石等）以及再造宝石（再造琥珀、再造绿松石等）的方法。

各种人工宝石的生长和制造往往需要采取不同的晶体生长工艺来实现，而各种人工宝石的合成方法又各有其制作原理、生产工艺和设备的特点。不同的方法有时能够生长出相同的宝石晶体，但某些宝石晶体目前只能用某种方法进行生长，其他方法不能代替。例如，合成红宝石晶体可以采用焰熔法或助熔剂法，也可以采用丘克拉斯基法；而合成立方氧化锆（CZ）晶体只能采用冷坩埚熔壳法；合成钻石也只能用高温超高压法；合成水晶只能用水热法；等等。

根据不同人工宝石合成技术的发展规模和其在人工宝石领域中的不同地位，我们在以后的章节中将有侧重地分别予以介绍。