第五節　人工寶石的發展歷程

人工寶石經歷了一個從簡單到復雜、由低級到高級的發展過程。

早在5000多年前，古埃及人就開始用上釉陶瓷來模擬、仿制綠松石或其他不透明寶石。這種方法雖然不是完全意義上的合成寶石工藝方法，然而從某種程度上說明了人類早在原始社會時期就已經開始了模仿寶石的行為和做法，但限于當時的社會生產力水平，只能是一些簡單的模仿而已。隨著社會生產力的發展，人們便開始用更為先進的方法制造裝飾品和合成寶石。在我國古代西漢和戰國的墓葬和遺址中，出土了大量各種形狀的高鉛鋇玻璃珠和不同紋飾的玻璃璧。16世紀，埃及人開始用玻璃來模仿祖母綠、碧玉、青金石和綠松石；1656年，法國人用空心玻璃充填蠟和重晶石以仿珍珠，1758年又制作出鉛玻璃用于仿鉆石等。這段時期內，人們用玻璃仿制寶石的品種多，但工藝相對簡單，因此只是人工寶石工藝的起步階段。

人工寶石的蓬勃興起要追溯到18世紀中下葉和19世紀。由于礦物學研究的不斷深入和化學分析方法的逐步改進，人們逐漸了解和掌握了寶石的化學成分和各種性質。之后，隨著化學工業的發展以及對于結晶過程的認識和了解，化學家們開始學會如何從水溶液以及熔體中生長出簡單的晶體物質，并試圖生長出更復雜的晶體。1837年，法國化學家馬克·高丁（M.Goudin）正式從化學的角度對寶石進行研究。他使用含有重鉻酸鉀的明礬和硫酸鉀飽和溶液進行反應，將殘留物熔融得到氧化鋁結晶體，開始了正式以化學方法合成寶石的歷史。1877年，法國的E.弗雷米（E.Fremy）和費爾（Feil）又用焰熔法將Al₂O₃熔于PbO中，在20天內長出小片狀紅寶石晶體。1885年，二人與瑞士的烏澤（Wyse）在紅色Al₂O₃粉末中加入少量重鉻酸鉀，用氫氧焰熔化生長出合成紅寶石，并開始大量投放歐洲市場，這種合成紅寶石被稱為“再造紅寶石”或稱“日內瓦紅寶石”。1902年，法國化學家維爾納葉在弗雷米等人的基礎之上改進了焰熔技術，以γ-Al₂O₃為原料，用氫氧焰熔化，成功合成出了數克拉的合成紅寶石，這是人工寶石史上具有重大意義的一個發明，它使商業化生產人工寶石成為可能，是人工寶石史上的一個分水嶺。

科學技術和工業的發展對于寶石礦物的合成具有明顯的影響和推動作用。在19世紀，雖然了解了寶石礦物的成分和結構，但是沒有設備，也沒有現代化的加工手段和測試方法，因而研究工作只能停留在初級階段。而今天，現代化的微電子技術、激光、信息和記憶系統以及透光材料等，需要人們去研究、開發大型和高純的晶體材料；人們不斷地用先進的科學知識和工藝方法將這些晶體生長出來，這些高質量晶體的應用又對人工寶石晶體的進一步開發有著很大的促進和推動作用，使人們可以合成出結構更為復雜、工藝水平更高的寶石。

人工寶石的發展還與國防建設有密切的關系：德國科學家理查德·納肯（Richard Nacken）在1928年放棄水熱法合成祖母綠的研究而轉向水熱法合成水晶的研究，這是因為水熱法合成出的合成水晶有很好的壓電性能，可以用作控制和穩定無線電頻率的振蕩片，并且是有線電話多路通信濾波元件和雷達發射元件最理想的材料。在第二次世界大戰期間，德國人因為軍事工業的需要，使人工合成水晶產業得到了飛速發展。20世紀60年代后期，又因激光技術在軍事上和科學技術上的應用及發展，需要高質量的基質材料，使得釔鋁榴石（YAG）、釓鎵榴石（GGG）等人造寶石晶體也相繼問世了。

我國對于人工寶石的研究起步較晚，始于20世紀50年代。從20世紀50年代末研究焰熔法生長合成剛玉類寶石和水熱法生長合成水晶技術開始，到60和70年代研制成功合成鉆石、人造釔鋁榴石（YAG）、人造釓鎵榴石（GGG）和合成變色貓眼石等寶石晶體，繼而在80和90年代研制冷坩堝熔殼法生長合成立方氧化鋯晶體、水熱法生長合成祖母綠和合成紅寶石晶體以及在制作玻璃貓眼、金星玻璃系列品種等方面獲得成功，而在20世紀末至21世紀初又成功研發了人造夜光寶石等新型的人工寶石品種，近十年來在泡生法合成剛玉類寶石、化學氣相沉淀（CVD）法合成碳硅石和合成鉆石大單晶生長技術方面均取得了長足的進展，在國際領域引起了巨大的反響，因此，我國的人工寶石合成技術在數十年的時間里得到了不斷進步和發展，并逐漸趨于成熟。總的來說，我國的人工寶石不但在品種上而且在數量上和生產規模方面有了大的飛躍，人工寶石的產品質量也已達到或部分超過了國外同類產品，并且由此所帶來的經濟效益讓越來越多的商家投入到了人工寶石這一領域中。到目前為止，全國已有400多家單位在進行人工寶石的研究和生產，主要分布在北京、天津、上海、江蘇、福建、吉林、河南、江西、遼寧、廣東、廣西、浙江、陜西、安徽、四川等地區，生產技術不斷更新，產品種類繁多，極大地豐富了我國的寶石市場，且價廉物美，深受廣大消費者的喜愛。

人工寶石的出現彌補了天然寶石的不足，緩解了寶石供需矛盾，豐富了寶石市場，為美化人民生活做出了貢獻，因而在經歷了近百年的發展后，至今仍興盛不衰，與天然寶石互為補充，形成并行不悖的局面。由此可見，人工寶石的研究很有前途，且大有可為。

為使讀者能夠更加系統而清晰地了解人工寶石的發展歷程，本書編排了“世界人工寶石發展歷程簡表”（見表1-1），供讀者參考。

表1-1　世界人工寶石發展歷程簡表（1902年起不完全統計）