第二節　人工寶石的合成技術

隨著社會的進步和科學技術的發展，人工寶石的合成方法和技術手段也在不斷增多與更新，有的寶石還可以用多種方法合成生長。目前，常用的人工寶石合成技術主要有以下幾種。

一、焰熔法

焰熔法是使原料粉末在氫氧焰中，邊投入邊熔融而結晶生成寶石晶體的方法。由于此法是法國的A.維爾納葉（A.Verneuil）在1902年發明的，所以又稱“維爾納葉法”。這是目前合成寶石的主要方法之一。現今的合成紅寶石、合成藍寶石、合成彩色尖晶石、合成金紅石、合成星光紅寶石、合成星光藍寶石及人造鈦酸鍶等寶石大多用此法制得。

二、水熱法

水熱法也稱熱液法，是在密封的高壓容器內，從水溶液中生長出晶體的方法，在一定程度上再現了地下熱液礦床礦物結晶的過程。用此法合成的寶石有合成水晶、合成祖母綠、合成紅寶石、合成藍寶石、合成海藍寶石等。

三、助熔劑法

助熔劑法是在常壓高溫下，借助助熔劑的作用在較低溫度下加速原料的熔融，從熔融體中生長出寶石晶體的方法。此法在一定程度上模擬了自然界的巖漿分異結晶成礦過程。通常某些文獻中所提及的“卡善（Kashan）”合成紅寶石、“查塔姆”合成祖母綠以及市場上出現的某些人造釔鋁榴石、人造釓鎵榴石、合成金綠寶石、合成藍寶石、合成尖晶石等，均可用此法生產。

四、晶體提拉法

晶體提拉法也稱丘克拉斯基（Czochralski）法，是一種直接熔化寶石原料，然后利用種晶從熔體中提拉出寶石晶體的方法。適用于合成紅寶石、合成藍寶石、合成星光紅寶石、合成星光藍寶石、合成變石、人造釔鋁榴石、人造釓鎵榴石等寶石晶體的生長。

五、熔體導模法

熔體導模法也稱斯切帕諾夫（Cтепанов A.B.）法，是晶體提拉法的變種，是利用模具和籽晶（種晶）從熔體中提拉出寶石晶體的方法。主要用于生長合成紅寶石、無色合成藍寶石、合成金綠貓眼寶石等。

六、熔體泡生法

熔體泡生法也稱基羅波洛斯法（Kyropoulos method），也是晶體提拉法的變種，通過改變提拉速度和位移，有效地解決了晶體提拉法不能拉大直徑晶體的問題。主要用于生長優質無色合成藍寶石大晶體。

七、熔體熱交換法

熔體熱交換法（heat exchanger method），可簡稱HEM法，是通過控制溫度，讓熔體在坩堝內直接凝固結晶出晶體的方法。主要用于生長優質合成藍寶石大晶體。

八、浮區法

浮區法是區域熔煉法的一種，是將原料逐區熔融并重結晶而生長出寶石晶體的方法。用此法可生長出合成剛玉類寶石、合成變石和人造釔鋁榴石等。

九、殼熔法

殼熔法也稱冷坩堝熔殼法，主要用于生產合成立方氧化鋯（CZ）晶體和合成藍寶石晶體。其原理與熔體法相近，但具體方法及工藝過程較為復雜。

十、高溫超高壓法

高溫超高壓法是在高溫超高壓條件下，模擬變質成礦過程合成寶石的方法。常用于合成金剛石、合成翡翠等。

十一、化學沉淀法

化學沉淀法是一種經化學反應和沉淀（或沉積），進而加熱加壓合成非單晶質寶石的方法，如合成歐泊、合成綠松石等。另外，用于生產合成金剛石薄膜的化學氣相沉淀（CVD）法以及合成碳硅石單晶生長技術，也歸屬于此類。

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寶石（如玻璃仿貓眼寶石、玻璃仿綠松石、玻璃仿歐泊、塑料仿琥珀、玻璃或塑料仿珍珠、人造夜光寶石等）和拼合寶石（藍寶石拼合石、紅寶石拼合石、歐泊拼合石和石榴石拼合石等）以及再造寶石（再造琥珀、再造綠松石等）的方法。

各種人工寶石的生長和制造往往需要采取不同的晶體生長工藝來實現，而各種人工寶石的合成方法又各有其制作原理、生產工藝和設備的特點。不同的方法有時能夠生長出相同的寶石晶體，但某些寶石晶體目前只能用某種方法進行生長，其他方法不能代替。例如，合成紅寶石晶體可以采用焰熔法或助熔劑法，也可以采用丘克拉斯基法；而合成立方氧化鋯（CZ）晶體只能采用冷坩堝熔殼法；合成鉆石也只能用高溫超高壓法；合成水晶只能用水熱法；等等。

根據不同人工寶石合成技術的發展規模和其在人工寶石領域中的不同地位，我們在以后的章節中將有側重地分別予以介紹。