翡翠不能人造吗?

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这个问题的答案应该是,不可能100%人工合成,但可能人工改善。 首先明确一点,自然界中也有不少绿色矿物,比如绿泥石、孔雀石和蓝铜矿等等,但是这些宝石的颜色普遍偏青色或者蓝色,绿色的饱和度不高;而翡翠是一种以硬玉矿物为主的辉石类集块岩,具有特征的绿色色调,这种颜色为强氧化色,也就是在矿物形成过程中,加入了较多的锰离子导致的着色效果。

那么有没有一种方法让低质的含铬金属氧化物溶液通过复杂反应生成高质感的绿色颜料呢?答案是有的,就是利用化学镀的方法。 先说一下什么叫化学镀,简而言之就是把所需要的金属离子(如Fe3+)用氢氧化钠等弱碱调节到一定pH值后,负载到一个载体上(常见的有淀粉、树胶、壳聚糖以及蛋白质等),然后暴露在空气中,就会生成金属盐沉淀。这样就把需要的金属离子“装载”到了载体的表面。而这个过程就是一个电荷转移的过程,因此也叫做电荷镀。

现在来说一下这个问题,前面说到自然界中也有不少绿色矿物,但是它们的绿色饱和度不高,而现在的人对于绿色饱和度高点的翡翠又偏爱有加。那么有没有一种方法既能实现绿色饱和度高的效果又能保持翡翠原本的颜色和结构特性呢? 答案是肯定的,就是在合成的时候加入一定的催化剂,通过催化反应加速形成翠绿色染料。常用的催化剂有氧化铁、氧化钴以及硫化锌等等。当然,催化剂的选择对于最终的效果影响很大,如果选择的催化剂不适合,很可能最后会“走火入魔”,既达不到目的,反而增加了杂质的含量,破坏甚至改变了原有的结构和颜色。所以采用什么样的催化剂也是一个技术活。

目前市面上有一种号称“瑞士产的绿宝石”的饰品,价格不菲,其实就采用了染色工艺,即在合成的时候加入氧化钴作为催化剂,生成翠绿色的染料。 但是应该强调的是,虽然这种化学染色的方法能够实现绿色浓度很高的效果,但是由于是外界施加颜色的,所以总是或多或少地存在有色差的问题,跟天然翡翠还是有明显差异的。而且经过染色剂进入玉石表面的分子通道是单一的,所以经常发现染色剂聚集的地方会有颜色变深的情况,这是明显的染色痕迹。

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翡翠在上世纪90年代已经能被中国人合成出来,不过人工合成的翡翠仅作为科学仪器的部件,不能冒充天然翡翠做首饰品销售。这些人工合成的翡翠被叫作翡翠 substitute (代替物)。它们是模仿天然翡翠的成因,用钠长石和辉石类矿物在特定的温度和压力条件下合成的。一般由两阶段完成,第一阶段是在200兆帕压力和1100℃高温条件下将原料合成,获得含硬玉的钠黝帘石玻璃质;第二阶段将上述玻璃质在相同压力和500℃条件下实现结晶。

也有学者研究后发现,第一阶段的反应温度在1020-1200℃之间,高于天然条件下形成的硬玉岩(或翡翠)。两阶段反应过程至少要2-3天时间。

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