彩色耐高溫硅質玉石的電熔法制備方法
【專利摘要】一種彩色耐高溫硅質玉石的電熔法制備，將石英粉與添加劑按質量比100：3-10的混合均勻，烘干，研磨后放入真空電爐加熱升1400℃-1800℃，保溫后，行隨爐冷卻至室溫；切片、打磨及拋光后進行包裝儲存。優點是，采用真空電熔法生產的彩色玉石具有均勻的色澤，能夠承受火焰高溫燒灼而不褪色。同時，采用本發明工藝生產彩色玉石具有生產速度快、產品質量穩定，適用于較大規模玉石材料工業化生產；摩氏硬度為5～7，密度為2.5～4.5g/cm3，是制備寶石級玉石及工藝品級彩色玉石的理想原料，具有優異的耐高溫性能，熱加工過程不變形不褪色，可在高檔飾品和工藝品等行業得到廣泛應用。
【專利說明】彩色耐高溫硅質玉石的電熔法制備
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬于建筑裝飾材料領域，特別涉及一種彩色耐高溫硅質玉石的電熔法制備。
【背景技術】
[0003]硅質玉石是指化學成分以硅(Si)質為主的一系列玉石類寶石，按其成因類型分為天然珠寶玉石和人工寶石；天然寶石指由自然界產出的美觀、耐久，可加工成裝飾品的礦物單晶體或雙晶，由于產量稀少而價格昂貴。
[0004]由于天然玉石資源越來越少，價格越來越貴，因此人們一直在努力尋求人工合成玉石的方法；在此背景下，合成玉石便應運而生。這種完全或部分由人工生產或制造以用作首飾及裝飾品的玉石材料也稱為人工玉石。
[0005]人工合成寶石的方法通常包括熔體結晶、溶液結晶的合成方法；熔體結晶包括焰熔法、提拉法和冷坩堝法。焰熔法又稱維爾納葉法，是將原料的粉末在通過高溫的氫氧焰后熔化，熔滴在下落過程中冷卻并在種晶上生長形成晶體；提拉法是將構成晶體的原料在坩堝中加熱熔化，在熔體表面接種晶提拉熔體形成晶體；冷坩堝法只限于生產氧化鋯晶體。溶液結晶方法是將適當的組分溶解在低粘度的液體中，通過控制條件使之化合結晶，產生所需要的晶體。從溶液結晶的技術有熔劑法和水熱法兩種，其中最常用的為水熱法。
[0006]高溫超高壓法也常用于貴重寶石的合成；這種方法是在高溫和超高壓條件下，模擬地殼中寶石形成的變質成礦過程來進行合成，常用于合成金剛石、翡翠等。
[0007]然而，現存有這些寶石合成方法，都存在著工藝條件復雜、結晶過程緩慢的嚴重不足；同時，這些方法合成的玉石在高溫條件下存在著易變形、變色等缺陷，給寶石加工過程的后續焊接工藝帶來了很大影響。
[0008]因此，通過新工藝生產耐高溫彩色硅質玉石具有較高的市場價值。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于解決上述現有所存在的問題，提供一種彩色耐高溫硅質玉石的電熔法制備。
[0010]本發明是這樣實現的:
1、選取三氧化二鈷、二氧化鈦及氧化亞銅化學試劑作為彩色硅質玉石的添加劑；
2、將100-140目的石英粉與前述添加劑按質量比100:3-10的比例在混料池中混合均勻，使混合粉體的色彩均勻一致。混合粉體放入烘干箱中烘干，取出后經研磨后放入石墨坩堝；
3、將裝有混合料的石墨坩堝放入真空電爐。加熱前必須保證爐體冷卻系統工作正常，真空系統工作正常；4、升溫階段:自室溫至1400°C可以在設備允許的條件下，進行50°C/min以下快速加熱；1400°C _1650°C范圍內需要控制小于5°C /min升溫速度，并保持0.01Pa以下真空度，以利于粉體間氣體的順利排出，然后快速升溫至1750°C -1800°C并保持30-120min ；
5、冷卻階段:保溫結束后，切斷加熱電源，在保持爐內真空條件下進行隨爐冷卻；當冷卻溫度降低至1100°C恒溫保持30min以消除由于快速冷卻而產生的內應力；保溫結束后隨爐冷卻至室溫；
6、經高溫熔制后的玉石經過切片、打磨及拋光后進行包裝儲存。
[0011]本發明的優點是，采用真空電熔法生產的彩色玉石具有均勻的色澤，能夠承受火焰高溫燒灼而不褪色。同時，采用本發明工藝生產彩色玉石具有生產速度快、產品質量穩定，適用于較大規模玉石材料工業化生產；
本發明工藝制備的硅質玉石，摩氏硬度為5~7。密度為2.5~4.5g/cm3，是制備寶石級玉石及工藝品級彩色玉石的理想原料，具有優異的耐高溫性能，熱加工過程不變形不褪色，可在高檔飾品和工藝品等行業得到廣泛應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為耐高溫彩色硅質玉石的生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實例具體說明:
1、不同色彩的染色劑配制方法:如紅色采用氧化亞銅粉，藍色用純三氧化二鈷粉，黑色采用二氧化鈦粉；綠色采用三氧化二鈷與二氧化鈦混合粉，如二者比例為3:1;
2、將100目的石英粉和染色劑按質量比100:3-5的比例在混料池中混合均勻。取總重約500g混合粉放入干燥箱中進行烘干。烘干溫度為120°C，烘干時間3小時；
3、將烘干后的混合料在研缽中進行研磨，使混合色彩均勻一致。然后將混合料放入石墨土甘禍;
4、將裝有混合料的石墨坩堝放入真空電爐。加熱前必須保證爐體冷卻系統工作正常，真空系統工作正常；
5、升溫階段:自室溫至1400°C可以在設備允許的條件下進行快速加熱(50°C/min以下)；1400°C-1650°C范圍內需要控制升溫速度(小于5°C/min)并保持真空度(0.01Pa以下)，以利于粉體間氣體的順利排出。然后快速升溫至最高溫度并保持一段時間，如藍色玉石最高溫度為1750°C保溫時間30-60min，綠色玉石最高溫度為1800°C，保溫時間100-120min ；
6、冷卻階段:保溫結束后，切斷加熱電源，保持爐內真空條件下進行隨爐冷卻；當冷卻溫度降低至1100°C時恒溫保持30min以消除由于快速冷卻而產生的內應力；保溫結束后隨爐冷卻至室溫；
7、經高溫熔制后的玉石經過切片、打磨及拋光后進行包裝儲存。
【權利要求】
1.一種彩色耐高溫硅質玉石的電熔法制備，其特征在于， a、選取三氧化二鈷、二氧化鈦及氧化亞銅化學試劑作為彩色硅質玉石的添加劑； b、將100-140目的石英粉與前述添加劑按質量比100:3-10的比例在混料池中混合均勻，使混合粉體的色彩均勻一致；混合粉體放入烘干箱中烘干，取出后經研磨后放入石墨坩堝； C、將裝有混合料的石墨坩堝放入真空電爐；加熱前必須保證爐體冷卻系統工作正常，真空系統工作正常； d、升溫階段:自室溫至1400°C可以在設備允許的條件下，進行50°C/min以下快速加熱；1400°C _1650°C范圍內需要控制小于5°C /min升溫速度，并保持0.01Pa以下真空度，以利于粉體間氣體的順利排出，然后快速升溫至1750°C -1800°C并保持30-120min ； e、冷卻階段:保溫結束后，切斷加熱電源，在保持爐內真空條件下進行隨爐冷卻；當冷卻溫度降低至1100°C恒溫保持30min以消除由于快速冷卻而產生的內應力；保溫結束后隨爐冷卻至室溫； f、經高溫熔制后的玉石經過切片、打磨及拋光后`進行包裝儲存。
【文檔編號】C04B32/00GK103739272SQ201410009076
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】齊國超, 呂晉 申請人:齊國超