上海铂金坩埚_铂金坩埚的使用范围

1.铂族金属的相关知识

2.高折射率稀土玻璃的开发和应用

Tiffany蒂芙尼(蒂芙尼(上海)商业有限公司)

(创建于1837年美国,珠宝界的皇后,以钻石和银制品着称于世,全球知名的奢侈品公司,Tiffany&Co公司)?

施华洛世奇(施华洛世奇(上海)贸易有限公司)

( 始创于1895年奥地利,以全球先进的精确切割技术和璀璨夺目的仿水晶产品闻名于世,施华洛世奇(Swarovski)集团)?

周大福ChowTaiFook(广东周大福珠宝金行有限公司)

(始创于1929年香港,极具规模的大型珠宝商,中国内地及香港著名的珠宝首饰品牌,周大福珠宝集团有限公司)?

周生生ChowSangSang(周生生(中国)商业有限公司)

(始于1934年,国内大型珠宝零售商,亚太地区著名品牌,专业生产珠宝的企业,周生生(中国)商业有限公司)?

六福珠宝LUKFOOK(广州六福首饰有限公司)

(成立于1991年,十大珠宝品牌,香港名牌产品,专业致力于珠宝生产的大型集团企业,广州六福首饰有限公司)?

老凤祥(老凤祥股份有限公司)

(始于1848年,中华老字号,国内黄金珠宝首饰业的典范,中国首饰业的世纪品牌,大型首饰企业集团,上海老凤祥有限公司)?

周大生ChowTaiSeng(周大生珠宝股份有限公司)

(始创于1999年,中国珠宝连锁品牌,专业致力于珠宝设计生产的大型企业,周大生珠宝股份有限公司)?

潮宏基(广东潮宏基实业股份有限公司)

(广东省著名商标,珠宝十大品牌,集珠宝首饰设计/生产/销售为一体大型股份企业,广东潮宏基实业股份有限公司)

9.伊泰莲娜ITALIAN(伊泰莲娜首饰精品(中山)有限公司)

(始于1969年,其领先的电镀技术在业界闻名,集首饰研发/生产/销售/旅游产业于一体的大型首饰跨国企业,伊泰莲娜集团有限公司)?

10.京润gNPearl(海南京润珍珠生物技术股份有限公司)

(始于1994年,海南省著名商标,健康护肤品牌,横跨珍珠首饰/护肤品和美容保健品三大产业,京润珍珠生物技术股份有限公司)?

铂族金属的相关知识

印保忠　胡百柳

第一作者简介：印保忠，中宝协第三届人工宝石专业委员会高级顾问，原中国科学院上海硅酸盐研究所研究员。

一、引言

随着人们物质文明和精神文明的提高，人们对自身的形象要求相应地也越来越高，配备的饰物不再单纯地从保值或增值的角度考虑，而是逐步向与服饰、爱好、场合等因素匹配着眼，因此希望饰物、备件多样化。同时，天然的钻石、宝石、玉石等矿物日益稀缺，故价格更趋昂贵，而且色调、形状、均匀性均受到很大的限制。因而，人们对人工宝石的需求更为迫切，还希望品种丰富，绚丽多彩，形象逼真，价格低廉。目前，用无机非晶态材料或玻璃来仿制品类众多的无色或彩色天然宝石和玉石，已经可以达到以乱真的程度，在外形和物化性能方面能通过组分的调节，使产品与天然矿石加工品难分伯仲，因为玻璃可以制成均相的非晶态，也能成为多相的含有液滴、微量金属颗粒的材料。这样，能使广大佩戴饰物的时尚人士温文儒雅，更显风范，自我感觉身心愉悦，满足了日益增长的爱美心理需求，品类选择的范围庞大，经济上的花费不多，使人民的生活质量更臻完美。

本文简单介绍玻璃仿钻石（民间俗称水钻）、仿各种彩色宝石、仿玉石和琉璃的工艺原理及市场上相应产品的应用。

二、工艺原理

玻璃不像人工合成宝石要求严格。众所周知，诸如合成红宝石、合成蓝宝石或合成水晶等，要求化学组成和物化性质同天然的一致。这些产品在人工控制的条件下，可使杂质含量降到极低，因此，有些人工合成产品的理化性能更优于天然品，应用于尖端科技与国防工业，像制造半导体芯片的基材合成水晶。如果用玻璃来仿制各类天然宝玉石，则偏重于表观相似，不要求化学组成相同，在密度、硬度等理化性能等方面只要求手感相近即可。制成同仿制对象表观相近的玻璃基块后，尚需要研磨成与天然宝石一样的多面体，在自然光下从各种角度观察比较，再在化学组成方面作些微调，就能制成与天然宝石非常相似的仿制宝石产品。

熔制仿制宝石产品的玻璃基材，可以在实验室用电炉，以及铂金或刚玉坩埚操作，质量易控制，性能优良，重复性好，但产量偏低，成本高。通常在工厂用大容量的甏或小型池炉生产，只要在操作流程中严格按照工艺要求，就能获得合格的基材。

对原料的选择，总的要求是铁等杂质含量尽可能低，方能使产品的色泽鲜艳，晶莹剔透。

材料中氧化物组分的引进，选择的矿物原料和化工原料需根据仿制对象和熔制时的气氛要求而变更，例如氧化铝可以分别由氧化铝、氢氧化铝和长石引进，但在特定条件下只能用其中的一种；红色或金**一般可选用硒和硫化镉为原料，但在高含量氧化铅的系统却不适用；同样，有些绿色的产品也只能从氧化铜、硫酸铜和氧化亚铜等选择一种或组合作为引进着色剂的原料。

熔制玻璃的温度大约1400℃，因材料的化学组成变更需作相应的调节，而熔制时间的长短将有更大范围的选择。

三、结果与讨论

1.玻璃仿钻石

常见的玻璃仿钻石是无色透明的，民间俗称“水钻”，也可以是彩色的。这些玻璃仿钻石品主要用作装饰品，价格低廉。对其材料的理化性能目前仅见是经过镀膜加金属基片后产品的综合数据，没有报道对玻璃基材的精确数值。去年，中国科学院上海硅酸盐研究所研究人员协助浙江省企业消化、吸收和国产化（创新）从捷克引进的半机械化玻璃仿钻石研磨设备和工艺技术以及玻璃材质。讨论中，捷克专家组对玻璃基材的性能也没有明确提出更高的要求。我们认为，熔制玻璃基材的原料中铁杂质含量要低，使制成的玻璃高度透明无色，并且没有条纹和小气泡，充分均匀一致达到光学玻璃即可，但化学稳定性需良好，因玻璃粒料研磨成17个面或其他形状的半成品后需经过酸、碱溶液处理后镀银膜等工艺过程。其工艺品见图1。

图1 玻璃仿钻石（俗称水钻）工艺品

如果品种单一，无色透明玻璃仿钻石的基材玻璃由于用量大，可以用工厂的窑炉，甚至是小型池炉生产。对生产多种彩色玻璃仿钻石的玻璃基材可以根据用量大小和颜色的多少选择窑炉或实验室的稍大电炉熔制，用量小或颜色品种多等都不适宜用小池炉生产，因炉内剩余的彩色玻璃要完全洗净是较困难的，因有些无机着色剂（印保忠等，1982;Baozhong Yin et al.,1982,1983）的着色能力是非常强的。

根据对玻璃仿钻石装饰的晶莹闪亮要求，应该使玻璃基材的折射率尽可能高些，但要保持一定的黏度使其易成形操作，料性要长又不能有析晶倾向，另外，成本也应考虑，毕竟玻璃仿钻石的价格不高，而是以数量大而获取丰厚利润的。

2.玻璃仿彩色宝石

用玻璃仿各类彩色宝石的工作，前后经历的时间很长，跨度很大，因其涉及的颜色系列丰富，每种色系内要按照颜色的深浅和明暗的实样要求作了很多细分。有的颜色系列产品对工艺过程中的熔制气氛非常灵敏，稍偏氧化气氛会使着色剂褪色甚至无色；相反，有的组分在稍偏还原的气氛中就不显色。若要产品的色彩具有良好的重复性，就需在工艺操作中严格按照规则进行。有些工厂觅得一些料单后，不知其所以然地照搬，以致产品每次的色系不同，无法重复，就以“超市”形式销售，制成品为一次性供应。

在实验室或工厂熔制成初步合适的无条纹和气泡的均匀玻璃块后，要请切割、研磨单位加工成由销售商提供的宝石同样规格和尺寸的仿制宝石，在自然光下从各个角度观察二者的细微差异，再作调整，力求一致。因此，除玻璃的材质同仿制对象具有相似密度、尽可能接近的硬度外，尚需精确调制着色剂的品种和数量。有时，一种彩色玻璃中需用着色剂的数量是很微小，但需三种以上组合才能达到仿制效果逼真的程度。图2是部分玻璃仿彩色宝石的戒面样品。

图2 彩色玻璃仿宝石戒面

经多年的努力，珠宝首饰市场上已经有很多玻璃仿彩色宝石品种，琳琅满目，美不胜收，形成了一定的商业规模。

美国一位著名艺术家对其工作小组制造大型玻璃艺术品时玻璃基质的要求是：瓷性彩色玻璃均匀无气泡、无条纹；颜色鲜艳，品种多；各种彩色瓷性玻璃之间的热膨胀相差小于±1，实际要求是近乎零；每锅玻璃都需附上膨胀系数应力示差偏光镜测定数据；玻璃材料的表面张力不能偏小，使玻璃间熔接面的边界清晰整齐，其他还有严格的尺寸和规格的技术要求。这些也是我们生产彩色玻璃仿宝石基质的要求。

我们在上述彩色玻璃仿宝石的工作基础上，在彩色玻璃生产料中增加了产生瓷性的组分，制成客户要求的产品，外商已在美、澳成立经销公司，向欧美国家市场提供我国生产的商品。

3.玻璃仿玉石

用玻璃仿玉石，首先要使玻璃乳化。欲使玻璃乳化，需要向玻璃生产料中引入一定数量的乳化剂组分，或利用化学组分之间彼此不相溶性（印保忠等，），随着熔体的温度下降而呈现分相，可因基体与分布其中的微分散相之间的折射率不同，制成不透明或半透明的乳浊玻璃。若要仿制玉石则要控制材料中微粒状乳化剂的数量和尺寸，不能太多更不能长大。

为了工艺操作方便，流程简单，一般用添加少量的乳化剂和防止其微晶或微气泡长大的组分。在熔制工艺中需很好地控制温度不能过高，时间更不应过长，以免乳化剂在熔制中消失殆尽。

图3 仿玉石工艺品

这样制得的材料可仿制成仿玉石类品种（图3）。若要带有色彩（印保忠等，1992），就需在材料的组成中，预先添加微量的着色剂。我们曾经仿制过浅灰绿色新疆和田玉串珠，出口邻近国家。以上工艺在后加工操作中，要避免将材料中的乳化剂微晶或微气泡同玻璃材质一起被拉制成长纤维，因为二者的折射率相差较明显，即使是无规律性排列，也会使最后的商品在自然光的照耀下，在一定的角度出现猫眼效应。

4.琉璃

琉璃在我国古代就有，实际上就是现代的彩色含铅玻璃。我国的古代艺人在制作琉璃艺术品时具有高超的技艺，使琉璃艺术品非常精美。但在很长一段时间里，我们见不到这些琉璃艺术品在市场流通。在几位台湾艺人的倡导下，我们进行了研制，并取得了成功，使中国古时的琉璃艺术品得以重现，并且有了新的发展和新的创意。近年来，市场上已有很多琉璃艺术品在销售，有的成为馆藏品，有的作为贵宾的名贵礼品，其中，王侠军集团和杨惠珊、张毅集团制作的琉璃艺术品创意尤为突出。

图4 琉璃

生产琉璃的工艺要求是很高的，因为这类氧化铅组分含量很高的“水晶”玻璃，使稍具还原性气氛要求的常用着色剂无法使用，它会使彩色玻璃的颜色变暗甚至成灰色，经脱蜡铸造后色彩会更差。目前，对氧化铅组分的含量还在向高的方向发展，国内成熟的是铅含量稍低的一类，因为组分一变，相应的工艺参数要随之而动，诸如酸抛光处理的浓度和时间、烧结温度等都要变。

对琉璃材料的要求是线性膨胀系数一致，密度相近，使玻璃粉末在烧结过程中不至于出现不均匀性或呈现焊接面。

琉璃主要用作工艺品，但也可用来作加工成宝石等装饰品的原料，因其折射率较高，能使研磨后的产品晶莹明亮，也可充分利用边角琉璃料作其他用。琉璃原料见图4。

四、结论

1）用玻璃能制成品质优良的仿钻石（俗称水钻）、琉璃的基材，更可以仿制成逼真的天然彩色宝石和玉石，市场上早已有相应的商品和衍生商品，形成了相当规模的门类。在品质的改进方面，尚有很大的潜力。

2）应在玻璃的熔制和成型设备，玻璃仿钻石（俗称水钻）和宝玉石的研磨加工的技术研究和装备改良方面增加投资和创新开发，就会使产品的质量和成品率稳定在很高的水准，成本会更大幅下降，利润会更高。

参考文献

印保忠，郭常霖，陆昌伟.1986.金红玻璃显色过程的研究.硅酸盐学报，14（1）:88.

印保忠，黄熙怀..渗碳玻璃的X射线研究.硅酸盐学报，12（3）:313.

印保忠，赵晓为，马礼敦 .1992.硒－砷玻璃结构的EX-AFS研究.无机材料学报，7（3）:281.

BaoZhong Yin.1982.The size of silver halide crystallites precipitated in photochromic glass.J.Non-crysta.Solids,52:567.

BaoZhong Yin,Juyun Shen.1983.Study of photochromic glass by SAXS.Glastech.Ber,56:986.

高折射率稀土玻璃的开发和应用

1.什么是铂金

铂金（英文Platinum，缩写Pt）早在公元前700年就在人类文明史上闪出耀眼的光芒，当时古埃及人用铂金铸成象形文字装饰其神匣，到公元前100年，南美洲印第安人成功地掌握了铂金的加工工艺，制成不同款式的铂金首饰。18世纪，法国国王路易十六特别偏爱铂金，称铂金为“唯一与国王称号相匹配的贵金属”。到了近代，世界著名首饰设计师（如Cartier Fabergetiffany）均利用铂金创造出不朽的杰作。举世闻名的霍普（希望）钻石，也被永远地镶嵌在铂金链上。

20世纪初，铂金在美国成为最受喜爱的首饰用贵金属。它天然的白色光泽征服了无数名门贵族的心。第二次世界大战爆发后，由于铂金具有很重要的军事用途，美国曾一度禁止铂金的非军事使用，用白色K金（黄金与其他白色金属的合金）替代铂金，但是白色K金从光泽、硬度等多方面永远无法取代铂金。

到21世纪的今天，铂金的首饰用途又得到发扬光大，其稀有、纯净、坚硬的三大特性以及其天然白色光泽依然令追求时尚的男女倾倒。

铂金稀有，是因为铂金的储量远远低于黄金。铂的密度是21.45g/cm3,1万吨铂体积只有466m3，至今全球的铂金储量加在一起也只够装满一个中等大小的房间，而1oz铂金需从10吨铂金矿石中历经5个月才能提炼出来。

铂金纯净，是因为铂金首饰通常含有90%的纯铂金，其他的10%也主要是铂族金属。相比之下，18K的白色K金仅含75%的纯黄金，而且铂金的白色光泽自然天成，长期佩带也不会褪色。

铂金坚硬，是因为铂金的密度高，强度几乎是黄金的两倍，从而成为镶嵌各种钻戒的最佳选择。铂金的延展性好，1g铂金可以拉出2km长的细丝。铂金坚硬度高，使其不易磨损因而可以长久保存。

铂金的内在价值及其优雅光泽给无数首饰设计师以无穷的灵感，首饰界或时装界都热衷于再次掀起“白色浪潮”。法国的设计师Cartier称白金首饰为“贵金属之王”；Giorgio Armani 在其设计的晚礼服中使用铂金丝；Calvin Klein也曾使用铂金丝编织其设计的晚礼服。

日本曾经是最大的铂金首饰市场，其铂金首饰在设计、制作方面具有代表性。其铂金首饰做工精细，从浇铸到抛光，无不精益求精；设计风格既时尚又含蓄。

中国在刚进入21世纪时还是世界第二大铂金首饰市场，但到2001年就成为世界第一大铂金消费国。不过中国在铂金设计理念以及加工工艺上还有待进一步提高，为满足消费者对个性化、时尚化首饰的需求。国际铂金协会为此在上海等地举行了首饰设计家专题讲座，聘请国际知名设计师（如日本十大著名首饰设计师之一的Sekikazu先生）向中国铂金首饰设计师传授设计理念和技巧。

岁月的流逝没有带走人们对铂金的爱，却更增添了人们对铂金的欣赏。铂金的魅力在于它带给人们一种安详的由内到外的回味美，其价、其坚、其真、其纯、其优雅气质，无不让人觉得铂金值得拥有。

2.铂金的七大特点

铂金，由于其特有的品性一向被视为名贵的贵金属，近年来国际铂金协会更是极力推崇，其在结婚戒指中占据愈来愈重要的地位。

在距今3000年前的古埃及时代，铂金已被使用。考古学家曾发现一个埃及女祭司棺木上缀有铂金制成的象形文字，历经长久时间仍能保持完美，不失其原有光泽，充分证明了铂金的持久与稳定性。随着后来南非金伯利矿挖出第一颗钻石，铂金与钻石的搭配，使之大放异彩。意大利铂金协会曾推出一系列新型的结婚钻戒，而且提出了铂金的7个特点，表明铂金之所以成为贵金属最佳选择的依据：

1）纯度最高。铂合金里有95%的纯铂，而18K金为75%的黄金，可见铂金首饰纯度更高。

2）最稀有性。每年世界上产140吨铂金，而黄金年产量可达3300吨。

3）只有技艺熟练的工匠才能制作。铂金熔点比黄金高，对加工技术及熟练程度要求也更高。

4）最稳定性。铂金对酸、碱、高温等的抵抗力最强，不会褪色或变色。铂金戒指一般不变形。

5）光泽度、延展性好。铂金拥有自然的白色光泽，不会影响宝石的颜色，而且可令宝石放出光彩和“火”来，良好的延展性亦使其适宜加工。

6）绝对不会使首饰佩戴者有过敏反应。

7）贵重且出众。

3.铂金的成色

国际上铂金的标志是Pt、Plat或Platinum等，纯度以千分数字代表，如Pt900表示纯度是900‰。铂金饰品的规格标示有Pt1000、Pt950、Pt900、Pt850。铂合金首饰中Pt和Pd的总含量不得少于950‰。

4.铂金的种类

纯铂金：最高成色的铂金。常用于制作订婚戒指，以表示爱情的纯贞和天长地久。在国外，许多人认为用黄金镶嵌钻石，可能导致钻石泛黄，从而大大降低钻石的价格。而用铂金镶嵌钻石，可以保持钻石的纯白颜色，特别是作订婚戒指，用铂金镶嵌钻石，既洁白又晶莹，象征纯洁的爱情永恒长久。然而，尽管铂金的硬度比黄金高，但镶嵌钻石和珠宝仍感不够，往往需掺入“金”，制成“铂合金”来镶嵌钻石等。

铱铂金：铱与铂组成的合金，颜色亦为银白色，具强金属光泽，硬度较高，相对密度亦大，化学性质稳定，是极好的铂合金首饰材料。

K白金：黄金和其他金属熔炼而成的白色合金。由于铂金产出稀少，价格昂贵，加上熔点高，所以一般国家很少用铂金来生产真正的K白金。目前，为了迎合广大消费者对铂金的需求，选用黄金和钯金或镍、银、铜、锌等金属熔炼成一种白色的合金，称之为“K白金”。K白金的成色与K黄金一样，黄金在其中所占质量的份数，则为“K白金”的K数。如18K白金、14K白金，其中黄金的含量分别为75%和58.5%。

5.铂族金属

在矿物分类中，铂族元素（铂、钯、锇、铱、铑、钌）矿物属自然铂亚族，包括铱、铑、钯和铂的自然元素矿物。它们彼此之间广泛存在类质同象置换现象，形成一系列类质同象混合晶体。铂族矿物均为等轴晶系，单晶体极少见，偶尔呈立方体或八面体细小晶粒产出。一般呈不规则粒状、葡萄状、树枝状或块状形态。颜色和条痕为银白色至钢灰色，金属光泽，不透明，无解理，锯齿状断口，具延展性，为电和热的良导体。由铂族矿物熔炼的金属有钯金、铑金、铱金、铂金等。

钯金：主要由自然钯熔炼而成，银白色，外观与铂金相似，金属光泽，硬度4～4.5，相对密度12，熔点为1555℃，化学性质较稳定。因产量比铂金和黄金大，故价值低，很少用来制作首饰。但随着市场价格的上涨，当铂不够用时，钯金在市场中所占份额可能增大。另外，也有人以钯金冒铂金，需要消费者注意。

铑金：主要由自然铑提炼而成，是一种稀少的贵金属，银白色，金属光泽，不透明，硬度4～4.5，相对密度12.5，熔点高（1955℃），化学性质稳定。由于铑金耐腐蚀，而且光泽好，因此常用于电镀业，将其电镀在其他金属表面，镀层色泽坚固，不易磨损，反光效果好。

铱金：主要由自然铱或锇铱矿提炼而成，颜色为银白色，具强金属光泽，硬度7，相对密度22.40，性脆，但在高温下可压成箔片或拉成细丝，熔点高，达2454℃，化学性质非常稳定，不溶于王水。主要用于制造科学仪器、热电偶、电阻丝等，高硬度的铁铱和铱铂合金常用来制造笔尖和铂金首饰。

铂金：由自然铂、粗铂矿等矿物熔炼而成，因“铂”由“金”和“白”两字组合，颜色又为银白色，故亦称“白金”。其色泽银白，金属光泽，硬度4～4.5，相对密度为21.45，熔点高为1773℃，富延展性，可拉成很细的铂丝，轧成极薄的铂箔，化学性质极稳定，不溶于强酸强碱，在空气中不氧化。它广泛用于珠宝首饰业和化学工业中，用以制造高级化学器皿、铂金坩埚以及加速化学反应速度的催化剂等。

6.铂金的发现及应用历史

人类对铂金的认识和利用要比黄金晚，大概有2000多年的历史。根据考古资料论证，在公元前700多年时，古埃及人已能将铂金加工成工艺水平较高的铂金饰品。中美洲的印第安人，远在哥伦布发现新大陆之前，也盛行过铂金饰物。那时其他地区的人们对铂金还一无所知。16世纪初，大批的西班牙冒险家蜂拥到非洲和美洲去探金寻宝。当时，在厄瓜多尔的河流中淘金时，一再发现有一种白色金属混杂在黄金中，这很可能就是珍贵的铂金。但由于当时科学不发达，识别能力低下，面对银晃晃的铂金，那些殖民者却把它称之为“劣等碎银”而抛弃。

直到1748年，西班牙著名科学家安东尼·洛阿在平托河金矿中发现了银白色的自然铂，他进行了仔细研究，发现自然铂的化学性质非常稳定，延展性极好，熔点亦高，相对密度极大，与金属银有明显的区别。安东尼是第一位对铂金进行详细研究的学者。1780年，巴黎一位能工巧匠为法国路易十六国王和王后制造了铂金戒指、胸针和项链，路易十六夫妇成为世界上有记载的第一位拥有铂金饰品的人。从此以后，铂金声誉大振，一跃而居黄金饰品之上，为皇亲国戚、达官显贵、富商巨贾所宠爱。

铂金色泽淡雅而华贵，象征纯洁与高尚。因此，人们把它作为爱情的信物，制成订婚戒指，以表示爱情纯真、天长地久。钻石镶嵌在银白色的铂金托上，则钻石的晶莹与铂金的光辉交相辉映，衬托出钻石的洁白无瑕、雍容华贵。

7.铂族金属的概况

据不完全统计，世界铂金总储量约为1.4万吨（铂族元素矿产总储量约为3.1万吨）。虽然有60多个国家都发现并开铂金矿，但其储量却高度集中在南非和前苏联。其中南非（阿扎尼亚）的铂金储量约为1.2万吨，以德兰土瓦铂矿床最著名，是世界上最大的铂矿床；前苏联的铂金储量为1866吨，曾在乌拉尔砂铂矿中发现过重达8～9kg的自然铂，在原生矿中也获得过重427.5g的自然铂。两者的总储量占世界总储量的98%。

据The Journal ofthe SAIMM杂志1995年3/4月刊（第75～81页）估算，南非发现的铂族金属矿床储量约占世界上所有铂族金属矿床储量的72%，南非生产的铂族金属中的3种金属即铂、钯和铑的产量占世界上这3种金属产量的60%（每年约286吨）。

中国铂族金属矿产比较贫乏，总保有储量铂族金属不足千吨。我国已探明铂族金属的矿区有35处，分布于全国10个省（区），其中以甘肃最多，占全国总储量的57%；其次是云南、四川、黑龙江等省。铂族金属矿床类型主要为岩浆熔离型铜镍铂钯矿床、热液再造型铂矿床和砂铂矿床，以前者最重要，如甘肃金川白家嘴子矿床。铂族金属成矿时代主要为古元古代和古生代。

林凤英

作者简介：林凤英，中宝协人工宝石专业委员会第二、三届委员，中国科学院上海光学精密机械研究所研究员。

一、发展概况

我国稀土丰富，储量占世界总储存量的80%左右。稀土材料的研究和开发具有广阔的前景。1985年中国科学院上海光学精密机械研究所（简称上海光机所）为了满足光学仪器以及其他科研产品制备的需求，研制出了高光学质量、高折射率的稀土玻璃。

1986年，上海光机所立方氧化锆晶体生产因为耗电量大、颜色少、质量不稳定等一系列原因而停产。为了替代立方氧化锆宝石材料，在高折射率稀土玻璃中添加了着色剂，研制出高折射率稀土有色玻璃，我们称之为“稀土宝石玻璃”，1988年开始投放市场。由于其色彩丰富、折射率高、硬度较普通玻璃高、价格便宜，作为装饰用人工宝石大受欢迎。

根据市场的要求，20世纪90年代我们又研制出化学稳定性高的稀土玻璃系列，此系列稀土玻璃能有效地抵御电镀过程中的酸、碱的腐蚀而不影响玻璃的质量。同时，从环境保护的角度出发，我们又不断调整优化玻璃的配方；原来成分中有≤10%PbO，因为铅会对人类健康和环境构成威胁，去掉了氧化铅，从而研制出环保型的高折射率稀土玻璃。

现在，我们生产的稀土玻璃已有 60多个品种，月产量达3t以上，同时也能根据用户要求生产。在高折射率稀土玻璃市场化推广进程中，陈汴琨、沈才卿、钮天然、朱立夫、张道标、陈彩珍、周峰等珠宝界专家给予了大力帮助与支持。近20年来，我们与光华公司、奥立安公司、中科院东方公司、金得利公司、宗宗公司等全国多家珠宝公司建立了良好合作伙伴关系，产品远销海内外，为扩大稀土材料的应用，出口创汇等开辟了广阔的前景。

二、高折射率稀土玻璃的特点

1.折射率高（N=1.71～1.95）

高折射率稀土玻璃是以稀土光学玻璃为基础研制的。稀土光学玻璃如镧火石玻璃（LaF）和重镧火石玻璃（ZLaF）均具有高的折射率（可大于1.8），并具有较高的硬度和色散。合成稀土玻璃以La2O3-B2O3-BaO-TiO2-SiO2为主要成分，并加入少量ZrO2,ZnO,Nb2O5,Ta2O5等其他金属氧化物和稀有金属氧化物。稀土玻璃的折射率取决于玻璃的主要成分，它具有很大范围的可调整性。图1和图2分别是玻璃组成中各氧化物的部分折射率及色散与阳离子半径之间的关系。可以看出La2O3,TiO2,ZrO2,Nb2O5,Ta2O5等氧化物的加入都能有效地提高玻璃的折射率及色散。目前生产的稀土玻璃折射率为1.71～1.95。

2.颜色丰富、质量稳定

高折射率稀土玻璃用过渡族金属钛、钒、铬、锰、铁、钴、铜的氧化物和稀土元素钕、镨、铒、铈的氧化物单独或组合使用作为着色剂。

由于稀土元素的原子中4f电子的跃迁引起对光辐射的选择性吸收，其光谱特征是多吸收带边缘陡度极高。因此在不同的光源照射下能显示出不同的颜色，如氧化钕（Nd2O3）着色的玻璃在日光照射下是红紫色，在日光灯下为蓝紫色，具有柔和优美的双色。又因为价电子处于内层，为外层电子壳所屏蔽，故着色稳定。通过多种着色剂的组合使用和用量调整以及基质玻璃的组分改变，可以使玻璃的颜色千变万化，其色泽也可以与天然宝石相近。我们目前已有 60多种产品，如石榴红（R2,R4）、祖母绿（G104,G4）、橄榄绿（G107,G108）、宝石蓝（B2,B10）、海蓝（B103,B10312）、粉红（P3,P5,P6）、紫晶（V102,V106）、金黄（Y3）、香槟黄（Y1,Y2）、坦桑石（B301）、黑色（BK2）……可以用作许多种宝石的代用品或仿制品。

高折射率稀土玻璃用光学玻璃生产方法，将优质化工原料在电炉中用铂金坩埚高温熔制。熔制过程中进行搅拌、浇注后退火。所以玻璃中条纹气泡少，质量稳定。

3.绿色环保

经过多次配方的调整，我们现有的高折射率稀土玻璃既不含放射性元素，也不含有毒的重金属元素铅，属于绿色环保产品。生产、加工高折射率稀土玻璃和长时间佩戴镶嵌有这类仿宝石的首饰，不会对人的身体造成伤害。

4.化学稳定性好及其他

高折射率稀土玻璃的抗氧化、耐腐蚀性能极好，也不容易被一般物体所磨损。但因为是玻璃，脆性大，易碎，非稀有材质，通常作为仿真首饰投放于市场。

图1 部分氧化物折射率与阳离子半径的关系

图2 部分氧化物色散与阳离子半径的关系

三、高折射率稀土宝石玻璃的性质

1993年1月5～9日，在广州召开了“首届华夏宝玉石行业发展研讨会”，在会上，我们首次公布了高折射率玻璃（又名稀土首饰钻材料）的性质（表1）。目前市场上出现的所谓半稀土玻璃和加稀土元素改造的高折射率玻璃基质人造宝石等，实际上是铅晶质玻璃，折射率通常小于1.70。为了便于比较，表中也列出了这些玻璃的相关性质。

从这些数据的比较中，可以看到，高折射率稀土玻璃各方面的性质，要明显好于铅晶质玻璃。

表1 高折射率稀土玻璃和铅晶质玻璃性质比较

四、高折射率稀土玻璃的应用

高折射率稀土玻璃作为仿天然宝石和仿晶体人造宝石材料，因具色彩艳丽、价格低廉、容易加工、绿色环保等特点，受到人们的欢迎。目前广泛应用于仿真首饰、时尚首饰和服饰。随着国民经济和人民生活水平的不断提高，个人消费品市场的日益繁荣，以及对健康环保要求的增加，高折射率稀土玻璃也必将有着更好的发展机遇以及更为广阔的市场前景。

参考文献

干福熹等著.1981.无机玻璃物理性质计算和成分设计.上海：上海科学技术出版社.

干福熹等著.1982.光学玻璃.北京：科学出版社.