2004年3月29日
俄罗斯研究人员以钇、铝和氧为原料生产出各种颜色和色调的晶体。从表面上看，它们实际上与众所周知的次珍贵石榴石没有什么不同。然而，人工生产的晶体具有更高的固体度，颜色的多样性比它们的天然“亲戚”要广泛得多。
有时候，一件小事就足以让情况变得面目全非。这在化学中尤其重要，特别是在晶体化学中。晶体就像一座由原子“砖”建造的巨大建筑:如果有一个多余的原子，或者相反——建筑改变了形状，这种结构的质量就会下降。为给水晶建筑着色，需要少量(百分之一)的特定金属(颜色促进剂)。这种铬和铁的混合物从氧化铝中提炼出上等的宝石——红宝石和蓝宝石。
大自然花了好几年的时间才得出这样的结果，然而实验室需要一到两天的时间才能得出同样的结果。实验室也种植天然石榴石，但质量必须以速度为代价。大尺寸的晶体(在这种情况下，它们便于珠宝商的艺术)可以从含有氧化硅、氧化铝、氧化铁的熔体中生长出来。没有外加剂的钇铝石榴石是无色的。在制备这些晶体的过程中，通过添加不同的稀土金属，不仅可以保证晶体得到所需的颜色，而且可以得到所需的色度。这些晶体的优点还在于促色剂更好地分布在其中，因此，产生颜色均匀、纯度高的晶体。
为了得到石榴石结构的钇铝晶体，将氧化铝和氧化钇按3:5的比例熔解。将得到的混合物研磨成5毫米的颗粒。然后将稀土金属和锆、铪、钛的煅烧粉末与钇铝晶体颗粒混合，沿其长度均匀地放置在船容器中。然后，船容器被放置在气体真空室。混合物在加热炉下熔化，当容器从加热炉移到一个较冷的区域时，结晶就发生了。所谓的接种物——晶体核——被初步分配用于规划晶体的生长方向，接种物具有未来宏观晶体的微型参数。
因此，研究人员制造了红色和绿色的天然石榴石，以及在自然环境中不存在的淡蓝色石榴石。钇铝石榴石的红色是由于晶体结构中含有锆离子引起的。增加锆的用量可以使颜色加深。然而，研究人员未能得到理想的红色色度。在熔体中加入氧化钪解决了这一问题——增加了颜色的深度和均匀度。这就是从鲜红到深红色的石榴石是如何产生的。研究人员可以确保不同深浅的紫色，为此，部分钇离子应该被铕离子替代，而多种紫色深浅的石榴石将为珠宝商提供。
为了生产出模仿所有天然绿色石榴石的晶体，钇铝石榴石加入了镱、锆和铈。增加晶体中铈离子的含量，晶体的颜色可能从深绿色到亮绿色再到黄绿色。因此，可以达到草绿色、沼泽绿色和翠绿色的色调。如果研究人员在晶体含量中加入比钇离子大的金属离子，那么就会产生蓝绿色的晶体，仿造出祖母绿宝石。
由于钇铝石榴石的结构中存在铕、锆和铽离子，所以其呈现出在自然环境中不存在的蓝色。现在可以生产天蓝色的石榴石(其外观与海蓝宝石非常相似)或紫蓝色的石榴石，甚至是带绿色的亮蓝色的石榴石。
透明、高硬度、大尺寸——所有这些特性使人造石榴石在珠宝商的艺术中成为天然宝石的有力竞争对手。在这方面，天然石头的产量与人造石头相比要高得多。生产出来的晶体是极好的切割材料，适合制作优雅的珠宝。人工晶体的主要消费者是俄罗斯及国外各大协会和珠宝企业。
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源= Alphagalileo