离子扩散系数在蓝宝石扩散热处理改色中的作用.pdf

第 32卷第 9期 同 济 大 学 学报 (自然 科 学 版) 、 132No．9 2004年 9月 JOURNALOFTONGJIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE) Sep．2004 离子扩散系数在蓝宝石扩散热处理改色中的作用 杨如增，余东华，赵 娟 (同济大学 海洋与地球科学学院，上海 200092) 摘要：根据实际测定扩散蓝宝石样品中的扩散层厚度和热处理工艺条件，计算了Fe2 ，Ti4致色离子在蓝宝石 中 的扩散系数，分析了Fd ，Ti4离子扩散系数DFe和D 的影响因素 ，论述了致色离子的扩散系数在蓝宝石扩散热 处理改色过程中的重要作用．测试和计算结果表明蓝宝石中Ti4 离子的扩散系数明显大于Fd 离子，二者分别为 657×10一 crn2．s-I和 1．62×10一 crn2-s～ ． 关键词：蓝宝石；扩散热处理；菲克扩散定律；扩散系数 中图分类号：P619．28 文献标识码 ：A 文章编号：0253—374X(2004)09—1145—04 MeaningofIonsDiffusionCoefficientin SapphireDiffusionHeatTreatment YANGRu—zeng，yUDong-Hua，ZHAOJuan (schoolofOceanandEarthScience，TongjiUniversity，shanghai200092，China) Abstract：AccordingtoThailandsapphiresample’SdiffusionlayerthicknesswhichWaSmeasuredactu— allynadtheprocessoftheaspphirediffusionheattraetment，thediffusioncoefficientDFeandDTiofthe Fe2 nadTi” ionsthatbringouttheoclorinaspphireWaS computde． Theinfluencefactoronthedif— fusioncoefficientDFenadDTihaS beennaalyzed．Theimportnatmeaningofdiffusioncoefficientofthe ionsintheprocessoftheaspphirediffusionhaettreatmenthasbeendiscussed．Thetestnadcomputing resultsshow thatthediffusioncoefficientoftheTi islargerobviouslythna theFe2 insapphire ． The fOnneris6．57X10—9cm2．s一 nadthelatteris1．62X10一 cm2·s。。． Keywords：sapphire；diffusionhaettreatment；Fickdiffusion law；diffusioncoefficient 利用原子热扩散原理，将致色离子在高温下通 较大的提高，但 由于经济利益等多方面的影响，蓝宝 过宝石晶体内部的缺陷途径渗入到宝石表层，从而 石扩散热处理工艺多数是经验性和试验性的，彼此 改善宝石表观颜色的扩散热处理技术，在 20世纪 之间缺少交流，工艺理论研究未能得到应有的发展． 80年代末才出现在宝石市场llj．扩散热处理可以 因此，蓝宝石扩散热处理改色工艺的可靠性和预期 将质次价廉的浅色或无色蓝宝石改善为外观与天然