[发明专利]一种水铝石的制备方法

说明书

本发明提供一种水铝石的制备方法，将Al₂O₃粉体原料与纯水按照摩尔比为1:1的比例混合均匀得到含水Al₂O₃粉末；将含水Al₂O₃粉末采用密封杯包裹后进行预压得到预压块；将预压块进行高温高压烧结，去除包裹后得到水铝石块体；其中，高温高压烧结条件为：2～20GPa，100～1000℃条件下保温保压烧结1～100min。采用本发明方法获得的水铝石块体透明度高、块体大，密度、硬度、折射率等物理参数符合天然宝石级水铝石标准，具有理想的人造宝石应用前景。

技术领域

本发明属于人造宝石技术领域，具体涉及一种水铝石的制备方法。

背景技术

天然宝石美丽而稀少，倍受人们青睐，而它的价格十分昂贵，于是人们一直在寻求一些易于生产、成本较低，又与天然宝石基本相仿的材料。这些完全或部分由人工生产或制造的，用于制作首饰及装饰品的宝石材料称为人工宝石。人造宝石种类很多，根据其材料不同，主要有人造锆石、亚克力、玻璃石、水晶等一系列人造宝石裸石。

水铝石是一种天然的拥有变色效应的稀有宝石，主要成分是水铝石“AlO(OH)”，其相对密度约为3.40，摩氏硬度约6.5-7.0，折射率约为1.702-1.750，天然水铝石透明度高，微量锰元素导致其具有变色效应，号称宝石界的华丽变色龙，因此具有极高的购买和收藏价值，但天然宝石级水铝石出产量仅有2％，极其稀有，而其出产地更罕有，仅在土耳其的安纳托利亚山脉发现并开采。

现有技术中，市面上流通的所谓人工合成水铝石宝石都是采用变色玻璃制成，其密度、硬度、折射率等物理参数完全达不到天然水铝石宝石标准，现有技术中仅见作为催化剂、吸附剂、填料的拟薄水铝石粉末的合成，未见可作为饰品的宝石级水铝石的人工合成，因此人工制备水铝石的方法对环境保护和经济可持续发展具有重大意义。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种水铝石的制备方法，合成的水铝石可作为宝石饰品应用。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种水铝石的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将Al₂O₃粉体原料与纯水按照摩尔比为1:1的比例混合均匀得到含水Al₂O₃粉末；

步骤二、将含水Al₂O₃粉末采用密封杯包裹后进行预压得到预压块；

步骤三、将预压块进行高温高压烧结，去除包裹后得到水铝石块体；

其中，高温高压烧结条件为：2～20GPa，100～1000℃条件下保温保压烧结1～100min。

采用本发明方法获得的水铝石块体透明度高、块体大，密度、硬度、折射率等物理参数符合天然宝石级水铝石标准，具有理想的人造宝石应用前景。

具体的，所述步骤一中所用Al₂O₃粉体原料的粒径为5nm～100μm。

具体的，所述步骤一中所用Al₂O₃粉体原料要进行真空烧除杂，真空烧的条件为：在真空度为1×10^-1～1×10^-5Pa、温度为500～1500℃条件下处理1～10h。真空烧除杂可以除去Al₂O₃粉体原料表面吸附的氧、氮、水蒸气等杂质，特别是含水Al₂O₃粉末中要严格控制Al₂O₃粉体原料与纯水摩尔比为1:1，从而保证合成的水铝石块体只含有AlO(OH)相，达到天然水铝石标准，因此，真空烧除了发挥传统的除杂功能外，更发挥着保证合成水铝石样品晶相纯度高的关键作用。