制造水晶，红宝石，钻石

尚翠

制造水晶，红宝石，钻石。在实验室，我们有办法设计一种环境，这环境是跟天然矿物在上古生成时的环境具相似的条件。由是合成矿物及单结晶的研究，在科学家巧妙安排下，得以在实验室展开。一九五八年，美国之通用电气公司于高温高压下，成功地制造了钻石。这制造出的合成钻石，虽可做工业用之耐磨材料，但如把它当作装饰品，则其颗粒仍嫌太小。制造水晶及红宝石可采用水热操作法（Hydrothermal process）。此方法是于密闭器，含水的状态下，使物质在摄氏一百度以上之环境下起反应，产生新物质或增大其颗粒。人工制造的合成矿物及单结晶，不但可递补天然产品的不足。如在制造过程中改变一些条件，或在起始原料中掺入少量之不纯物；可获得具特殊颜色的产品。例如在红碧玺中（其主要成份为氧化铝）含2－3％之氧化铬，则呈红色。含0.1－0.2％则呈粉红色。天然产之矿物大都微含不纯物如想获得较纯之矿物，还是靠人工合成来得简便。
色心构造所引起之颜色，可以因加热或光之照射而使其褪色，这是因为在捕捉构造内之电子或电子空洞可以吸收热能或光能而逃离捕捉构造，造成色心构造之消失。当然如果再加以放射线之照射，这些颜色仍可恢复，这也是由色心构造引起晶体颜色的一大特征。
由色心构造所引起之矿物颜色，最典型的代表例子即是墨水晶，它的黑色可由无色透明水晶在实验室放射线照射下而得到，天然墨水晶在铀矿物富集地区经常出现，也是很好的证据。墨水晶的著色原因，是由于石英SiO2的构造中有Al3+取代Si4+（不足之价数由其他＋１价之离子，如Na+或H+等补足，而维持电价之中和），在Al3+旁之氧离子之配对电子之一若经放射线之照射，则可被击出而位移，产生未配对电子之电子空洞色心构造。其他常见之由色心构造引起颜色之矿物，有紫水晶、萤石（紫）、岩盐（蓝、黄）、方解石（黄、棕）等。
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