苏联发明的“冷坩埚”法至今仍是主要的合成方法。首先以铜管绕成杯状,铜管内注入冷却水。在杯内加入少量锆金属片,中间加入氧化锆及安定剂粉末,并加以压紧。整个设备以无线电频感应线圈包围。
当感应线圈通电时,锆金属因感应产生电流,被加热至高温镕化,并传热至内部的氧化锆将其镕化。
冷却水使杯中接近表面1-2mm的氧化锆维持固态。经过数小时加热后,逐渐减少热力,无瑕的柱状晶体开始形成。之后在1,400°C用长时间退火,消除晶体中的应力。经退火后的晶体通常为5cm长,2.5cm阔,便可以被切割成宝石。
若果在原料内加入不同的金属氧化物,可以获得不同颜色的晶体。例如:
铈:黄、橙、红
铬:绿
钕:紫
铒:粉红
钛:金棕
部分生产商亦有以不同方法改良产品,***常见的是在立方氧化锆表面以蒸气凝结加上一层类金刚石碳(diamond-like carbon, DLC)。
得出的产品比普通氧化锆更硬,看起来亦更为似钻石。
另一种方法是在表面上以真空喷上一层金属氧化物,使其出现晕彩。但是与镀上类钻石碳不同,这种加工是可以被磨损的。
鉴定要点
自从20世纪70年代中期制成立方氧化锆后,立方氧化锆随之取代所有的磨制假钻石的原料,是由于它有着与真钻石非常相近的性质。首先,立方氧化锆的折光率为2.17,色散0.06,与钻石很接近,又与钻石同属均质性。
立方氧化锆的硬度高达8.5,这使它琢磨成宝石后,可以镶嵌在首饰上长期佩戴,不会被划伤磨毛而失去光泽。立方氧化锆可以制出透明度******、完全无色的产品。
这样,将它磨成宝石后,外观与钻石非常相似。据说在刚生产出来的那几年,用它冒充真钻石使一些有经验的宝石界人士也上过当。
立方氧化锆与钻石仍有不少差别;首先是硬度,什么物质也比不上钻石,立方氧化锆也不例外的低于它。此外,立方氧化锆的比重高达5.6—6,是钻石的1.6—1.7倍。
有条件用仪器测一下比重,立即可以区别。 立方氧化锆的商品代号为CZ,因此,用它磨成的假钻石 也常叫做“CZ钻”。
CZ钻由于价格非常低廉,可外观又极像钻石,因此获得 了广大顾客的欢迎,不***一般人常戴镶CZ钻的首饰,就是拥 有真钻石首饰的人,平时为了安全,也佩戴镶CZ钻的首饰。立方氧化锆的产量也与日俱增,***美国的年产量已 超过l0亿克拉,即200吨立方氧化锆造成的“宝石”立方氧化锆(Cubic Zirconia,简称 CZ),亦被称作“方晶锆石”、“苏联钻”或“苏联石”, 是二氧化锆(Zirconia,ZrO2)晶体的一种。
氧化锆天然存在时大部份为单斜晶体(mono-clinic),主要以矿物“钭锆石”(Baddeleyite)存在。以立方单晶体存在的氧化锆在天然中极为罕有,但现时经常以人工方法合成,被广泛用作钻石的代替品。
因为这种人工合成方法在苏联发明及***先使用,故此立方氧化锆亦被称为“苏联钻”或“苏联石”。立方氧化锆有时被称作“方晶锆石”,但这名称并不完全正确;因为锆石(Zircon)是天然存在宝石的一种,其化学成份为硅酸锆(Zirconium Silicate,ZrSiO4),与合成的立方氧化锆为两种不相同的物质;而且氧化锆的方晶相其实还分为立方晶(Cubic)及正方晶(Tetragonal)两种。
立方氧化锆在光学上与钻石(金刚石)非常接近,一般人未必能分别两者。但是在显微镜下二者仍然有一定分别:
色散:立方氧化锆的色散为0.060,高于钻石的0.044。因此立方氧化锆看来比钻石更为熣灿。
