陈姿伊，刘 钊，史 淼，付玉蕾

河北地质大学 宝石与材料学院，河北 石家庄 050031

0 引言

氧化锆矿物在自然界中以斜方晶系产出，且发现量极少，因此人工合成出氧化锆矿物晶体一直是科学研究的重要方向。19世纪60年代末，法国科学家发明了一种冷坩埚技术，成功培育出1.27 cm的合成立方氧化锆晶体[1]。之后，俄罗斯科学家改进生产技术并成功培育出可加工尺寸的立方氧化锆晶体[2]。这一方法被命名为凝壳法（冷坩埚熔壳法）。我国科学家于20世纪80年代开始进行合成立方氧化锆技术的研究及生产。目前我国已成为合成立方氧化锆世界第一生产大国[3]。

合成过程中原料通常含有一定量的氧化钇成分，用来缓冲晶体降温时结构相变引起的晶体破碎，因此也称钇稳定立方氧化锆[4]。立方氧化锆的晶体结构与萤石（CaF2）相似，Zr4+代替Ca2+，O2-代替F-位置。Y3+/Ca2+半径与Zr4+半径相近，可以代替Zr4+的位置。Zr4+和O2-的配位数原为8和4，但将稳定剂加入后，会造成晶格空位，从而产生色心。

如今，在珠宝市场中彩色立方氧化锆深受消费者欢迎，为满足多样性的需求，市场上也仍有新颜色的立方氧化锆进入。目前市场上不同颜色的合成立方氧化锆的相关研究仍然不够充分，本文针对不同颜色的合成立方氧化锆，对其谱学特征及致色元素进行研究，结合前人研究进行对比分析，为人工宝石合成工艺进一步研究提供理论依据。

1 实验样品介绍

目前合成立方氧化锆最主要的方法是冷坩埚熔壳法。主要使用高频线圈来进行加热，可以将装置内的原料加热到1 200℃，其中的原料多为二氧化锆、锆金属片与稳定剂，稳定剂主要有Y2O3、MgO、CaO等。……