專利名稱：制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，更具體地，涉及采用離子注入和 熱處理制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法。
背景技術(shù)：
藍(lán)寶石是一種對可見光透明的單晶氧化鋁。天然的藍(lán)寶石依環(huán)境不同可包含各種 雜質(zhì)，因此單晶氧化鋁的能帶隙受到這些雜質(zhì)的影響。由于此原因，根據(jù)所述雜質(zhì)的種類， 藍(lán)寶石可能具有獨特的顏色，如藍(lán)、綠、紅、黃等，因而能用作經(jīng)雕琢的寶石(gemstone)。通 常，彩色藍(lán)寶石在自然界中大量產(chǎn)生。因為包含在藍(lán)寶石中的雜質(zhì)的量和種類是預(yù)定的，所 以即使在為了將藍(lán)寶石用作經(jīng)雕琢的寶石而對所述藍(lán)寶石進(jìn)行后處理時，提高藍(lán)寶石價值 的能力仍然受到限制。與鉆石不同，彩色藍(lán)寶石具有比透明藍(lán)寶石高幾倍的價值。因此，本 發(fā)明提供一種方法，通過在透明藍(lán)寶石中摻雜各種金屬雜質(zhì)，使藍(lán)寶石能顯示各種顏色。作為使經(jīng)雕琢的寶石著色的常規(guī)方法，使用輻射法、表面擴(kuò)散法及離子注入法。首先，所述輻射法采用如下原理將高能粒子(如α-射線或Y-射線)施加到 經(jīng)雕琢的寶石的表面，這樣誘發(fā)晶格缺陷，從而能使珠寶顯示顏色。也就是，當(dāng)用放射線輻 射藍(lán)寶石時，誘發(fā)晶格缺陷，所述晶格缺陷作為顏色中心?；谶@一原理，根據(jù)輻射的類型 和輻射能的強度，藍(lán)寶石可顯示各種顏色。然而，所述輻射法(其中晶格缺陷是臨時被誘發(fā) 的)是有問題的，由于與氧氣結(jié)合使藍(lán)寶石得以穩(wěn)定，所以即使在藍(lán)寶石離開所述氣氛一 定時間或被稍微加熱時，所述藍(lán)寶石與氧氣結(jié)合，由此使晶格缺陷消失，結(jié)果使藍(lán)寶石的顏 色褪回到其初始顏色。另外，這種輻射法是有問題的，因為施加到藍(lán)寶石的放射線不斷從藍(lán) 寶石發(fā)射，所述藍(lán)寶石受到了放射輻射的污染，因此需要花10年或更長時間來制造所述藍(lán) 寶石。同時，所述表面擴(kuò)散法是通過在藍(lán)寶石表面涂覆雜質(zhì)，然后進(jìn)行熱處理，從而將該 雜質(zhì)擴(kuò)散到藍(lán)寶石中的方法。與上述的輻射法相比，這種表面擴(kuò)散法能解決其中藍(lán)寶石的 顏色褪回到其初始顏色的問題以及其中放射線從藍(lán)寶石發(fā)射的問題。但是，這種方法也是 有問題的，原因在于為了使雜質(zhì)更深入地擴(kuò)散到藍(lán)寶石中，需要長時間及高溫處理，因此， 所述藍(lán)寶石的生產(chǎn)成本相對較高。另外，所述離子注入法是通過在真空中將電離的元素加速而將離子注入藍(lán)寶石的 方法，所述方法的優(yōu)點在于，在注入后退火(post-implantation annealing)后，根據(jù)離子 的種類，所述藍(lán)寶石的能帶隙被改變，因此，顯示各種顏色。然而，所述離子注入法是有問題 的，因為必須考慮離子的種類和化學(xué)反應(yīng)性。此外，這種離子注入法是有問題的，因為在將 離子注入藍(lán)寶石時，當(dāng)所述離子能量過高時，所述藍(lán)寶石的表面被輻射損傷；而當(dāng)能量過弱 時，離子注入僅在藍(lán)寶石的表面發(fā)生，采用這種離子注入法的藍(lán)寶石與采用上述表面擴(kuò)散 法的藍(lán)寶石并無不同。同時，由于元素的添加，所述藍(lán)寶石的著色效果不同于其它經(jīng)雕琢的寶石的效果。 例如，由于鉆石由碳組成，在將氮或硼添加到鉆石中時，所述鉆石顯示黃色和藍(lán)色。相反，即使將非金屬元素氮或硼添加到藍(lán)寶石中，藍(lán)寶石也不顯示獨特的顏色，但是將金屬元素添 加到藍(lán)寶石中時，可顯示獨特的顏色。原因在于，藍(lán)寶石的能帶隙(約9. OeV)遠(yuǎn)大于鉆石 的能帶隙(約5. 5eV)。然而，通過注入后退火進(jìn)行摻雜時，并不是所有金屬元素的添加都使藍(lán)寶石顯示 有價值的顏色。例如，C. Marques等人寫的論文"Nuclearlnstrument and Methods in Physics Research b 59 (1991) 1173-1176”中，報道了將金(Au)添加到藍(lán)寶石中時，所述藍(lán) 寶石顯示暗黑色。然而，在進(jìn)行熱處理時，金和藍(lán)寶石彼此沒有反應(yīng)性，因此不能與鋁和氧 鍵合，因而從大塊藍(lán)寶石中分離，導(dǎo)致沒有顏色的改變。因此，藍(lán)寶石顯示暗黑色的原因在 于所述藍(lán)寶石僅僅是受到藍(lán)寶石中的輻射能損傷。C. Saito ^A^ Wife ^"Nuclear Instrument and Methods inPhysics Research b 218(2004) 139-144"中，報道了將鈷離子添加到藍(lán)寶石中，然后，在800°C和 1000°C對所述藍(lán)寶石進(jìn)行熱處理，因此，得到顯示綠色或淡藍(lán)色的藍(lán)寶石。這里，因為使用 的離子能是20keV，它較低，所以離子注入藍(lán)寶石的深度非常淺。然而，由于所述熱處理，離 子注入藍(lán)寶石僅到非常淺的深度，顯示藍(lán)寶石呈綠色或淡藍(lán)色。另夕卜,Alves 等人在論文"Nuclear Instrument and Methods in PhysicsResearch b 207 0003)55-62”中，報道了將鈦離子和鈷離子添加到藍(lán)寶石后，熱處理中發(fā)生的現(xiàn)象。 結(jié)果，藍(lán)寶石中的鋁被鈦和鈷所取代，所述藍(lán)寶石直至1000°C仍保持穩(wěn)定。他們還報道了， 當(dāng)在還原氣氛下進(jìn)行熱處理時或?qū)⒋罅侩x子添加到藍(lán)寶石中時，所添加的鈦離子或鈷離子 彼此鍵合，因此它們以金屬態(tài)存在。所以，在用于藍(lán)寶石著色的離子注入法中，添加到藍(lán)寶 石的離子量和熱處理氣氛是重要的因素。因此，為了制造不被輻射損傷且其中顏色均勻分布的藍(lán)寶石，本發(fā)明的發(fā)明者已 進(jìn)行了研究。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)藍(lán)寶石被預(yù)定量的、具有預(yù)定能級的金屬離子輻射時，所述 金屬離子被注入到所述藍(lán)寶石中，且在氧化氣氛中加熱所述藍(lán)寶石時，消除了由離子注入 引起的輻射損傷，而且同時所述金屬離子均勻地擴(kuò)散到所述藍(lán)寶石中。基于這些發(fā)現(xiàn)，完成 本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明者一直牢記現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題而完成本發(fā)明，本發(fā)明的目 的是提供一種制造具有高的商業(yè)價值的藍(lán)寶石的方法，通過此方法使藍(lán)寶石表面的損傷最 小化，并且，通過此方法，使所述藍(lán)寶石能均勻地顯示各種顏色。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，所述方法包 括使金屬材料蒸發(fā)，用電子束或高頻波對所述蒸發(fā)的金屬材料進(jìn)行輻射，以將所述蒸發(fā)的 金屬材料加工成等離子體，再通過從所述等離子體中提取所述金屬離子并使所述金屬離子 加速，從而將所述金屬離子注入藍(lán)寶石(步驟1)；以及，在氧氣氣氛或空氣中，對所述注入 了金屬等離子體離子的藍(lán)寶石進(jìn)行熱處理(步驟2)。根據(jù)本發(fā)明的制造藍(lán)寶石的方法，可通過注入離子來制造可顯示各種顏色的藍(lán)寶 石，以及可通過在氧化氣氛中進(jìn)行熱處理，制造不含有輻射損傷及能顯示均勻顏色的藍(lán)寶 石。另外，根據(jù)本發(fā)明，可通過重復(fù)進(jìn)行上述步驟，制造沒有損傷并顯示均勻顏色的藍(lán)寶石。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的注入了鐵離子、隨后在氧化氣氛中進(jìn)行了熱處理的顏色受 控的藍(lán)寶石的圖片；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的注入了鉻離子、隨后在氧化氣氛中進(jìn)行了熱處理的顏色受 控的藍(lán)寶石的圖片；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的注入了鈷離子、隨后在氧化氣氛中進(jìn)行了熱處理的顏色受 控的藍(lán)寶石的圖片；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的步驟1注入了鈷離子的顏色受控的藍(lán)寶石中，采用X-射線 光電子能譜(XPS)得到的Co2p鍵的譜圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的注入了鈷離子、隨后在氧化氣氛下進(jìn)行了熱處理的顏色受 控的藍(lán)寶石中，采用XPS得到的Co2p鍵的譜圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的注入了鐵離子的顏色受控的藍(lán)寶石中，采用能量色散X射 線熒光光譜儀得到的元素的譜圖；以及圖7示出根據(jù)本發(fā)明的注入了鈷離子、隨后在氧化氣氛下進(jìn)行了熱處理的顏色受 控的藍(lán)寶石中的紫外-可見吸收光譜圖。
具體實施例方式本發(fā)明將在下文中詳細(xì)描述。在制造本發(fā)明所述的顏色受控的藍(lán)寶石的方法中，特定的金屬離子鍵合到藍(lán)寶石 中鋁的晶格點上，因此光帶結(jié)構(gòu)被改變引起顏色的變化。也就是，本發(fā)明所述的制造顏色受 控的藍(lán)寶石的方法采用這一原理進(jìn)行。本發(fā)明提供一種以兩個步驟制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法(步驟1和步驟2)。首先，在步驟1中，將金屬離子注入藍(lán)寶石。具體地，通過濺射或加熱，使金屬材料 蒸發(fā)，用電子束或高頻波輻射所述蒸發(fā)的金屬材料，將其加工成等離子體狀態(tài)，然后通過提 取和加速所述金屬離子，將所述等離子體中的離子注入藍(lán)寶石。所述金屬離子可以引起藍(lán)寶石中光能帶隙的變化，通過用藍(lán)寶石中的鋁取代所述 金屬離子來改變藍(lán)寶石中的顏色。所述的金屬材料是選自于由鐵、鈷、鎳、鉻、鈧、鈦、釩、錳、 銅、鋅、釔、鋯、鈮、鉬、碲、釕、銠、鈀和鎘組成的組，且優(yōu)選鐵、鈷和鉻。在所述步驟1中，離子 注入能量為50keV-1000keV。當(dāng)離子注入能量低于50keV時，存在即使發(fā)生顏色顯示，注入 的離子僅集中在藍(lán)寶石表面的問題，因此必須進(jìn)行較長時間的熱處理以使所述離子深入地 擴(kuò)散到藍(lán)寶石中。但是，當(dāng)離子注入能量高于IOOOkeV時，存在藍(lán)寶石被輻射嚴(yán)重?fù)p傷的問 題。在離子注入能量的范圍內(nèi)，為了制造顏色受控的藍(lán)寶石，將所述的金屬離子一次 以5X IO17個離子/cm2或更少的量注入藍(lán)寶石，然后再對所述注入了金屬離子的藍(lán)寶石進(jìn) 行熱處理。重復(fù)進(jìn)行所述金屬離子的注入及所述熱處理1-10次，直到達(dá)到金屬離子的目標(biāo) 濃度。優(yōu)選地，所述金屬離子可以按照一次IX 1015-5 X IO17個離子/cm2的量被注入藍(lán)寶石， 當(dāng)一次注入的金屬離子的量高于5 X IO17個離子/cm2時，存在如下問題所述藍(lán)寶石極不結(jié) 晶，因此損傷的藍(lán)寶石不能通過熱處理輕易地得以修復(fù)，并且，在注入的金屬之間出現(xiàn)離析 現(xiàn)象，因此，散發(fā)的顏色不能得到預(yù)期的效果。
其次，在所述步驟2中，在富氧的氣氛或空氣中，對所述注入了金屬離子的藍(lán)寶石 進(jìn)行熱處理，從而制造顏色受控的藍(lán)寶石。所述熱處理用來減少由金屬離子注入引起的藍(lán)寶石中的晶格缺陷，以及用來將金 屬離子深入地擴(kuò)散到藍(lán)寶石中。在所述步驟2中，所述的熱處理可以如下進(jìn)行通過在預(yù)定 的溫度范圍內(nèi)提高熱處理的溫度從而減少熱處理的時間，或通過降低熱處理的溫度從而增 加熱處理的時間。優(yōu)選地，所述熱處理可在富氧的氣氛或空氣中，在900-1400°C的溫度進(jìn) 行。如果在氧氣缺乏的還原氣氛中進(jìn)行所述熱處理，存在注入的金屬離子的離析導(dǎo)致散發(fā) 不希望的渾濁的顏色的問題。另外，當(dāng)在低于900°C的溫度下進(jìn)行所述熱處理時，存在下述 問題需要花費很多時間來修復(fù)對藍(lán)寶石的輻射損傷，以及所述藍(lán)寶石可能顯示渾濁的顏 色而不是清澈的顏色。相反，當(dāng)在高于1400°C的溫度進(jìn)行所述熱處理時，存在所述藍(lán)寶石可 能有裂縫的問題。關(guān)于此，當(dāng)所述的熱處理在高于500°C的溫度進(jìn)行時，以1°C /min-3°C /min的加熱 速率或冷卻速率對所述的藍(lán)寶石進(jìn)行加熱和冷卻。所述熱處理進(jìn)行2-36個小時。當(dāng)所述熱處理進(jìn)行少于2小時時，存在顏色的顯示 不完整的問題。但是，當(dāng)所述熱處理進(jìn)行超過36小時時，存在由于過度擴(kuò)散可能使顏色稀 釋的問題。其次，在所述步驟3中，重復(fù)進(jìn)行所述步驟1中的金屬離子注入及所述步驟2中的 熱處理，直到達(dá)到所述金屬離子的目標(biāo)濃度。根據(jù)本發(fā)明，在所述步驟1和步驟2中，所述金屬離子的濃度逐漸增加，這樣使藍(lán) 寶石表層的輻射損傷最小化，同時將所述金屬離子均勻地注入所述藍(lán)寶石。隨后，在所述步 驟3中，為了能修復(fù)由所述金屬離子的注入引起的輻射損傷，可將所述步驟1和步驟2重復(fù) 進(jìn)行數(shù)次。在下文中，本發(fā)明將參考下面的實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。這里，提出下面的實施例以闡釋本發(fā)明，而不將本發(fā)明的范圍和特征限定于此。實施例實施例1制造顏色受控的藍(lán)寶石步驟1首先，將無色的藍(lán)寶石放在離子注入機(jī)的真空室的離子輻射夾具上，然后通過濺 射或加熱使鐵蒸發(fā)。其后，將蒸發(fā)的鐵用電子束或高頻波輻射以形成等離子體。隨后，采用 20-50kV的負(fù)電壓，將鐵離子從所述等離子體中分離，然后再將分離的鐵離子用> 50kV的 負(fù)電壓加速，從而采用約IOOkeV的總離子注入能量、按照IX IO17個離子/em2的量，將鐵離 子注入所述藍(lán)寶石中。步驟2將步驟1中得到的注入了鐵離子的藍(lán)寶石以3°C /min的加熱速度加熱6小時，達(dá) 到900°C的溫度。其后，被加熱的藍(lán)寶石以3°C/min的冷卻速率冷卻。將步驟1和步驟2 重復(fù)進(jìn)行數(shù)次，由此增加顏色的深度。實施例2顏色受控的藍(lán)寶石的制造采用與實施例1中相同的方法進(jìn)行實施例2，除了用鉻離子代替鐵離子。這里，使 步驟1和步驟2進(jìn)行一次。
實施例3顏色受控的藍(lán)寶石的制造實施例3采用與實施例1中相同的方法進(jìn)行，除了用鈷離子代替鐵離子。這里，使 步驟1和步驟2進(jìn)行一次。分析1.肉眼的觀察結(jié)果表 1
注入的離子顏色實施例1鐵黃實施例2鉻淡黃實施例3鈷天藍(lán) 在表1和相應(yīng)的圖1-3中示出了實施例1-3中制造的顏色受控的藍(lán)寶石用肉眼觀 察的結(jié)果。從圖1和圖2中可以看出，與沒有注入金屬離子的藍(lán)寶石(圖2的右圖)相比， 注入鐵離子的藍(lán)寶石(圖1)和注入鉻離子的藍(lán)寶石(圖2的左圖)都是黃色的，但是在顏 色的深度上彼此不同。因此，從這些結(jié)果可以看出，可制造根據(jù)金屬離子的種類而顯示各種 顏色的藍(lán)寶石。另外，注入鈷離子的藍(lán)寶石(圖幻是藍(lán)色的，但是它的顏色隨熱處理溫度 的提高和熱處理時間的增加而變得更淡。所述鈷離子深入擴(kuò)散到所述藍(lán)寶石中，從而制造 顏色受控的藍(lán)寶石。
2. X射線光電分光光度計分析為了證實通過鈷離子注入和熱處理改變藍(lán)寶石顏色的機(jī)制，采用X射線光電子能 譜(XPQ (AXIS-NOVA, Kratos)分析注入的鈷的Co2p峰。這里，通過用X射線輻射試樣，然 后測量光電子得到Co2p峰，由此證實鈷原子中電子的結(jié)合態(tài)。從注入的鈷的Co2p光電子 的分析，可以看出，當(dāng)通過所述分析證實藍(lán)寶石的組成元素鋁和氧的結(jié)合態(tài)時，注入的鈷與 藍(lán)寶石通過化學(xué)鍵合，這樣使所述的藍(lán)寶石得以穩(wěn)定，從而制造顏色受控的藍(lán)寶石。圖4和圖5中示出實施例3中制造的藍(lán)寶石采用X射線光電分光光度計的分析結(jié)合。圖4示出顯示實施例3的步驟1中制造的藍(lán)寶石中存在的鈷的化學(xué)鍵合態(tài)的能 譜。在圖4中，778. 7eV的峰表示金屬鈷，783. 6eV的峰表示CoAl2O4以及780. 6eV的峰表示 Co304。從圖4可以看出，因為778. 7eV的峰出現(xiàn)在未經(jīng)熱處理的藍(lán)寶石中，因此藍(lán)寶石中存 在金屬鈷，但是可以看出，因為783. 6eV和780. 6eV的峰出現(xiàn)在該藍(lán)寶石中，鈷與藍(lán)寶石中 的鋁和氧化學(xué)鍵合。換言之，這些事實意味著所注入的金屬離子的能量僅通過金屬離子的 注入充當(dāng)驅(qū)動力，由此形成化合物。然而，以這種方式制造的藍(lán)寶石中的Co、Al和0原子具 有非常低的鍵合穩(wěn)定性，且由于對藍(lán)寶石的輻射損傷，所述藍(lán)寶石顯示黑色。圖5示出顯示在實施例3中的步驟1-3中制造的藍(lán)寶石中存在的鈷的化學(xué)鍵合態(tài) 的能譜。從圖5可以看出，表示金屬鈷的778. 7eV的峰變?nèi)?，而表示由鈷、鋁和氧組成的化 合物的782. 2eV的峰變強。這些事實表明采用熱作為驅(qū)動力，大部分的金屬鈷與鋁和氧穩(wěn)定地鍵合，構(gòu)成所述藍(lán)寶石，由此改變所述藍(lán)寶石的光能帶，從而制造顯示藍(lán)色的藍(lán)寶石。3.能量色散X射線熒光分析為了找出顏色受控的藍(lán)寶石的主要著色源，進(jìn)行能量色散X射線熒光分析。對材 料中存在的元素進(jìn)行定性和定量分析所使用的能量色散X射線熒光分析儀，可以根據(jù)元素 的種類和強度找出主要的著色源。圖6示出實施例1中制造的藍(lán)寶石的能量色散X射線熒光分析的結(jié)果。如圖6所 示，可以看出鐵離子的峰比其他金屬離子的峰更強。這個事實意味著藍(lán)寶石中存在鐵離子。 相反，從圖6可以看出，也出現(xiàn)了鎵和鉻的峰。這個事實表明甚至在鐵離子被注入藍(lán)寶石 之前，藍(lán)寶石中已存在鎵和鉻。換言之，盡管在藍(lán)寶石中存在雜質(zhì)，但是其濃度不足以改變 所述藍(lán)寶石的能帶隙，結(jié)果，藍(lán)寶石的顏色沒有受到所述雜質(zhì)的影響。因此，它意味著藍(lán)寶 石主要的著色源是鐵離子。4.紫外-可見光譜分析為了通過分析實施例3中制造的顏色受控的藍(lán)寶石吸收的波長確定藍(lán)寶石顯示 的顏色，進(jìn)行紫外-可見光譜分析。從紫外-可見光譜分析中，通過觀察可見光區(qū)吸收的波 長，可以推測通過注入鈷的藍(lán)寶石顯示的顏色的種類。圖7示出注入了鈷離子的藍(lán)寶石吸收的波長范圍，所述藍(lán)寶石進(jìn)行了如下處理， 即，在注入鈷離子和熱處理后，用紫外線和可見光線輻射藍(lán)色試樣。從圖7發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā) 明制造的藍(lán)寶石吸收388nm-450nm的波長及588nm-6^nm的波長，而吸收少量其它波長，因 此所述藍(lán)寶石顯示藍(lán)色。
權(quán)利要求
1.一種制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，所述方法包括步驟1 通過濺射或加熱，使選自于由鐵、鈷、鎳、鉻、鈧、鈦、釩、錳、銅、鋅、釔、鋯、鈮、 鉬、碲、釕、銠、鈀和鎘組成的組的一種或多種金屬材料蒸發(fā)，用電子束或高頻波輻射所述蒸 發(fā)的金屬材料，以將所述蒸發(fā)的金屬材料加工成等離子體狀態(tài)，再通過從所述等離子體中 提取所述金屬離子并使所述金屬離子加速，從而將所述金屬離子注入藍(lán)寶石；及步驟2 在氧氣氣氛或空氣中，將所述注入了金屬離子的藍(lán)寶石進(jìn)行熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，其中，所述的金屬材料是選 自于由鐵、鈷和鉻組成的組的一種或多種金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，其中，在所述步驟1中，離子 注入能量是50keV-1000keV。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，其中，所述的步驟1和步驟2 進(jìn)行1-10次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，其中，所述金屬離子以 1 X 1015-5 X IO17個離子/cm2的量注入所述藍(lán)寶石。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，其中，在所述步驟2中，將所 述注入了金屬離子的藍(lán)寶石在900-1400°C的溫度下進(jìn)行熱處理，然后再冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，其中，在所述步驟2中，所述 藍(lán)寶石的熱處理進(jìn)行2-36個小時。
全文摘要
本文公開一種制造顏色受控的藍(lán)寶石的方法，包括使金屬材料蒸發(fā)，用電子束或高頻波輻射所述蒸發(fā)的金屬材料，從而將所述蒸發(fā)的金屬材料加工成等離子體狀態(tài)，然后通過從所述等離子體中提取金屬離子并使所述金屬離子加速而將所述金屬離子注入藍(lán)寶石(步驟1)；以及在氧氣氣氛中或空氣中，將所述注入了金屬等離子體離子的藍(lán)寶石進(jìn)行熱處理(步驟2)。根據(jù)本發(fā)明的制造藍(lán)寶石的方法，通過注入可引起藍(lán)寶石光學(xué)帶隙變化的離子，可以制造可顯示各種顏色的藍(lán)寶石；通過在氧氣氣氛下進(jìn)行熱處理，可以制造不能被輻射損傷且能顯示均勻顏色的藍(lán)寶石。另外，根據(jù)本發(fā)明，通過重復(fù)進(jìn)行上述步驟，可以制造不能被輻射損傷且能顯示均勻顏色的藍(lán)寶石。
文檔編號C30B29/20GK102066624SQ200880129778
公開日2011年5月18日 申請日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者安株衡, 樸在元, 金俊淵, 金永出, 韓長旻 申請人:韓國原子力研究院