玻璃和塑料与其他仿宝玉石材料.ppt

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1、4 玻璃和塑料与其他仿玻璃和塑料与其他仿宝玉石材料宝玉石材料4 玻璃和塑料与其他仿宝玉石材料玻璃和塑料与其他仿宝玉石材料讲授提纲讲授提纲4.14.1玻璃玻璃概述概述玻璃的分类与化学组成玻璃的分类与化学组成玻璃的生产工艺玻璃的生产工艺玻璃脱蜡铸造法玻璃脱蜡铸造法4.24.2塑料塑料塑料的组分与分类塑料的组分与分类塑料的特性塑料的特性仿宝玉石材质的塑料饰品仿宝玉石材质的塑料饰品有机玻璃饰品及制作方法有机玻璃饰品及制作方法4.34.3其他人造晶体材料其他人造晶体材料立方氧化锆立方氧化锆钇铝榴石钇铝榴石钆镓榴石钆镓榴石钛酸锶钛酸锶碳化硅碳化硅4.44.4拼合石拼合石拼合石的构成与搭配原则拼合石的构成与

2、搭配原则举例举例Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry4.1玻璃玻璃概述玻璃的分类与化学组成玻璃的生产工艺玻璃脱蜡铸造法Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry概述概述n n 玻璃是一类材质优良、资源丰富、制造技术成熟和成本低廉的、适合大量生产的人造无机非金属材料。n n玻璃在我国古代也叫谬琳、琉璃、陆璃、颇璃等。通常：n n把透明度比较高的器物叫做玻璃；把透明度比较高的

3、器物叫做玻璃；n n呈半透明有玻璃光泽的饰件称为琉璃；呈半透明有玻璃光泽的饰件称为琉璃；n n不太透明而有玻璃光泽的饰件称为料器。不太透明而有玻璃光泽的饰件称为料器。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry玻璃的结构及物理化学性质玻璃的结构及物理化学性质n n玻璃是无规则结构的非晶态固体，玻璃态物质的质点排列总的说是无规则的和统计均匀的，因此，它的物理化学性质在任何方向都是相同的。n n不同化学组成和结构的玻璃具有不同的物理性质，为此人们可以设计不同的化学组成，获得不同性质的玻璃。M

4、achining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry玻璃的结构及物理化学性质玻璃的结构及物理化学性质n n物理性质如下：物理性质如下：(1)(1)颜色颜色 可以按照制品需要，可以按照制品需要，制成各种颜色；制成各种颜色；(2)(2)透明度透明度 可以按照制品需要可以按照制品需要获得不同的透明度，大多数获得不同的透明度，大多数品种是透明的，少数为半透品种是透明的，少数为半透明至不透明的；明至不透明的；(3)(3)光泽光泽 具有典型的玻璃光泽；具有典型的玻璃光泽；(4)(4)光学性质光学性质 各向同性

5、；各向同性；Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry玻璃的结构及物理化学性质玻璃的结构及物理化学性质(5)(5)折射率折射率 折射率范围一折射率范围一般为般为1.441.441.71.7，最高可，最高可达达1.951.95，大于，大于1.71.7的较软，的较软，较少用于仿宝石用途；较少用于仿宝石用途；(6)(6)色散色散 可以制得不同的可以制得不同的色散，如色散，如0.0090.009（无铅），（无铅），0.098(0.098(含铅含铅)，0.037(0.037(仿钻仿钻石石)；(7

6、)(7)特殊光学效应特殊光学效应 某些品种具有猫眼、变某些品种具有猫眼、变色等效应；色等效应；(8)(8)莫氏硬度莫氏硬度 可以制得不可以制得不同的硬度，一般范围为同的硬度，一般范围为5 57 7；Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry玻璃的结构及物理化学性质玻璃的结构及物理化学性质(9)(9)密度密度 可制得可制得不同的密度，不同的密度，一般范围在一般范围在2.02.04.2g4.2gcm3cm3(10)(10)韧性韧性 一般较一般较差，易破碎；差，易破碎；(11)(11)内含物

7、内含物 有时有时有些玻璃熔化有些玻璃熔化质量欠佳含结质量欠佳含结石等杂质；石等杂质；(12)(12)导热性低；导热性低；(13)(13)化学稳定性化学稳定性较好；较好；彩色玻璃原料Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry玻璃的分类与化学组成玻璃的分类与化学组成模仿天然宝玉石材质的玻璃仿水晶仿水晶石英玻璃、铅玻璃石英玻璃、铅玻璃仿红宝石、蓝宝石、绿宝石仿红宝石、蓝宝石、绿宝石彩色晶质玻彩色晶质玻璃璃仿猫眼石仿猫眼石加入玻璃纤维的玻璃加入玻璃纤维的玻璃仿蛋白石（欧泊）仿蛋白石（欧泊）斯洛

8、克姆宝石（玻璃）斯洛克姆宝石（玻璃）仿砂金石仿砂金石加入三角形铜片的玻璃加入三角形铜片的玻璃Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry玻璃的生产工艺玻璃的生产工艺Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry玻璃脱蜡铸造法玻璃脱蜡铸造法Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewel

9、ry4.2塑料塑料塑料的组分与分类塑料的特性仿宝玉石材质的塑料饰品有机玻璃饰品及制作方法Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry塑料的组分与分类塑料的组分与分类n n塑料的组成除了称为树脂塑料的组成除了称为树脂(也可以称也可以称作高聚物作高聚物)的高分子化合物外，还有的高分子化合物外，还有某些具有特殊用途的添加剂某些具有特殊用途的添加剂(或称助或称助剂剂)。添加剂可以根据需要适当选用，。添加剂可以根据需要适当选用，也可以不添加。也可以不添加。n n树脂是塑料的最基本最重要的组分，树脂

10、是塑料的最基本最重要的组分，它决定着塑料的基本性质，这就是它决定着塑料的基本性质，这就是人们为何常用塑料中的树脂的名称人们为何常用塑料中的树脂的名称来划分塑料和称呼塑料的缘由。来划分塑料和称呼塑料的缘由。n n塑料的主要添加剂有增塑剂、稳定塑料的主要添加剂有增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、填料剂、润滑剂、着色剂、填料(包括增包括增强材料强材料)等。等。塑料树脂添加剂Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry塑料的组分与分类塑料的组分与分类n n按照不同化学组成、不同生产流程的塑料。以及

11、按照不同化学组成、不同生产流程的塑料。以及不同应用要求，可以制造出不同品种的塑料。不同应用要求，可以制造出不同品种的塑料。(1)(1)按照使用特性分类按照使用特性分类 有通用塑料、特种塑料两种。有通用塑料、特种塑料两种。(2)(2)按照受热呈现的基本行为分类按照受热呈现的基本行为分类 有热塑性塑料和有热塑性塑料和热固性塑料。热固性塑料。(3)(3)按照成型加工方法分类按照成型加工方法分类 有压出成型、注射成型、有压出成型、注射成型、中空成型、模压成型、压延成型、搪塑成型、浇中空成型、模压成型、压延成型、搪塑成型、浇铸成型、发泡成型等。铸成型、发泡成型等。n n目前，通用塑料的主要品种有聚乙烯、

12、聚氯乙烯、目前，通用塑料的主要品种有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料等。其中，人们常聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料等。其中，人们常见的装饰用塑料是名为见的装饰用塑料是名为“有机玻璃有机玻璃”的聚甲基丙的聚甲基丙烯酸甲酯。烯酸甲酯。塑料的挤出成形Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry塑料的特性塑料的特性(1)(1)颜色颜色 可以制成各种颜色；可以制成各种颜色；(2)(2)透明度透明度 透明、半透明至不透明；透明、半透明至不透明；彩色塑料彩色塑料彩色塑料彩色塑料Machinin

13、g of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry塑料的特性塑料的特性(3)(3)光泽光泽 具有典型的蜡状光泽、树脂光泽，某些品种有各种具有典型的蜡状光泽、树脂光泽，某些品种有各种荧光；荧光；(4)(4)光性光性 各向同性；各向同性；(5)(5)折射率折射率 1.55 1.551.661.66，有时显异常双折射；，有时显异常双折射；(6)(6)发光性发光性 某些品种在紫外线下呈强荧光；某些品种在紫外线下呈强荧光；(7)(7)莫氏硬度莫氏硬度 1.5 1.53 3；(8)(8)密度密度 纯塑料一般在纯塑料一般在

14、1.051.051.55g1.55gcm3cm3，加入配料后密度，加入配料后密度会加大；会加大；(9)(9)加工性加工性 比较强，具有不同程度的可切性；比较强，具有不同程度的可切性；(10)(10)可燃性可燃性 可燃烧，并散发典型的辛辣气味；可燃烧，并散发典型的辛辣气味；(11)(11)内含物内含物 内部可能有气泡、漩涡纹及弯曲的色带等。内部可能有气泡、漩涡纹及弯曲的色带等。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry仿宝玉石材质的塑料饰品仿宝玉石材质的塑料饰品n n如果，我们能按照一定

15、的材如果，我们能按照一定的材质要求，适当地选择或合成质要求，适当地选择或合成某些塑料材料，就可以模仿某些塑料材料，就可以模仿各种有机宝石的材质，如琥各种有机宝石的材质，如琥珀、煤精、龟甲、珍珠、珊珀、煤精、龟甲、珍珠、珊瑚、贝壳等；也可以模仿一瑚、贝壳等；也可以模仿一些玉石，如翡翠、青金石、些玉石，如翡翠、青金石、欧泊、绿柱石等；通过表面欧泊、绿柱石等；通过表面镀膜处理后，还可以模仿金镀膜处理后，还可以模仿金属材料的表面光泽，如黄金属材料的表面光泽，如黄金和白银的色泽等。和白银的色泽等。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem

16、 and Design of Jewelry有机玻璃饰品及制作方法有机玻璃饰品及制作方法n n有机玻璃可以做成模仿水晶、珍珠、玉石、象牙、玛瑙等的仿真首饰。n n有机玻璃饰品的加工方法很多，通常是按照产品造型的不同及制作方法。目前，有机玻璃饰品经常使用下面技术来制造。n n注射成型法注射成型法n n热成型法热成型法n n冷加工法冷加工法n n焊接法焊接法Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry4.3其他人造晶体材料其他人造晶体材料立方氧化锆钇铝榴石钆镓榴石钛酸锶碳化硅Machinin

17、g of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry立方氧化锆立方氧化锆(Cubic Zirconia)简称简称CZCZ，又名苏联钻。苏联科学院列别捷夫固体物理研究所的科学家们，又名苏联钻。苏联科学院列别捷夫固体物理研究所的科学家们研制出来的，并于研制出来的，并于19761976年申请了专利年申请了专利 。化学组成化学组成 ZrO2 ZrO2，通常加入，通常加入CaOCaO或或Y Y2 2O O3 3作为稳定剂，另外加入作为稳定剂，另外加入NdNd、CoCo、CeCe、PrPr、TiTi、CrCr等元素作为着色

18、剂，可以呈现各种颜色。等元素作为着色剂，可以呈现各种颜色。晶体结构晶体结构 等轴晶系，常呈块状；等轴晶系，常呈块状；(1)(1)颜色颜色 可以制成各种颜色；可以制成各种颜色；(2)(2)透明度透明度 透明；透明；(3)(3)光泽光泽 强玻璃光泽；强玻璃光泽；(4)(4)光学性质光学性质 各向同性各向同性(5)(5)折射率折射率 2.15 2.152.192.19，单折射，单折射(6)(6)色散色散 0.060 0.060；(7)(7)发光性发光性 一般呈黄色，黄绿色荧光；一般呈黄色，黄绿色荧光；(8)(8)莫氏硬度莫氏硬度 8.5 8.5；(9)(9)密度密度 一般在一般在5.65.66g6g

19、cmcm3 3。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry立方氧化锆（立方氧化锆（ZrO2)合成立方氧化锆的性质与钻合成立方氧化锆的性质与钻石的性质很接近石的性质很接近,常用来仿常用来仿制钻石。制钻石。n n折射率高达折射率高达2.172.17，色散为，色散为0.060.06，与钻石的，与钻石的2.422.42和和0.0440.044非常接近。宝石成品非常接近。宝石成品的彩色闪光更为艳丽。的彩色闪光更为艳丽。n n摩氏硬度为摩氏硬度为8.58.5，仅略低于，仅略低于红蓝宝石。将它琢磨成

20、圆红蓝宝石。将它琢磨成圆钻形的棱面石后，外观与钻形的棱面石后，外观与钻石几乎无法分辨。钻石几乎无法分辨。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry钇铝榴石钇铝榴石(Yttrium Aluminium Garnet)化学组成化学组成 Y Y3 3AlAl5 5O O1212简称简称YAGYAG，又称美国钻。，又称美国钻。钇铝榴石的晶体结构是等轴晶系，常呈块状钇铝榴石的晶体结构是等轴晶系，常呈块状;(1)(1)颜色颜色 可以制成各种颜色，有变色效应；可以制成各种颜色，有变色效应；(2)(2

21、)透明度透明度 透明；透明；(3)(3)光泽光泽 玻璃光泽；玻璃光泽；(4)(4)光学性质光学性质 各向同性；各向同性；(5)(5)折射率折射率 1.94 1.94，单折射；，单折射；(6)(6)色散色散 0.028 0.028；(7)(7)发光性发光性 不同颜色的钇铝榴石，可以呈现不同的荧光；不同颜色的钇铝榴石，可以呈现不同的荧光；(8)(8)莫氏硬度莫氏硬度 8 8；(9)(9)密度密度 一般在一般在4.54.54.664.66cmcm3 3Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelr

22、y钇铝榴石钇铝榴石n n这是一种仿钻石的极好材料，微均质体，亚金刚这是一种仿钻石的极好材料，微均质体，亚金刚光泽，硬度光泽，硬度8-8.58-8.5，色散柔和，与金刚石相似。但，色散柔和，与金刚石相似。但起比重比钻石大，硬度稍低，观察刻面宝石的腰起比重比钻石大，硬度稍低，观察刻面宝石的腰围处，钇铝榴石中可见磨盘留下的斜擦痕，而钻围处，钇铝榴石中可见磨盘留下的斜擦痕，而钻石则呈毛玻璃状。石则呈毛玻璃状。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry钆镓榴石钆镓榴石(Gadolinium Ga

23、llium Garnet)n n简称简称GGGGGG。n n化学组成化学组成 Gd Gd3 3GaGa5 5O O1212：n n晶体结构晶体结构 等轴晶系，常呈块状；等轴晶系，常呈块状；n n(1)(1)颜色颜色 一般为无色至浅褐色黄色；一般为无色至浅褐色黄色；n n(2)(2)透明度透明度 透明；透明；n n(3)(3)光泽光泽 玻璃光泽；玻璃光泽；n n(4)(4)光学性质光学性质 各向同性各向同性n n(5)(5)折射率折射率 1.95 1.952.002.00n n(6)(6)色散色散 0.045 0.045；单折射；单折射n n(7)(7)发光性发光性 在短波紫外线下呈现中至强的橙

24、色荧光；在短波紫外线下呈现中至强的橙色荧光；n n(8)(8)莫氏硬度莫氏硬度 5.57 5.57，无解理；，无解理；n n(9)(9)密度密度 7.05g 7.05gcmcm3 3。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry钛酸锶钛酸锶(StrontiumTitanate)又称瑞士钻。又称瑞士钻。化学组成化学组成 SrTiO SrTiO3 3。晶体结构晶体结构 等轴晶系，常呈块状；等轴晶系，常呈块状；(1)(1)颜色颜色 可以制成各种颜色；可以制成各种颜色；(2)(2)透明度透明度

25、透明；透明；(3)(3)光泽光泽 玻璃光泽至亚金刚光泽玻璃光泽至亚金刚光泽(4)(4)光学性质光学性质 各向同性；各向同性；(5)(5)折射率折射率 2.41 2.41，单折射；，单折射；(6)(6)色散色散 0.19 0.19，很强；，很强；(7)(7)发光性发光性 一般为惰性；一般为惰性；(8)(8)莫氏硬度莫氏硬度 5 56 6，抛光性能差，抛光性能差(9)(9)密度密度 5.15g/cm 5.15g/cm3 3。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry碳化硅碳化硅(Synth

26、etic-moissanie)主要化学组成主要化学组成 SiC SiC，另含少量的，另含少量的AlAl、FeFe、CaCa、MgMg等元素等元素晶体结构晶体结构 六方晶系六方晶系(1)(1)颜色颜色 灰蓝色、灰绿色、无色；灰蓝色、灰绿色、无色；(2)(2)透明度透明度 透明；透明；(3)(3)光泽光泽 亚金刚光泽；亚金刚光泽；(4)(4)光学性质光学性质 一轴晶，正光性；一轴晶，正光性；(5)(5)折射率折射率 2.152.19 2.152.19；(6)(6)色散色散 0.104 0.104；(7)(7)发光性发光性 无；无；(8)(8)莫氏硬度莫氏硬度 9.5 9.5；(9)(9)密度密度

27、3.22g 3.22gcmcm3 3。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry4.4拼合石拼合石拼合石的构成与搭配原则举例Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry拼合石拼合石拼合石是一种由不同材拼合石是一种由不同材质的两部分或更多部分质的两部分或更多部分粘接而成的半天然半人粘接而成的半天然半人造的复合宝石。通过制造的复合宝石。通过制作某些特定材质的拼合作某些特定材质的拼合石

28、，可以用它来弥补天石，可以用它来弥补天然宝石的材质缺陷或资然宝石的材质缺陷或资源匮乏。但是，也要防源匮乏。但是，也要防止以拼合石冒充天然整止以拼合石冒充天然整体宝石的体宝石的“鱼目混珠鱼目混珠”方式的不良行为。方式的不良行为。以石榴石为顶的拼合石以石榴石为顶的拼合石Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry拼合石举例（拼合石举例（1）Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry拼

29、合石举例（拼合石举例（2）Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry拼合石的构成与搭配原则拼合石的构成与搭配原则n n各种天然材料、合成材料或仿制材料，一般都可以作为拼合石的构成部分。但是，为了提升拼合石的装饰效果，拼合材料的选用应该符合下述的一定的搭配原则。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry拼合石的构成与搭配原则拼合石的构成与搭配原则(1)(1)首先按照拼合石的整体设

30、计思路，确定拼合宝石首先按照拼合石的整体设计思路，确定拼合宝石的主要观赏面的主要观赏面(冠部或顶部冠部或顶部)的材料，一般选择优的材料，一般选择优质的天然宝石。质的天然宝石。(2)(2)按照冠部或顶部材料的特性，选择与其相似或相按照冠部或顶部材料的特性，选择与其相似或相衬的下层拼合材料。衬的下层拼合材料。(3)(3)为了保护易损表面或放大主要观赏面的纹理，可为了保护易损表面或放大主要观赏面的纹理，可以选择硬质透明材料蒙面或琢磨成凸弧面型以选择硬质透明材料蒙面或琢磨成凸弧面型(起到起到放大镜作用放大镜作用)。(4)(4)为了增大宝石体积或主要观赏面的面积，可以选为了增大宝石体积或主要观赏面的面积

31、，可以选择相同或相似的材料进行拼合，材质相对比较好择相同或相似的材料进行拼合，材质相对比较好的部分放置在主要观赏面或其中心部位。的部分放置在主要观赏面或其中心部位。Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry4 复习与思考复习与思考1.常用的仿宝玉石材料有哪些？为何可仿宝玉石？2.玻璃的成分如何？3.塑料的成分如何？4.常见人造宝石晶体材料有哪些？5.拼合石构成及其搭配原则？Machining of Gem and Design of JewelryMachining of Gem and Design of Jewelry