论文总字数：26953字

摘 要

红宝石、蓝宝石作为装饰品一直广受大众欢迎，其本质为达到宝石品质的刚玉晶体，即晶体。其中呈现红色的宝石为红宝石，其他所有颜色宝石称为蓝宝石，其致色机理主要是由于宝石中含有的金属阳离子种类不同及其价态不同而呈现不同色调。刚玉宝石经过一定条件热处理可实现改善透明度、改变色调等效果。例如产自斯里兰卡的一种名为Geuda的宝石，天然状态呈现不透明或半透明的乳白色或黄色，在经过一定条件热处理改变其中离子价态后，呈现耀眼的蓝色，变为外观亮丽、受人喜爱的蓝宝石。本实验中主要采用产自斯里兰卡的透明或淡色蓝宝石进行不同温度、不同气氛条件下的热处理，以求实现增加蓝色调、改善透明度等效果。主要分为几个部分：一、在一氧化碳气氛条件下进行热处理；二、在氢气还原气氛条件下进行热处理；三、在硼酸-碳酸钠混合助熔剂条件下进行热处理。之后，总结出较好的宝石热处理工艺。

关键词：刚玉、热处理、致色机理、气氛、温度

Exploration of Heat Treatment Process of Corundum Crystal in Nature

Abstract

Rubies and sapphires have always been popular as decorations, of which the essence is actually the corundum whose quality meets the standard of gemstone, in other words, crystals. Thereinto, the red gemstones are called rubies, the others are called sapphires. The main causes of the differences in visual appearance include the differences of metal ions which the gemstones contain and the different valences of the ions. After some heat treatments with certain factors, the transparencies and colors of the corundum gemstones can be improved. For instance, the “geuda” sapphires from Sri Lanka, the unheated stones variously appeared as ivory-white or yellow forms and were opaque to semi-translucent, however, may be
transformed to valuable blue sapphires after heat treatment. In this experiment, we choose some translucent or tinged sapphires from Sri Lanka, changing the heating temperature and the heating atmosphere of the heat treatments in order to improve the blue tone, transparency and fill cracks of the gemstones. There are three main parts in this experiment: 1. a reducing heating atmosphere of CO, 2. a reducing heating atmosphere of , 3. Borax and sodium carbonate are used as flux, change their proportion during the heat treatments. Then, we’ll find more suitable heat-treating conditions.

KEY WORDS: Corundum, Heat Treatment, mechanism of coloration, Heating Atmosphere, Heating Temperature

目 录

自然界中刚玉晶体的热处理工艺探索 I

摘 要 I

Exploration of Heat Treatment Process of Corundum Crystal in Nature II

Abstract II

第一章 绪论 5

1.1引言 5

1.2 背景介绍 6

1.3 实验原理 6

1.3.1 刚玉宝石的致色原理 6

1.3.2 蓝宝石改色原理及可能性 7

1.3.3 热处理过程中的扩散 8

1.3.4 热处理中热的作用及条件控制 9

1.3.5助熔剂的选择 9

1.4 实验方案 9

第二章 实验仪器和实验材料 11

2.1 热处理电炉 11

2.1.1 KTL1600型管式炉 11

2.1.2 KBF16Q型气氛箱式炉 11

2.1.3 KSL-1700X型高温箱式炉 11

2.2 实验材料 12

2.2.1刚玉宝石 12

2.2.2 实验药品 13

2.2.3 刚玉坩埚 13

2.3 X射线衍射分析仪 14

2.4 荧光发射谱分析 14

第三章 一氧化碳还原气氛下蓝宝石热处理 16

3.1 一氧化碳气氛的制备方法 16

3.2 1300℃一氧化碳气氛下宝石热处理 17

3.3 1400℃一氧化碳气氛下宝石热处理 19

3.4 1500℃一氧化碳气氛下宝石热处理 20

3.4.1 2号宝石1500℃一氧化碳条件下热处理 20

3.4.2 1号宝石1500℃一氧化碳条件下热处理 23

3.4.3 7、8号样品1500℃一氧化碳条件下热处理 26

3.4.4 7号样品1500℃一氧化碳条件下热处理 29

第四章 探究其他条件对宝石热处理的影响 31

4.1 添加助熔剂的宝石热处理实验 31

4.1.1 助熔剂条件宝石热处理 31

4.1.2 控制助熔剂剂量宝石热处理 32

4.1.3 助熔剂、条件下宝石热处理 34

4.2 氢气还原条件下宝石热处理 35

第五章 总结与期望 37

致谢 38

第一章 绪论

1.1引言

天然宝石作为装饰品一直广受大众欢迎，其具有极高观赏性的原因无外乎透明的质地和绚丽的色彩。而红宝石、蓝宝石作为四大宝石中的一类，更是深受人们追捧。不仅如此，刚玉宝石在工业、医学、物理以及科研领域方面也有其各自用途，红宝石是红宝石激光器的主要工作物质，蓝宝石可作为衬底材料（半导体如InN衬底）、窗口材料（表盘、显示屏、精密仪器等）。但是自然界中的宝石是有限的，品质好、质地纯的宝石则更加稀少，大多数未经处理的天然宝石会出现裂痕、浑浊、透明度低、颜色不统一、颜色分布不均匀的情况，这样的宝石市场价值并不高。因此当今社会对刚玉宝石需求量相对较大，加之传统刚玉宝石资源的枯竭，宝石优化的重要性显得日益突出。实际上，宝石改色处理技术早已有之，虽然人工处理的宝石在装饰收藏方面不如天然宝石受人青睐，但成熟的改色工艺对于进行工业等用途的宝石来说已经足够，可以提升本身劣质的宝石的市场价值。对于刚玉宝石的改色加工工艺由此得到很高重视，世界范围内曾形成以泰国、斯里兰卡、澳大利亚等国家为首的研究中心。与斯里兰卡、泰国等地先进的宝石热处理技术相比，我国的刚玉宝石加工工艺仍不成熟，在宝石人工改色、致色方面的研究还有较长路要走。

刚玉宝石主要成分为。对于大多数天然刚玉宝石来说，往往结构复杂，内部成分组态差别较大，但总体上来说，刚玉宝石致色原理是由于宝石中含有不同种类、价态的金属阳离子。如红宝石中红色主要来自铬离子，一般为，含量一般在0.1~3%；蓝宝石中蓝色主要来自和之间的电荷转移；其他颜色如黄色一般来自等金属离子。从原子结构和组态上来说，不同的金属离子由于配位场不同，导致轨道能级分裂状态及电子排布不同，在电子跃迁过程中能量变化不同，吸收的光波长不同，我们在光下看到的宝石即呈现出不同颜色。

对于刚玉宝石改色、致色处理，其本质就是改变宝石中金属阳离子的数量、种类或价态。纯刚玉中不含有金属阳离子，因此不显色，在热处理过程中只改变处理温度是行不通的，此时还要加入对应的致色阳离子。此时运用到的原理为杂质的“晶格扩散”，即使杂质金属离子穿透宝石表面扩散进入宝石内部，此种方法之前也被称作“体积扩散”，相对于“表面扩散”（一种物质仅在材料表面扩散而不进入内部）。而一些品质不好的刚玉宝石是由于金属离子价态不恰当引起，此时需要调节热处理时的气氛，如氧化、还原气氛条件下热处理分别会导致阳离子价态升高、降低，借此来达到使宝石改色的目的。而热处理中加热的作用主要是使气体分子或者掺杂物质扩散作用增强，有利于进入宝石内部，实现宝石的改色致色。

1.2 背景介绍

据了解，人们对宝石进行改色处理已经有相当长的历史，考古学家发现，在新石器时代（距今1.4万年-4千万年前）遗迹中发现的玛瑙串珠饰物既有进行过高温加热而改色所留下的痕迹，当然这些处理痕迹也可能是在历史演变过程中由环境原因所引起，其具体成因已不可考。除此以外，可以确定的早期人为进行的宝石热处理却源自偶然，人们无意中发现在火灾中遗体上或被遗落的宝石饰物经过火烧后，其颜色、品质相较之前有了明显的提升，这启发人们可以将宝石进行一定条件热处理来提升其外观品质。

尽管宝石热处理方法由来已久，但是其真正大范围应用在商业用途只有几十年历史，其中最著名的实例是斯里兰卡“Geuda”宝石，未经处理的原石色泽差、缺乏视觉美感，不能作为观赏宝石，天然宝石呈现乳白色或淡黄色，半透明或不透明的外观，因此被译为“牛奶石”。但经过还原气氛下的热处理后即变为熠熠生辉、色泽亮丽的蓝宝石，商业价值明显提升。也正是因为热处理对刚玉宝石外观提升较为明显，时下市面可见的红蓝宝石大部分经过热处理，且珠宝界对于热处理普遍认同，认为其和天然宝石等同，无需特别注明，予以等价出售，真正造成相同品质天然宝石价格高于热处理宝石的原因是消费者的求异心理，毕竟天然宝石数量较少。1998年刚玉宝石市场主导泰国珠宝首饰商与日本首饰协会就热处理刚玉宝石达成协定，按照其在显微镜、放大镜、肉眼观测条件下能否发现热处理痕迹分为三类，在显微镜下观测不到热处理痕迹的宝石，即使经过热处理，也认为是天然宝石。

1.3 实验原理

1.3.1 刚玉宝石的致色原理

自然界中多形成于贫硅富铝的高温地形中，其结构形式多样：α(三方)、β(六方)、γ(四方)、η(等轴)、ρ(晶系未定)、χ(六方)、κ(六方)、δ(四方)、θ(单斜)-等，其中稳定的即为刚玉。刚玉具有硬度高（莫氏硬度9，仅次于金刚石）、熔点高（2030~2050℃）、耐腐蚀的特性，在工业、、机械、电子、冶金、航空、科研方面有很多应用，如做加热设备、保护设备等，实验室中常见刚玉坩埚、加热器炉膛的氧化铝纤维（δ，γ，θ，）等。而红宝石、蓝宝石即达到宝石质量的刚玉矿石，其中红色宝石称为红宝石，其他颜色的刚玉宝石统称为蓝宝石。

刚玉宝石是否有颜色，主要取决于其是否含有Fe、Ti、Cr等致色微量元素，一般情况下，过渡族元素由于含有未充满的d轨道电子这一特性，其进入晶格后，价电子会和晶格阴离子发生作用导致能级分裂，阳离子电子发生跃迁。此种跃迁在宝石中即反应为光吸收效应，在某段频率光被吸收后，其余颜色光被透射或反射，从而使宝石产生相应颜色。而纯刚玉晶体可以完全透过白光，即透明的。可以这么说，宝石在热处理中能否使颜色得到预期的改变，很大程度上取决于其是否含有相应的致色离子。对于蓝宝石来说，蓝色来自Fe-Ti间的电荷转移；对于红宝石来说，红色来自于的d-d轨道电子跃迁。其他色调可由以上及其他金属离子以不同浓度掺杂得到。附刚玉宝石中致色离子含量与对应显色表见表1-1。

表1-1 刚玉类宝石中致色离子含量与对应显色表

1.3.2 蓝宝石改色原理及可能性

由前可见，宝石颜色主要与宝石中含有金属阳离子种类、赋存价态、浓度比例有关，因此宝石改色致色主要是调整以上几个条件。

蓝宝石中，蓝色调主要来自于Fe-Ti间的电荷转移，当铁离子以取代时，宝石呈现灰黄色。当有取代时，单一的是无色的。但是如果此时环境为若还原性环境，离子会被还原为离子，此时与共存，会发生新的电荷转移，即：

（1）

（2）

或可合并为： （3）

对于此方程，右侧产物比左侧产物能量状态更高，当有光射入样品并被吸收时，（3）反应才能发生，这样样品会吸收一定波长的光（在可见光内吸收段约为570nm~780nm，此段波长的光颜色为橘黄-黄-红色），其余透过光使蓝宝石呈现蓝色。当还原环境过强时，更多的离子被还原为离子，蓝色加深。由此可见，还原条件可使含有Fe、Ti的刚玉产生或加深蓝色，氧化环境会将离子氧化为同时减弱、消除蓝色。

对于之前提到的Geuda宝石来说，其中不透明的沉淀物质为金红石（），淡黄色为离子，当其在还原气氛、温度1500℃以上环境下热处理，金红石在高温情况下向宝石内部扩散，离子被还原为离子，恰好具备呈现蓝色的条件，外观发生显著改变而形成光彩亮丽的蓝宝石。

综上所述，蓝宝石致色可由掺杂Fe、Ti离子实现，改色可通过还原或氧化条件下热处理实现。

1.3.3 热处理过程中的扩散

扩散作用对于我们当今的技术研究是很基本的，而本实验中主要涉及晶格扩散。即，在任何晶体，都会出现原子的丢失，形成“空位”，而且这种丢失现象随着温度升高也会变得更严重，外来粒子可以通过在空位之间跳跃移动来穿越刚玉固体。这种跳跃对于一个粒子来说方向是随机的，但是对大量粒子来说，是从高浓度向低浓度的，因此我们可以利用这种性质使其他物质进入刚玉晶体。

对于气体来说，主要以氧化气氛（）、还原气氛（CO）以及惰性气氛（）下的热处理为主。当含氧刚玉（）在密闭条件下加热到很高温度时，会有少部分氧气被吸收或扩散。每次实验中，加热环境有一平衡氧气分压（），实验体系内氧分压（），若则为氧化环境，环境中氧会进入样品；反之为还原条件，样品中氧进入环境。如下图所示为加热环境中的氧扩散入刚玉内的过程，如氧化物宝石（刚玉）结构的平面图可看出其特点，氧原子并不需要扩散很长距离才能到达晶体内部，只需要所有过渡氧按照箭头方向做同方向迁移即可使氧空位被填满，每个氧移动距离不会超过几个毫微米。这样的扩散其实是较为快速的。

图1-1 氧气晶格扩散示意图[1]

而对于杂质来说，高温环境不仅会改变原子赋存状态，也会使离子发生迁移，可从样品表面扩散进入样品，也可从样品内部扩散到表面，只是相对于气体时间相对较长，我们可以采用以下几种方法来促进扩散作用：

1. 增大浓度差，如将宝石埋入金属离子含量高的粉末中；
2. 提高温度，根据实验经验，温度越高，扩散速率越快，可相应减少保温时间；
3. 加入助熔剂，使样品表层在较低温度可以形成液相，增大扩散速率，但这样也有不好的结果，有可能影响宝石表面光泽。

1.3.4 热处理中热的作用及条件控制

宝石改色处理中，热的作用是多方面的，主要有如下九种：

1. 变暗，机制：缓慢碳化或氧化，例：琥珀、欧珀；
2. 变色，机制：破坏颜色色心，例：蓝、棕色黄玉、锆石粉红色、无色；
3. 变色，机制：聚合、水合作用，例：红玉髓枯黄；
4. 变色，机制：氧化状态的改变，一般以氧扩散形式，例：黄、绿色蓝宝石蓝色；
5. 改变结构，机制：溶解或沉淀次级相，例：消除或改善刚玉中丝状、星状光泽；
6. 改变结构，机制：辐射状等结构改变为胶状，例：低锆高锆；
7. 加色，机制：混合物扩散，例：蓝宝石中加入蓝色调；
8. 破裂，机制：加快温度变化速率，例：破碎石英；
9. 重造和澄清，机制：持续变化温度和压力，例：重造、澄清琥珀。

而蓝宝石热处理中主要用到的有（4）变色、（5）改变结构、（7）加色三种。

除此以外，加热条件的控制也对实验能否成功有至关重要的影响，例如加热终温、保持时间、温度变化速率、气氛选择、气体压力等。这些条件有的较难把控，有的不易实现，需要长时间实验经验积累才能找到最适合的加热条件，确保实验成功。

1.3.5助熔剂的选择

传统上刚玉宝石热处理中选择的助熔剂主要为硼砂，但是经过查阅资料，发现采用硼砂与碳酸钠，以一定比例混合，在约880℃助熔剂形成液相，此液相物质对刚玉的溶解性极强，因此想要尝试此种硼砂-碳酸钠混合助熔剂，并希望此种助熔剂可以在高温时进入宝石细小缝隙，溶解表面，并在降温过程中让宝石重新结晶，以期达到（1）帮助气体或掺杂离子更好扩散进宝石；（2）填补宝石细小裂缝的目的。此尝试主要与加热温度、两种助熔剂浓度比例有关。

1.4 实验方案

本次实验选用产自斯里兰卡的蓝宝石，外观特征有基本无色、略带黄色、黯蓝色、有明显裂缝等特征，目的为通过改变热处理条件（气氛条件，温度条件，助熔剂条件）在颜色、透光度等方面进行提升，达到优化宝石品质的目的。

实验基本分为两部分，一、在还原性条件下对宝石进行热处理，主要气氛条件为一氧化碳，根据已有经验，采用变化升降温条件、实验终温、等方式，达到蓝宝石改色的目的；二、更换其他实验条件，尝试氢气气氛，添加助熔剂等条件，观察热处理结果目的。

对于样品中略有黄色光泽的样品宝石，推测其中已经含有三价铁离子，因此为使其蓝色调加深掺杂杂质为Ti离子。对其中表面显黯蓝色的样品进行氧化条件热处理，观测可能出现的变化。

第二章 实验仪器和实验材料

2.1 热处理电炉

2.1.1 KTL1600型管式炉

试验初期由于气氛炉故障，于是先选用管式炉进行宝石裂缝修补实验。

实验中选用南京大学仪器厂出产的KTL1600型管式炉。加热元件为1800型硅钼棒，采用双层壳体结构，操控上配备日本岛电 40 段程序控温系统、移相触发、可控硅控制，可实现预设升温曲线，有效控制升温速度。炉膛为1800型氧化铝多晶纤维材料，双层炉壳间有风冷系统，以实现快速降温。加热管为99刚玉管，两端用不锈钢法兰密封，浮子流量计控制气体流量（但是由于老化问题，我们所选用的管式炉法兰已拆卸，不能控制加热气氛）。该炉具有温场均衡、表面温度低、升降温度速率快、节能等优点。

2.1.2 KBF16Q型气氛箱式炉

实验中高温热处理所使用的电炉有由南京大学仪器厂设计制造的 KBF16Q 型气氛箱式炉。电炉为双层壳体结构，控温系统为日本岛电40段控温系统。加热元件为四只U型1800型硅钼耐热电阻棒，采用串联方式连接，分为两组置于炉膛两侧，炉膛为多块1800型氧化铝多晶纤维块拼成，最外层包裹石棉垫达到防火目的。双层炉壳间配备有风冷却系统，可以快速降低炉内温度。气体经过流量计后由后膛进入，有多处洗炉膛进气口、出气口处有燃烧嘴，可以通氢气、氩气、氮气、氧气、一氧化碳、氨分解气等气体，并可以用真空泵预抽真空排除炉膛内气体。空气氛围下最高可承受1700℃高温。但由于仪器老化，已起不到密封性能，因此只能在空气气氛下进行加热。

2.1.3 KSL-1700X型高温箱式炉

实验中所选高温箱式炉为合肥科晶材料技术有限公司设计制造的KSL—1700X型高温箱式炉，KSL-1700X系列高温箱式炉是一款CE认证的高温箱式炉，内炉膛为1800型氧化铝多晶纤维制作，且内炉膛表面涂有美国进口的高温氧化铝涂层，可提高反射率及设备加热效率，同时延长仪器使用寿命，炉膛最高温度可达1700℃。以硅钼棒为加热元件，采用YD518P智能温度调节仪和B型双铂铑热电偶配套使用，由此进行对炉膛内部温度的测温调节、自动控制。采用双层壳体结构，双层炉壳间配有风冷循环系统，使得壳体表面温度小于60℃，并有过热和断偶保护，且设有开门断电功能。

2.2 实验材料

2.2.1刚玉宝石

实验中选用的刚玉宝石为购自斯里兰卡的只经过切割、打磨而未经过热处理的天然刚玉宝石。

（a） （b） （c）

（d） （e） （f）

（h） （i） （j）

图2-1 刚玉样品1~9号外观

宝石外观如图所示，宝石外观对比表格见表2-1.

表2-1 宝石原始外观对比

2.2.2 实验药品

实验所用药品主要分为三类：

1. 阳离子源，由于大部分所选样品都含有铁离子，因此只采用了Ti离子源即粉末，白色粉末状固体。
2. 助熔剂，由两种试剂混合而成，硼砂以及无水碳酸钠，性状皆为白色粉末状固体。
3. 产生气氛，活性炭粉末，形状为黑色粉末状固体。

2.2.3 刚玉坩埚

本实验采用容量为10ml的长方形刚玉坩埚以及容量为5ml、25ml、50ml、100ml、250ml的一组圆形刚玉坩埚，具体用途后面会有详细介绍。

刚玉坩埚主要成分为，与刚玉结构类似，熔点高，因此可以用来盛装样品。并且由于性质类似，有时样品在热处理中出现的变化刚玉坩埚上也有相同反应。处于经济角度，可以用坩埚代替样品进行实验，等到条件较为成熟时再换样品进行实验。但这样也带来一个问题，因为性质相近，有时会与样品发生粘结，不利于观测。

2.3 X射线衍射分析仪

本实验采用的是Rigaku Smartlab X-射线衍射仪。利用 Cu（）作为靶材，总功率3kW。

从上世纪五十年代开始，X射线衍射技术出现并被运用于各行各业中。X射线衍射分析技术通过测量足够能量的X射线经过试样后产生的二次X射线衍射角位置，进行化合物定性分析，测定谱线积分强度进行化合物定量分析，而测定谱线强度随角度的变化关系可测量晶体的晶面间距和晶格常数。X射线衍射原理如图2-2所示。

图2-2 X射线衍射原理图

X射线衍射分析主要基于布拉格公式：

（4）

其中布拉格角，晶面间距d，X射线波长，当我们连续改变的大小，就能得到衍射强度与2的变化关系，然后对所有得到的衍射峰对应地运用此公式，即可以得到晶面间距 d。

X射线物相分析法具体为：用X射线变换不同角度照射晶体，在某些固定角度可接收到反射回探头的X射线，此时根据衍射峰的角度和强度来确定晶体种类和结构的方法。每种晶体都有独特的晶体结构和取向，X射线照射到不同晶体上时，都会产生不同的、独特的有规律的衍射图谱，这些图谱的规律可以用晶体的晶面间距d以及衍射强度共同确定。并且晶胞的形状和大小也会对衍射结果有影响，而强度也会与粒子在晶胞中的位置、粒子的种类有很大关系。所以，晶体的 X 射线衍射结果的d和相当于晶体结构独特的“指纹”，我们可根据衍射结果来判断晶体的晶胞种类和结构。当获得某种晶体的衍射结果（晶面间距和布拉格角）后，将得到的数据和标准晶体衍射数据图谱进行对照，根据匹配度，就能够说明说明样品与标准物质是否为同一结构，以此来作为晶体物质的分析方法。

2.4 荧光发射谱分析

当物质从激发态失活到多重性相同的低能状态时，有可能释放出光子形式的能量而发光，如果此过程是自旋允许，则称为荧光，自旋阻禁则称为磷光。其中荧光光谱分析包括两类：激发光谱和发射光谱。

激光光谱（PLE）是固定发射光的波长，测量荧光强度和激发光波长之间的关系，多用来检测用何种波长激发光照射物质可得到最大发射强度。发射光谱（PL）是固定激发光波长，测定发射光波长与荧光强度的关系。且发射光谱的形状与激发波长无关，通俗上来说荧光发射光谱可以确定物质发光的颜色。

在实验样品受到激发的情况下，通过选择合适的探测器和工作模式，以发射光波长为自变量，发射光强为因变量记录二者关系，得到荧光发射谱。其主要环节包括 UV-VIS 光源，激光单色器，样品室，发射波长单色器，检测器，输出与数据分析。

此外提高分子的刚性可减弱分子的振动，从而使分子的激发能不轻易因振动而以热能的形式释放掉，从而更好的观察到荧光。

第三章 一氧化碳还原气氛下蓝宝石热处理

由前实验原理可知，还原性气氛下对蓝宝石进行热处理可将宝石中铁离子由三价还原为二价进而提升宝石蓝色调，这也是蓝宝石在还原性气氛下热处理的主要目的。对于宝石加热来说，理论上最好的还原性气体即为氢气，因为其分子直径小，在晶体中扩散迅速。但是，由于氢气气氛制备较为困难且安全性不高，实验室中加热炉具密封性也没有达到标准，强行引入氢气气氛可能因为爆炸极限过大（4.1%～74.2%）而发生危险，而实验室器材并不能达到要求，因此后期于上海光机所进行氢气气氛下的实验，本阶段主要采用一氧化碳作为还原气氛。

3.1 一氧化碳气氛的制备方法

得到一氧化碳气氛较为容易，理论上有很多种途径，例如将样品埋入一氧化碳粉或糖类中；或将样品放入填充剂（例如石英砂、氧化铝粉），下层加入碳粉；若使用明火炉，可调整燃料的化学比例来实现。但是在实验以及查阅文献过程中，我们发现之前学长学姐将宝石埋入碳粉或碳粉与其他填充剂中的方法并不能得到很好的还原效果。个人推测其中有两处缺点：1，将样品埋入碳粉中，碳粉不完全氧化过程其实主要在碳粉与空气接触的地方——即整个碳粉堆的表面进行，而宝石又埋在碳粉内部，样品真正能接触到一氧化碳的部分并不多，接触时间也不充足；2，实验所用气氛炉较为老旧，其密封性已不太合格，这样将碳粉直接放入坩埚并置于气氛炉内加热，与在空气中加热效果类似，而碳粉在空气中加热时不需要很高的温度就会很快消散，从这两点来看，这种加热方式似乎还有可以改进的空间。

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