银色天河

合成宝石的知识

1. 合成宝石（synthetic stone） 用人为方法全部或部分地进行加工后得到的材料，其物理性质、化学成分以及晶体结构与相应的天然宝石基本相似。例如，合成红宝石具有与天然红宝石基本相似的物理性质、化学成分及晶体结构。

2. 焰熔法（flame fusion technique） 该法是于19世纪由E.弗雷米发明，19世纪末由其助手维尔纳叶推向市场，故又称维尔纳叶法。该方法是原料的粉末在通过氢氧火焰时熔融落在籽晶棒上然后再结晶的过程，此过程是在维尔纳叶炉中进行的。可以生产各种品种的刚玉、尖晶石、金红石、钛酸锶、白钨矿等宝石晶体。此法生长晶体的速度快，获得的晶体常含有气泡和弯曲生长纹。

3. 维尔纳叶法（Verneuil technique） 见焰熔法。

4. 维尔纳叶炉（Verneuil furnace） 由维尔纳叶发明的，故得名。上部给料区为一料筒，内装合成粉末及添料，筒底为一筛状平底，中部贯通有一根震动装置使粉末少量、等量、周期性地自动释放，通过向下变尖的吹管下落。氧气通过同一吹管喷出与外吹管携带的氢气在喷嘴处混合燃烧。吹管至喷嘴处有一冷却水套，使氢气和氧气处于正常供气状态。落下的粉末经过氢氧火焰熔融，并落在旋转平台上的籽晶棒上，逐渐长成一个晶棒（梨晶）。水套下为一耐火砖围砌的保温炉，保持燃烧温度及晶体生长温度，近上部有一个观察孔，可了解晶体生长情况。

5. 梨晶（boule） 又称“晶棒”。由焰熔法和提拉法生长的晶体。梨晶是从种晶棒一端开始生长，经过接种、扩肩，然后等径生长而成，并结束于一向上微凸的弧形平台。梨晶的横断面多为圆形或椭圆形，一般无平坦的晶面，但合成尖晶石的横断面则为近方形，局部可发育一些较平坦的晶面。梨晶的生长层为微向上凸的弧面，垂直梨晶的延伸方向。合成刚玉的光轴方向与梨晶的延伸方向有一定的夹角。一般在取下梨晶时，它会沿纵轴自动裂开或为了释放应力故意将其沿纵轴劈为两半。梨晶一般长10至30cm，直径为几个厘米。

6. 籽晶（seed crystal） 又称“种晶”。是人工合成晶体时人为提供的晶核。从已有的大晶体上切取籽晶是最方便并广泛使用的方法。籽晶上的缺陷，如位错、开裂、晶格畸变等在一定的范围内会“遗传”给新生长的晶体。在选择籽晶时要注意避开缺陷。根据晶体生长习性和应用的要求，籽晶可采用粒状、棒状、片状等不同的形态。籽晶的光性方位对合成晶体的形态、生长速度等有很大的影响。

7. 提拉法（pulling technique） 此法是Czochralski于1918年发明的，故又称为“丘克拉斯基法”。该法可以获得高质量的大晶体，主要用于工业和科学研究目的。将已配好的原料装入铱（熔点2442⁰C）坩埚中，在坩埚上方的可旋转的提拉杆下端的夹头上装上籽晶。用高频线圈加热，使坩埚内的原料都熔化成熔体。此时降低提拉杆使籽晶接触熔体表面，然后缓慢旋转并向上提拉，便可长出晶体。整个装置放在一封闭的钟形外罩里，以便控制生长的环境气氛。通过外罩的窗口可观察生长过程。该法可用于生产各种刚玉、变石、YAG、GGG、铌酸锂等宝石材料。生长出的梨晶较大。具弯曲生长纹、有时可见气泡及铱金片等包裹体。

8. 丘克拉斯基法（Czochralski technique） 同提拉法。

9. 冷坩埚法（skull melting process） 又称“壳熔法”。此法最初由法国科学家Roulin发明，后由前苏联的列别捷夫物理研究所完善于1972年获得美国专利。氧化锆原料的熔点达2750⁰C ，找不到合适的坩埚材料。此方法是利用原料本身的外壳作为“坩埚”，为此使用了由许多铜管围成的似坩埚的容器，铜管内通有循环冷却水形成了一个冷坩埚，内装有配比合适的原料及一根金属锆。铜管外缠绕着高频线圈用以加热。受热的金属锆使周围的氧化锆导电并开始熔化，直到整个容器内的氧化锆都被熔融，只有最外层约1mm厚的壳在冷却水的作用下保持未熔。然后将容器向下从高频线圈中缓慢脱出，因底部最先冷却，故结晶从底部开始并向上逐渐长成许多柱状晶体。长成的晶体需要在空气中退火以消除内应力。合成的晶体有的含有气泡和未熔粉末。

10.  壳熔法（skull melting process） 同冷坩埚法。

11.  区域熔炼法（zone melting technique） 由Keek 和Golay 于1953年创立的。该方法在整个生长过程中的任何时刻都只有一部分原料被熔融，熔区由表面张力支撑，故又称“浮区法”。所用原料一般先制成烧结棒。将烧结棒用两个卡盘固定并垂直安放在保温管内。利用高频线圈或聚焦红外线加热烧结棒的局部，使熔区从一端逐渐移至另一端以完成结晶过程。该方法不需要坩埚，生长出的晶体质量高，常用于材料的物理提纯，也用于生长晶体。可生产刚玉、YAG及白钨矿等宝石材料。生长的晶体可含有气泡和未熔粉末。

12.  浮区法（zone melting technique） 同区域熔炼法。

13.  助熔剂法（flux melting technique） 又称“熔剂法”。将配料溶解在助熔剂中，并在达到过饱和时自发成核生长或在籽晶上生长晶体的方法。宝石的生长大都采用籽晶技术。靠控制容器内溶液的温差对流或通过溶解、扩散、反应达到过饱和状态并生长晶体。助熔剂法是宝石合成中一种重要的方法，许多材料都可用它合成，如各种颜色的刚玉、祖母绿、变石，YAG等。其晶体生长温度较低，晶体热应力很小。长出的晶体大多发育有晶面，但晶体通常较小。因助熔剂具腐蚀性，一般用铂金坩埚作容器。助熔剂可进入晶体的晶格或成为包裹体。助熔剂法合成的宝石常含有助熔剂残余和铂金片的典型包裹体。

14.  培养料（nutrien） 指用水热法及助熔剂法等合成方法生长晶体的主要原料。培养料主要来源于天然晶体，如生长合成水晶时用天然石英碎块作培养料，也可用其它合成方法获得的晶体材料作培养料。培养料的要求主要是纯度高，一般纯度要求在99.9%以上，且要有足够的数量。培养料的溶解表面积与籽晶生长表面积的比例会影响晶体的生长速度。

15.  助熔剂（flux） 又称“熔剂”。能帮助降低原料熔点的化学物质。常用于助熔剂法合成中。助熔剂主要有两类：一类为金属，主要用于半导体单晶的生长；另一类为氧化物和卤化物（如PbO，PbF₂等），主要用于氧化物和离子材料的生长。理想的助熔剂必须不与原料发生反应形成中间化合物，而且应有较低的熔点、较低的粘度、较差的挥发性、强的溶解能力和毒性小等特点。（助熔剂法通常采用的助熔剂为硼、钡、铋、铅、钼、钨、锂、钾、钠的氧化物或氟化物，如B₂O₃，BaO，Bi₂O₃，PbO，PbF₂，MoO₃，WO₃，Li₂O，K₂O，KF，Na₂O，NaF，Na₃AlF₆等）。合成不同宝石品种所采用的助熔剂类型不同。即使合成同一品种的宝石，不同厂家采用的助熔剂种类也不一样。助熔剂的选择对宝石结晶习性有很大的影响。助熔剂法合成的宝石通常含有大量的助熔剂残余。它们常常呈扭曲的面纱状、熔滴状等各种形态。大多在放大观察下呈橘红色或白色，显粒状结构。

16.  水热法（hydrothermal process） 是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质通过溶解或反应生成该物质的溶解产物，并使其呈过饱和态从而结晶生长的方法。合成宝石多采用控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态。当合成石英时，一般培养料放在高压釜内温度较高的下部，籽晶悬挂在温度较低的上部。釜内填以一定容量和浓度的矿化剂作溶剂。当容器内的溶液由于上下部之间的温差产生对流时，高温区的饱和溶液被输送到低温区，变成过饱和状态，从而在籽晶上生长。当合成祖母绿时，一般将培养料分放在顶、底部，两处的物质被溶解、扩散，在中部相遇并发生反应，生成祖母绿的溶液，当祖母绿溶液达到过饱和时便会析出，在中部的籽晶上生长。水热法可以合成各种颜色的刚玉、绿柱石（包括祖母绿）、石英等宝石。长出的晶体具有晶面，热应力较小，内部缺陷少。其包裹体与天然宝石的十分相近。特征性包裹体有铂金片、钉状包裹体、面包渣状包裹体及波状纹理等。

17.  矿化剂（mineraliser） 水热法生长晶体时采用的溶剂通常称为“矿化剂”。矿化剂通常可分为以下五类： 1）碱金属及铵的卤化物，2）碱金属的氢氧化物，3）弱酸与碱金属形成的盐类，4）强酸，5）酸类（一般为无机酸）。其中碱金属的卤化物及氢氧化物是最为有效且广泛应用的矿化剂。矿化剂的化学性质和浓度影响物质在其中的溶解度与生长速率。合成红宝石时可采用的矿化剂有NaOH，Na₂CO₃，NaHCO₃+KHCO₃，K₂CO₃ 等多种。Al₂O₃ 在NaOH中溶解度很小，而在Na₂CO₃中生长较慢，采用NaHCO₃+KHCO₃ 混合液则效果较好。

18.  高压釜（autoclave） 是水热法生长晶体的关键设备，为可承高温高压的钢制釜体。水热法采用的高压釜一般可承受1100⁰C的温度和10⁹Pa的压力，具有可靠的密封系统和防爆装置。因为具潜在的爆炸危险，故又名“炸弹”（bomb）。由于内部要装酸、碱性的强腐蚀性溶液，所以要求高压釜的材料能耐腐蚀。有时还在高压釜内装有耐腐蚀的贵金属内衬。

19.  工业级钻石的合成（synthesis of industrial diamond） 二十世纪五十年代美国和瑞士首次成功合成了工业级钻石。目前工业用钻砂有三分之二来自合成的。采用静态高压高温技术，在金属熔剂作用下使原本在石墨稳定区饱和的碳在钻石稳定区内变得过饱和，从而析出钻石。合成工业钻常用两面顶、四面顶和六面顶压机。需要可塑性大的叶蜡石炉体。炉体的圆管内交替叠放着镍金属片和石墨片，两端用镍板焊封。将叶蜡石炉体放入压机中加压，在两端通电加热。在温度为1300-1600⁰C，压力为6X10⁹Pa时，镍熔化渗入石墨薄层，石墨溶于镍中并从管子两端向内开始结晶成钻石。整个转化过程只需几分钟。合成的钻石颗粒很小，颜色为黄绿色，并含大量金属熔剂包裹体。通过控制生长温度及其梯度等条件可以使生长晶形具有优选形态。主要用作磨料及其它工业用途。合成钻砂比天然钻砂含有较少的缺陷，且生产成本较低。

20.  宝石级钻石的合成（synthesis of gem-quality diamond）&<60;&<60;&<60; 1970年由美国通用电器公司首次成功合成了宝石级的钻石。宝石级合成钻石主要由静压晶种触媒法生产，获得的是单晶。目前已能获得十几克拉大的晶体。已有初步的商业化生产，尚未大量进入市场。在合成过程中对温度、压力的控制较复杂，晶体生长的时间较长，所以成本比合成工业钻砂高得多。其合成原理与工业级钻砂的基本相同。只是通常采用两面顶加压，电流通过叶蜡石炉内的碳管电阻加热。所用原料为合成或天然钻砂，还需要采用钻石籽晶，而且一炉只能生长一至两颗钻石。合成宝石级钻石所用的压力为5.5X10⁹—6X10⁹Pa, 温度为1650⁰C。圆筒中间温度高（1650⁰C），两端低（1550⁰C），碳在中间溶化，两端析出。生长一颗1克拉的晶体需要60个小时。

21.  低压法（low pressure or normal pressure and high temperature methods） 是在金刚石亚稳定区进行外延生长金刚石（钻石）的方法。即在一定条件下（一般温度为600-1000⁰C，压力为10Pa以下），通过电解或其它作用使碳原子在籽晶或异类基底材料上有规则地外延长大。有气相法、液（熔）相法、三相法和常压高温法等。目前这种方法只能获得钻石微晶，最大约0.5mm，主要用于工业和科学研究。

22.  震荡波法（shock wave method） 一种动压合成金刚石的方法。采用爆炸冲击、强放电和高速运动物体碰撞产生瞬时高温高压，使石墨转变为钻石微粒。合成出的钻石粒径一般为十至几十微米，最大为0.5mm。采用此法还可以把微粉金刚石进行二次或多次冲击压缩烧结成大颗粒多晶体。目前主要用于合成工业钻。

23.  化学气相沉积法（chemical vapor deposition method，CVD） 是一种在低压下生长金刚石（钻石）的新方法。即用加热、放电等方法激活碳基气体（如甲烷），使之离解出碳原子和氢原子（或甲基CH₃和氢原子），碳原子在甲基和氢原子的作用下在固相基片如籽晶上沉积形成金刚石单晶薄膜或多晶质薄膜。目前生长速度只能达到每周0.02mm，可获得的金刚石薄膜厚度太小（几十至几百微米），还远不能用来合成宝石级钻石，仅用于钻石及其它材料的表面镀层。

24.  合成刚玉（synthetic corundum） 几乎有天然有的各种品种。可以用焰熔法、提拉法、区域熔炼法、助熔剂法、水热法等许多方法合成。市场上最常见的是焰熔法和助熔剂法合成的红宝石、蓝宝石、以及焰熔法合成的星光红、蓝宝石。著名的品牌有卡善（Kashan）、查塔姆（Chatham）、尼希卡（Knischka）、精工（Seiko）、林德（Linde）等，俄罗斯水热法合成红宝石也有很高水准，现已由Tairus合资公司提供产品进入市场。

25.  合成绿柱石（synthetic beryl） 由助熔剂法和水热法合成。主要品种为合成祖母绿（见“合成祖母绿”），及蓝色和粉色合成品。合成海蓝宝石和棕色至粉红色绿柱石由水热法生产，它们分别由Fe（+Ni）及Ti⁺³ 致色。都可含有助熔剂法和水热法特征的包裹体。在合成海蓝宝石中还可见赤铁矿的六方形片晶。助熔剂法合成绿柱石常含有助熔剂残余、硅铍石晶体、铂金片等特征包裹体；水热法合成绿柱石通常含有硅铍石晶体、铂金片及波状结构。除祖母绿外的其它品种的物理参数与天然的重叠。合成海蓝宝石的可见和紫外光谱可显示铁和镍的存在，红外光谱可显示水和Li的存在，从而揭示其成因。合成粉红色绿柱石的吸收光谱在550nm 和484nm处有两条明显的吸收带，二色镜下为淡粉色到强紫粉色。显示典型的水热法合成绿柱石的红外光谱。

26.  合成祖母绿（synthetic emerald） 由助熔剂法和水热法合成。助熔剂合成祖母绿的物理参数一般比天然的略低，显强的红色荧光和强的吸收光谱。仅一种含铁的合成祖母绿（Gilson type N）例外，但其光谱中可见427nm铁线。红外光谱分析可揭示其来源：助熔剂法合成祖母绿的红外光谱不显示水的吸收峰，水热法合成祖母绿主要为一型水的水峰，而天然祖母绿一型和二型水都有。合成祖母绿的著名品牌有拜荣（Biron）、查塔姆（Chatham）、李奇来尼（Lechleitner）、莱尼克斯（Lennix）、雷杰西（Regency）、精工（Seiko）。俄罗斯水热法合成祖母绿也达到很高水准。我国也已用水热法合成出祖母绿并于1993年投入市场。

27.  合成金绿宝石（synthetic chrysoberyl） 主要由提拉法和助熔剂法，也可由区域熔炼法合成。主要品种有变石和变石猫眼。其变色现象为在日光下为蓝绿色、绿蓝色，在白炽灯下为紫红色或紫色。其物理性质与天然品大体一致。可有助熔剂法和提拉法典型的包裹体。变石猫眼在放大镜下可见平行排列的微细颗粒或微细的白色针状包裹体。这些包裹体是在合成后再加热时产生的，与焰熔法合成星光红宝石的技术一样。这些包裹体外观与天然猫眼的针管状包裹体不很相同。变石猫眼（Inamori 产品）在短波紫外光下表面有一层弱垩黄色荧光，而内部为弱红橙色荧光，在天然变石中未见这种现象。此外，合成品比天然品更透紫外线。助熔剂法合成的变石最初是由（美国）创造晶体公司（Creative Crystals Inc.）于1973生产的。不久日本京陶（Kyocera）公司用提拉法生产了变石及变石猫眼。

28.  合成孔雀石（synthetic malachite）&<60;&<60;&<60; 1987年由俄罗斯合成成功。它是从水溶液中生长的。俄罗斯合成的孔雀石可显示三种特征的构造，即条带状、丝绢状及蓓蕾状构造。已经投入商业化生产，最大的块体可达8kg。合成孔雀石与天然孔雀石性质极其相似，只可用一种破坏性测试--差热分析将它们区分。

29.  合 成金红石（synthetic rutile） 主要用焰熔法生产，也可用助熔剂法获得。过去合成金红石主要用于模仿钻石，由于它较软且色散太强，在CZ出现后已很少生产了。化学成分TiO₂，折射率 2.616至2.903，双折率0.287，色散值0.28至0.33。摩氏硬度6.5，比重为4.25。无色品种总带有黄色色调，因为其吸收光谱在紫区有强吸收带。还可有红色、黄色、蓝色、琥珀色等彩色品种。蓝色合成金红石具有很强的导电性能。若在粉末添料中加入0.5%氧化镁，并对获得的梨晶退火，则可生产出能显示星光的金红石。

30.  合成立方氧化锆（synthetic cubic zirconia，synthetic CZ）&<60;&<60;&<60; 1965年由俄罗斯首次用冷坩埚法生产成功，所以商业上常称为俄国钻。它是目前极为理想的、常用的仿钻材料。自然界发现的立方氧化锆极不稳定，易转变成斜锆石。化学成分ZrO₂，通常含少量Y₂O₃及CaO 或多种致色元素。均质体，属立方晶系，常为块、柱状晶体。可以是无色或各种颜色。无解理，摩氏硬度8.5， 比重5.6至6.0。亚金刚光泽，折射率2.15，色散值0.065。吸收光谱及紫外荧光都因颜色而异。无色者在长波紫外线下常为绿黄色或橙黄色荧光。放大检查偶见气泡及未熔粉末。大都为透明材料，但俄罗斯曾合成出不透明的品种。

31.  钛酸锶（strontium titanate）&<60;&<60;&<60; 1955年首次用焰熔法生产。当时在自然界还没有发现其对应物。尽管此后于1987年在俄罗斯发现了其天然对应物—tausonite，人们仍习惯把它称为人造宝石，而不是合成宝石。最初人们生产它主要用作仿钻材料，但其色散太高且硬度较低，故自从合成立方氧化锆问世后，很少再用于此目的了。但其透过红外线的能力强，仍生产用于红外光学透镜等。钛酸锶的化学成分为SrTiO₃。均质体，属立方晶系，多为块状晶体。常有无色及绿色，可有红色、棕色、黄色。无解理，摩氏硬度5.5，性较脆。 比重5.13。玻璃光泽及亚金刚光泽，折射率2.409，极高的色散，为0.19。无典型吸收光谱，一般在紫外光下无荧光。X射线不能穿透。放大检查偶见气泡。

32.   

莫依桑石（moissanite） 是一种合成的α-碳化硅单晶材料。天然的碳化硅是1904年最先由莫依桑发现于亚利桑那的陨石中，自然界极为稀少。碳化硅早就能合成出来，但主要用作工业磨料和半导体材料。用于首饰的合成碳化硅单晶（即莫依桑石）只是于90年代末才由北美的C₃ Inc.公司投放于市场的一种新的钻石仿制品。这种材料的合成方法的详情尚不清楚，不过可以肯定应用了在高温常压下气相迁移的化学机制。用作钻石仿制品的莫依桑石的物理性质比合成立方氧化锆更接近于钻石。其化学成分为 SiC，六方晶系。早期合成品的颜色为淡绿色，近几年出现了近于无色的品种，近来又出现了其他颜色的品种。无解理，韧性强，摩氏硬度9至9.25，比重3.22，金刚光泽，透明。折射率：非常光2.691，常光：2.649；双折射率0.042。为一轴晶，正光性。色散值0.104。其导热性较高，与钻石接近，用热导仪也难以区分，除非在使用前热导仪经过精确的校正。现在已研制出一种小仪器（Diamond Tester Model 590），与热导仪类似，可以方便、快捷地区分钻石与合成莫依桑石。在放大检查下可发现其明显的刻面棱重影和极高的色散，对裸石还可用二碘甲烷来区分（钻石沉下，莫依桑石浮起）。

33.  合成钻石（synthetic diamond） 二十世纪五十年代由美国和瑞士首次成功合成了工业级的钻石，于1971年由De Beers 成功合成了宝石级的钻石。宝石级合成钻石主要由高温高压法生产，获得的是单晶。目前已能获得十几克拉大的晶体。合成钻石的化学成分为C，可含有氮等元素。均质体，立方晶系。结晶习性为立方体、八面体，及二者的聚形。晶体表面常有树枝状生长纹，接种面上粗糙不平。具四组中等或完全的八面体解理。摩氏硬度10， 比重3.52。常见颜色为黄色、蓝色、橙色、粉色、无色和核黄色。金刚光泽，透明。折射率2.417。单折射，但在偏光镜下常现异常消光。高色散，0.045。常温下无特征吸收光谱，液氮低温下可有658nm 吸收峰，500nm 以下全吸收。长波紫外线下通常无荧光，短波下常有黄色、绿黄色、橙黄色的荧光，并有特征的分带现象。放大检查可见籽晶、籽晶幻影区、各种形态的金属包裹体（针状、片状等）。其阴极发光十分特征，不同的生长区显示不同颜色的荧光分带。参见“工业级钻石的合成”、“宝石级钻石的合成”。

34.  合成尖晶石（synthetic spinel） 主要由焰熔法生产获得，也可用助熔剂法生产。常用作蓝宝石、托帕石、海蓝宝石、橄榄石、变石、青金岩等宝石的仿制品。其化学成分主要为MgAl₂O₄，其中Al₂O₃与MgO的比例一般为1.5：1至3.5：1，可高达5：1，但合成红色尖晶石与天然尖晶石的Al₂O₃与MgO比例一样，为1：1。不过，红色合成尖晶石因性脆很少生产。合成尖晶石可含有致色元素Fe、Co、Cr等。均质体、立方晶系。由于Al₂O₃与MgO比例的变化使其内部晶体结构发生畸变，所以在偏光镜下常现斑纹状异常消光。焰熔法生长的梨晶横断面略带方形，无规则晶面。无解理，摩氏硬度8， 比重3.63。常见颜色有无色、浅至深蓝色、浅至深绿色、红色、黄色、紫色、暗蓝色等。玻璃光泽，透明至半透明。折射率1.727。不同颜色品种在短波紫外线下常有不同颜色的荧光。无色者为蓝白色或绿蓝色，蓝色者为红色或蓝白色，红色者为红色至橙红色等。其吸收光谱也因颜色而异。红色者现铬谱，在交叉滤色镜下观察其红区可有管风琴状荧光线；变色者有525-660nm吸收带、690nm吸收带；蓝色者为钴谱，有550nm吸收带、570-600nm吸收带、625-650nm弱吸收带；粉色者于640-700nm有强吸收；蓝绿色者于425nm有吸收带。放大检查在焰熔法合成的尖晶石中偶见气泡和弧形生长纹，在助熔剂法合成的尖晶石中可见助熔剂残余及铂晶片。

35.  合成石英（synthetic quartz） 由于电子工业需要无双晶的单晶石英，Spezia 经过多年努力于1908年首次用水热法合成出了单晶石英。合成石英目前主要用于工业目的，也用于珠宝业，尤其是彩色石英。在高压釜的底部放原料-压碎的天然水晶，釜内装有浓度为4%的氢氧化钠，充填度为80%。底部加热温度达390⁰C，上部温度较低为330⁰C。压力达1.5Kpar。原料在底部溶解，在上部籽晶上即可生长。一炉32kg的原料经过20天的生长可在40片尺寸为4cmX15cmX1mm的种晶上生长出700g厚达5厘米的晶体。生长速度在每天1mm时可获得洁净的晶体。加入一些添加剂或随后进行辐照可以获得有色的石英。俄罗斯的科学家们在这个领域处于领先地位，近年来他们已成功合成出芙蓉石、紫黄晶、黄绿双色石英以及紫晶-黄晶-绿石英三色石英，其中紫黄晶已开始商业性生产。合成石英的某些晶面上有典型的丘状特征。其物理性质基本同天然石英，故很难鉴别。只是有些彩色品种可有特殊的光谱和荧光特征。面包渣状包裹体是合成石英的典型特征。

36.  合成欧泊（synthetic opal）&<60;&<60;&<60; 1974年由吉尔森（Pierre Gilson）首次合成成功。它是与天然欧泊具有相同化学成分和内部结构的人工产品。它是用化学沉淀固结的方法合成的，其合成过程主要分三步。首先，让细粒的二氧化硅化合物在水和酒精的溶液中均匀地分布，然后加入碱（例如氨），使它们发生反应生成二氧化硅球粒，最后让这些球粒紧密堆积、脱水、固结。其品种有合成黑欧泊、合成白欧泊及合成火欧泊。合成欧泊可显示与天然欧泊类似的变彩，但其色斑现蜥蜴皮结构及柱状效应，由此明显区别于天然欧泊。天然欧泊中有水存在于二氧化硅球粒之间，而GIA于1987年报道在日本INAMORI公司的合成欧泊样品中没有发现水的存在。此外合成欧泊比天然欧泊更易透紫外线。