冷坩堝熔殼法合成寶石技術(shù)（二）

沈才卿/核工業(yè)北京地質(zhì)研究院

陸太進(jìn)/中寶協(xié)珠寶研究所

沈 湄/臺(tái)灣寶石學(xué)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)

劉結(jié)文/原中恒譽(yù)資產(chǎn)評(píng)估公司

編者按：

此文記錄了中國(guó)老一輩寶石科技工作者們鮮為人知的付出與努力，基于沈才卿老師等多年專(zhuān)業(yè)研究的積淀，闡明了冷坩堝熔殼法合成技術(shù)的基本原理與技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地修正了由作者本人編寫(xiě)的1994年《人造寶石學(xué)》和2021年《寶石人工合成技術(shù)》（第三版）中的熔殼法原理圖，介紹了中國(guó)人工寶石發(fā)展現(xiàn)狀。應(yīng)作者要求，文章未經(jīng)改動(dòng)，內(nèi)容保持了作者的觀點(diǎn)原貌。文章將在本刊分三期發(fā)表，敬請(qǐng)關(guān)注。

沈才卿簡(jiǎn)介：男，1942年出生，核工業(yè)北京地質(zhì)研究院高級(jí)工程師。獲部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1次，三等獎(jiǎng)2次，北京市 “科學(xué)技術(shù)（科技專(zhuān)著）進(jìn)步獎(jiǎng)”三等獎(jiǎng)1次。曾任“中國(guó)珠寶玉石首飾行業(yè)協(xié)會(huì)”常務(wù)理事、“中寶協(xié)人工寶石專(zhuān)業(yè)委員會(huì)”常務(wù)副主任委員兼秘書(shū)長(zhǎng)；“亞洲珠寶聯(lián)合會(huì)”常務(wù)理事兼副秘書(shū)長(zhǎng)；2005年獲得中國(guó)輕工珠寶首飾中心與亞洲珠寶聯(lián)合會(huì)聯(lián)合授予的“中國(guó)寶玉石專(zhuān)家”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。1990年起，先后在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）等多所高校及職業(yè)學(xué)校開(kāi)設(shè)并講授《人造寶石學(xué)》、《寶石的人工合成與鑒定》、《珠寶玉石的優(yōu)化處理與鑒定》等課程，出版教材多部，為珠寶教育和普及珠寶知識(shí)作出了一定的貢獻(xiàn)。

作者按語(yǔ)：

國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展很快，中國(guó)和世界的人工合成珠寶玉石的方法也在不斷發(fā)展。本文想介紹中國(guó)在2021年時(shí)“冷坩堝熔殼法合成寶石技術(shù)”已經(jīng)達(dá)到的水平和狀況；同時(shí)受?chē)?guó)家將兩彈一星有功人員及對(duì)國(guó)家作出貢獻(xiàn)的人請(qǐng)到人民大會(huì)堂主席臺(tái)上，由習(xí)近平主席親自授予國(guó)家勛章的啟示，作者想對(duì)那些在中國(guó)人工寶石事業(yè)發(fā)展過(guò)程中作出貢獻(xiàn)的新老科技工作者以及中國(guó)珠寶玉石首飾行業(yè)協(xié)會(huì)人工寶石專(zhuān)業(yè)委員會(huì)的主要領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行介紹（主任委員陳汴琨、常務(wù)副主任委員兼秘書(shū)長(zhǎng)沈才卿、副秘書(shū)長(zhǎng)于春敏和黃國(guó)強(qiáng)），讓大家認(rèn)識(shí)他們，記住他們作出的努力和貢獻(xiàn)。在科技文章中表彰作出貢獻(xiàn)者，比較少見(jiàn)，此文想作一個(gè)嘗試！

第三節(jié) 冷坩堝的發(fā)展及操作工藝的改進(jìn)

一、初期只能放9公斤粉料的冷坩堝和內(nèi)徑400mm的冷坩堝

1982年，中科院上海硅酸鹽研究所試驗(yàn)冷坩堝合成立方氧化鋯晶體時(shí)，冷坩堝很小，內(nèi)徑110 mm，最初僅能生長(zhǎng)1.5公斤立方氧化鋯晶體，工藝改進(jìn)后可裝料9公斤左右、生長(zhǎng)立方氧化鋯晶體約4公斤。20世紀(jì)90年代，冷坩堝的設(shè)備和工藝都進(jìn)一步得到了改進(jìn)，內(nèi)徑逐漸增大，可生長(zhǎng)晶體也增加到每爐40公斤、120公斤、250公斤、400公斤，到2012年每爐可生長(zhǎng)1200公斤。冷坩堝大了以后，操作工藝要求適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。

只能獲得35～40公斤合成立方氧化鋯晶體的小冷坩堝，現(xiàn)在很少見(jiàn)了。2018年10月，應(yīng)大家的要求，沈才卿以中寶協(xié)人工寶石專(zhuān)業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)的身份，組織了包括臺(tái)灣寶石學(xué)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)、臺(tái)灣寶石學(xué)院暨鑒定所沈湄院長(zhǎng)，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）珠寶學(xué)院教授余曉艷，廣西梧州五洲寶石技術(shù)學(xué)校校長(zhǎng)覃斌榮，原巨化寶石廠廠長(zhǎng)孫廣年，原“北京臻藝匯寶技術(shù)培訓(xùn)中心”講課老師張勝男，香港J&J jewellery公司經(jīng)理鄺耀祖以及家屬等10多人去廣西桂林和賀州參觀。在桂林參觀時(shí)，桂泰珠寶公司總經(jīng)理何方縣派資源縣晶體生產(chǎn)廠廠長(zhǎng)羅輝拉來(lái)一個(gè)他們最早使用的冷坩堝（由于工廠在廣西資源縣深山里，交通不方便，所以何方縣總經(jīng)理安排廠長(zhǎng)羅輝將一個(gè)小冷坩堝運(yùn)到桂林），內(nèi)徑400mm，裝粉料70公斤，每爐生長(zhǎng)35～40公斤立方氧化鋯晶體。原來(lái)安排在廣西礦產(chǎn)地質(zhì)研究院的會(huì)議室給大家講解并回答問(wèn)題，但大家從汽車(chē)上往下抬小冷坩堝時(shí)，發(fā)現(xiàn)小冷坩堝很重，因?yàn)榕聞潐臉堑赖匕澹逝R時(shí)決定在大院中給大家講解生長(zhǎng)原理和回答問(wèn)題，并事先與何方縣總經(jīng)理商量好，讓羅輝廠長(zhǎng)送每人一個(gè)帶底粉的立方氧化鋯晶體作為紀(jì)念品。見(jiàn)圖12、圖13、圖14。

圖12 內(nèi)徑400 mm的冷坩堝（桂泰珠寶公司設(shè)備）

圖13 羅輝廠長(zhǎng)在講解生長(zhǎng)原理（左起:沈才卿、羅輝、沈湄、張勝男）

圖14 羅輝廠長(zhǎng)送晶體紀(jì)念品并談底粉問(wèn)題

圖2至圖8（見(jiàn)173期58頁(yè)）是桂泰珠寶公司裝800公斤粉料、可生長(zhǎng)400公斤晶體的冷坩堝，從圖14可見(jiàn)這種冷坩堝生長(zhǎng)的晶體的尺寸還是較大的。

二、2018年可以放2000公斤料的大冷坩堝和操作工藝的改進(jìn)

2018年10月參觀完桂林后，大家又去了賀州市鐘山縣的旭平首飾廠參觀，當(dāng)時(shí)鐘山縣伊夢(mèng)緣晶體有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)伊夢(mèng)緣晶體廠，原梧州市麗泰寶石有限公司，冷坩堝熔殼法生長(zhǎng)合成立方氧化鋯的專(zhuān)業(yè)廠）合并到旭平首飾廠，產(chǎn)品完全供旭平首飾廠使用。旭平首飾廠（全名旭平首飾有限公司）位于廣西壯族自治區(qū)賀州市鐘山縣龜石北路，需要從桂林乘1個(gè)多小時(shí)火車(chē)前往，在火車(chē)站由旭平首飾廠廠長(zhǎng)黃國(guó)強(qiáng)安排車(chē)把大家接到廠里。我們參觀了旭平首飾廠首飾加工的全過(guò)程（由于與本文關(guān)系不大，不向大家介紹了）。

黃國(guó)強(qiáng)是中寶協(xié)人工寶石專(zhuān)業(yè)委員會(huì)的副秘書(shū)長(zhǎng)，早期在廣西梧州寶石商會(huì)任會(huì)長(zhǎng)，對(duì)梧州人工寶石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了很大、很好的作用，威信很高。但按規(guī)定任期兩屆后不能再連任，遂被旭平首飾公司老總潘旭平看中，聘他到賀州市鐘山縣籌建旭平首飾廠并當(dāng)廠長(zhǎng)。

專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)合成立方氧化鋯的伊夢(mèng)緣晶體廠廠長(zhǎng)饒首光與旭平首飾廠廠長(zhǎng)黃國(guó)強(qiáng)帶領(lǐng)大家參觀了目前國(guó)內(nèi)最大的冷坩堝及其高頻發(fā)生控制設(shè)備和冷卻系統(tǒng)（在室外開(kāi)挖兩個(gè)大水池），詳細(xì)介紹了工作原理和操作方法。應(yīng)大家的要求，兩位廠長(zhǎng)與參觀者及晶體廠工作人員（穿桔黃色衣服者）在冷坩堝前進(jìn)行了合影。見(jiàn)圖15。

圖15 參觀旭平首飾廠時(shí)在伊夢(mèng)緣晶體廠冷坩堝前合影

參觀時(shí)最讓大家滿(mǎn)意的是，只要有人提出問(wèn)題，兩位廠長(zhǎng)都有問(wèn)必答，解決了很多大學(xué)老師上課時(shí)說(shuō)不清楚、學(xué)生提問(wèn)又回答不了的問(wèn)題，所以，大家反映收獲很大?，F(xiàn)將這些問(wèn)題的答案與大家分享:

（一）冷坩堝的結(jié)構(gòu)是什么樣的？

伊夢(mèng)緣晶體廠的冷坩堝直徑1.25米，可以裝2000公斤粉料，得到合成立方氧化鋯晶體1200公斤，是國(guó)內(nèi)目前投產(chǎn)最大的冷坩堝。從2012年起開(kāi)始安裝使用，2018年我們參觀時(shí)，剛從梧州搬到旭平首飾廠進(jìn)行安裝，所以對(duì)設(shè)備看得很清楚。參觀后，饒首光廠長(zhǎng)還發(fā)給沈才卿結(jié)構(gòu)圖，見(jiàn)圖16、圖17（可以與圖13對(duì)比，兩個(gè)冷坩堝的大小確實(shí)相差很大）。

圖16 觀看裝料2000公斤的冷坩堝

圖17 裝料2000公斤冷坩堝的結(jié)構(gòu)圖（饒首光供圖）

（二）冷坩堝的冷卻水從哪個(gè)管中出來(lái)的？

為了回答這個(gè)問(wèn)題，饒廠長(zhǎng)拍了兩張照片，說(shuō)明冷卻水是從中間的小管子中噴出來(lái)，在外紫銅管的控制下流回底座的。見(jiàn)圖18和圖19。

圖19 接通水后小紫銅管往外噴水（饒首光供圖）

（三）產(chǎn)生高頻感應(yīng)的儀器的耗電量有多大？

產(chǎn)生高頻感應(yīng)的設(shè)備比較大，伊夢(mèng)緣晶體有限公司的高頻是固定的200 KHz，爐子的消耗電功率是600千瓦/小時(shí)，并且工作過(guò)程中不能斷電，可見(jiàn)用電量是比較大的。當(dāng)冷坩堝翻轉(zhuǎn)取出的時(shí)候，不僅粉塵大，而且溫度高，因此需要進(jìn)行隔離，但我們參觀時(shí)尚在搬家安裝時(shí)期，拍到了沒(méi)有隔離的照片，請(qǐng)看圖20和圖21。

圖20 兩個(gè)1.25米直徑冷坩堝與高頻感應(yīng)設(shè)備

圖21 正式投產(chǎn)后的冷坩堝與高頻感應(yīng)設(shè)備是隔開(kāi)的（饒首光供圖）

（四）合成立方氧化鋯晶體重達(dá)1200公斤，若算上粉料接近2000公斤，晶體是怎么取出來(lái)的？

如果合成立方氧化鋯晶體生長(zhǎng)后，在原來(lái)的冷坩堝中冷卻，那么周?chē)际亲香~管形成的柵欄，取晶體一定很麻煩。饒廠長(zhǎng)告訴我們，從通電到晶體生長(zhǎng)完成，需要60多個(gè)小時(shí)，然后冷卻需3小時(shí)左右。這時(shí)候，先把冷卻用的水管取下來(lái)，然后，需要把2000公斤重的冷坩堝用專(zhuān)門(mén)設(shè)備進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。為此特意拍了冷坩堝翻轉(zhuǎn)的照片佐證，估計(jì)不是生產(chǎn)者見(jiàn)不到這樣的照片，非常感謝饒首光廠長(zhǎng)。參見(jiàn)圖22至圖27。

圖22 熔融狀態(tài)的冷坩堝和高頻感應(yīng)圈（饒首光供圖）

圖23 冷坩堝翻轉(zhuǎn)操作之一（饒首光供圖）

圖24 冷坩堝翻轉(zhuǎn)操作之二（饒首光供圖）

圖25 冷坩堝翻轉(zhuǎn)操作之三（饒首光供圖）

圖27 冷坩堝提起來(lái)一點(diǎn)點(diǎn)后的情景（饒首光供圖）

圖26說(shuō)明，冷坩堝外殼是涼的，不燙手，可以用手摸，但是里邊溫度還是很高的。

圖26 冷坩堝翻轉(zhuǎn)操作之四(翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)工作臺(tái)面上)（饒首光供圖）

圖27是將冷坩堝提起來(lái)一點(diǎn)點(diǎn)后拍攝的，雖然冷卻了3小時(shí)，里邊的溫度還是很高，看到的晶體還是紅彤彤的。

（五）翻轉(zhuǎn)的冷坩堝及其合成的立方氧化鋯晶體是什么樣的？

冷坩堝熔殼法合成立方氧化鋯的特點(diǎn)是：生長(zhǎng)立方氧化鋯晶體的原料是ZrO2粉料，他們加入高純石墨棒（或塊）代替鋯金屬作引燃劑，同樣用高頻感應(yīng)的方法使高純石墨燃燒，從而使ZrO2粉料熔融，外層紫銅管里通入冷水，帶走紫銅管附近的熱量，形成以ZrO2粉料自己形成的坩堝，熔融的ZrO2液體在內(nèi)部結(jié)晶生長(zhǎng)出立方氧化鋯晶體。那么靠近粉層的晶體必然與粉層之間有一個(gè)過(guò)渡的熔融多晶體結(jié)晶層，是化學(xué)成份為ZrO2-Y2O2的陶瓷殼，是冷坩堝的主要組成部分。在參觀過(guò)程中，饒廠長(zhǎng)回答了這個(gè)問(wèn)題，還拍了一些照片讓大家看明白。見(jiàn)圖28至圖31。

圖28 倒過(guò)來(lái)的2000公斤冷坩堝立方氧化鋯生長(zhǎng)產(chǎn)品（饒首光供圖）

圖29 敲下一角的冷坩堝產(chǎn)品（內(nèi)部是無(wú)色晶體）（饒首光供圖）

圖30 粉色立方氧化鋯晶體（上端白色外表層為粉末）（饒首光供圖）

圖31 倒扣后的無(wú)色立方氧化鋯晶體的各部位說(shuō)明（饒首光供圖）圖片說(shuō)明：冷坩堝頂層的結(jié)晶（扣過(guò)來(lái)后在下邊）是平板狀，大約3 cm厚，屬于熔融層多晶體，可用于下次生產(chǎn)的原料。中間層是我們想要的合成立方氧化鋯晶體。

需要說(shuō)明的是：成品出廠時(shí)只要好的晶體，粉末和晶體之間的熔融多晶體結(jié)晶層，以及比較小的晶體都要被切掉，這些切掉部分的成份還是二氧化鋯，可以全部利用到下一次生產(chǎn)中去（將在下面詳談）。

（六）冷坩堝的大小決定合成晶體的大小，冷坩堝越大，合成的晶體越大

2000公斤粉料的冷坩堝可以生長(zhǎng)出大晶體，圖32中顯示晶體可以長(zhǎng)到21 cm高。饒首光提供的圖片中有切下來(lái)的一小段晶體，標(biāo)簽說(shuō)明其重量已經(jīng)達(dá)到4.1公斤,如果是沒(méi)有切割一定會(huì)更重。由于無(wú)色晶體看不太清楚，2020年12月，饒首光廠長(zhǎng)又應(yīng)沈才卿要求，拍了冷坩堝熔殼法合成的粉色立方氧化鋯晶體的照片，這是冷坩堝倒過(guò)來(lái)后敲掉外層白色粉層一角后的照片，因?yàn)槭欠凵⒎窖趸喚w，故冷坩堝外層的白色粉層看得很清楚，從標(biāo)尺上看冷坩堝中的晶體長(zhǎng)度達(dá)26 cm,原來(lái)冷坩堝的底層粉末厚為3cm左右；從晶錠中整理晶體很少見(jiàn)到，饒首光廠長(zhǎng)特意發(fā)來(lái)了照片。參見(jiàn)圖33和圖34。

圖32 裝料2000公斤的冷坩堝可以長(zhǎng)出大晶體（饒首光供圖）

圖33 晶體長(zhǎng)26 cm粉層3 cm（饒首光供圖）

不同大小的冷坩堝生長(zhǎng)出來(lái)的立方氧化鋯晶體的大小是不一樣的，冷坩堝越大，生長(zhǎng)出來(lái)的晶體越大。沈才卿收藏了從每爐生長(zhǎng)25公斤、120公斤、240公斤到400公斤的冷坩堝中生長(zhǎng)出的立方氧化鋯晶體：圖35中，右下方紫色和白色的立方氧化鋯晶體是從每爐長(zhǎng)25公斤晶體的冷坩堝中生長(zhǎng)的；桔黃色的立方氧化鋯晶體是從每爐長(zhǎng)120公斤晶體的冷坩堝中生長(zhǎng)的；最上邊的淺綠色和紅色立方氧化鋯晶體是每爐長(zhǎng)240公斤晶體冷坩堝中生長(zhǎng)的；左邊最大的粉色合成立方氧化鋯晶體是2006年9月在廣西梧州市召開(kāi)“中寶協(xié)第三屆人工寶石專(zhuān)業(yè)委員會(huì)換屆大會(huì)暨中國(guó)人工寶石發(fā)展論壇”期間（圖36），由桂泰珠寶公司總經(jīng)理何方縣送給沈才卿的樣品，標(biāo)簽上寫(xiě)著重1980.3克，是從每爐生長(zhǎng)400公斤晶體的冷坩堝中生長(zhǎng)的，當(dāng)時(shí)覺(jué)得真大。到2020年7月，饒首光給沈才卿發(fā)來(lái)了重4.1公斤的立方氧化鋯晶體圖片，晶體更大，使人大開(kāi)眼界。由此可見(jiàn)，不斷發(fā)展的人工寶石產(chǎn)業(yè)勢(shì)不可擋。

圖34 饒首光從晶錠中整理晶體（饒首光供圖）

圖35 不同大小冷坩堝產(chǎn)品 大小不同（沈才卿藏品）

圖36 中寶協(xié)第三屆人工寶石專(zhuān)業(yè)委員會(huì)換屆大會(huì)暨中國(guó)人工寶石發(fā)展論壇大會(huì)合影

（七）切割晶體和分類(lèi)包裝

冷坩堝熔殼法合成的立方氧化鋯晶體是氧化鋯粉末、多晶體熔融層和晶體三大部分的綜合體。晶體也是根部最粗大，往上越來(lái)越小。因上市的晶體需要比較規(guī)范，還要分等級(jí)，因此專(zhuān)門(mén)有一個(gè)車(chē)間是負(fù)責(zé)切割的，把多晶體及粉料切去，把晶體切成一定長(zhǎng)度，以便分級(jí)銷(xiāo)售。圖37是沈才卿收藏的樣品，當(dāng)作人工晶體觀賞石放在書(shū)桌上經(jīng)常觀賞，可以清楚地看到在晶體與粉體之間有一層多晶體的熔融結(jié)晶層，這一部分一般切下來(lái)后作為下次再投入冷坩堝作為爐料的一部分使用。

圖37 不同色立方氧化鋯晶體與粉層之間的多晶體熔融層（沈才卿藏品）

切割整理車(chē)間是在噴水條件下用金剛石切刀進(jìn)行晶體切割的，由于切刀的轉(zhuǎn)速很快，水會(huì)飛濺出來(lái)，所以在轉(zhuǎn)動(dòng)刀的上方有個(gè)擋水裝置，切刀和操作人員胸前加擋水板。又由于合成立方氧化鋯晶體的莫氏硬度為8～8.5，金剛石的莫氏硬度為10，在高速切割過(guò)程中會(huì)有火花出現(xiàn)，溫度很高，故必須用水澆。晶體按要求的長(zhǎng)短切割，然后分級(jí)銷(xiāo)售。參見(jiàn)圖38至圖41。

圖38 切割晶體實(shí)況-1（饒首光供圖）

右前方紅盆中放水，把切下來(lái)的晶體放在里邊，洗干凈后取出晾干，最后裝箱，見(jiàn)圖40。

圖40 切割晶體實(shí)況（完成）-3（饒首光供圖）

在倉(cāng)庫(kù)里我們見(jiàn)到入庫(kù)的合成立方氧化鋯成品，沈湄和她的兒子手拿大晶體合影，背景白色袋中裝的是倉(cāng)庫(kù)中切下來(lái)的回爐料。參見(jiàn)圖41（a）和圖41（b）。

圖39 切割晶體實(shí)況（火光）-2（饒首光供圖）

圖41 a-入庫(kù)的成品；b-沈湄和她兒子拿著大晶體合影 （沈才卿攝）

國(guó)內(nèi)做冷坩堝熔殼法合成立方氧化鋯的老前輩—90歲（1931年生人）和91歲（1930年生人）高齡的張道標(biāo)和何雪梅夫婦從樣品儲(chǔ)藏室中找出了收藏的合成立方氧化鋯大單晶，稱(chēng)了重量，寫(xiě)上顏色和重量后照相，于2021年4月21日發(fā)給沈才卿，共6種顏色：有臘黃色（1.18 Kg）、粉紅色（2.77 Kg）、無(wú)色（3.67 Kg）、紫紅色（2.24 Kg）、紫蘭色（3.15 Kg）,最大的石榴紅色晶體重4.97 Kg。后面還有發(fā)給沈才卿多種顏色的合成立方氧化鋯刻面成品收藏品(參見(jiàn)圖12～76)，非常感謝二位尊敬的老前輩。

圖42 張道標(biāo)和何雪梅夫婦收藏的大立方氧化鋯晶體（2021年4月提供）

（八）關(guān)于“引燃劑”或“引熔劑”的改進(jìn)

①關(guān)于“引燃劑”和“引熔劑”：有專(zhuān)家建議，產(chǎn)生小熔池時(shí)，凡產(chǎn)生火苗的稱(chēng)為“引燃劑”，只發(fā)紅而沒(méi)有火苗的稱(chēng)為“引熔劑”，本文采用這個(gè)建議。

②用高純石墨代替金屬鋯的原因：前文說(shuō)過(guò)，合成立方氧化鋯晶體必須用金屬鋯或金屬鋯粉進(jìn)行引燃，形成一個(gè)小熔池，才能使周?chē)粚?dǎo)電的氧化鋯粉熔融。饒首光他們?cè)瓉?lái)用的是“海綿鋯”作為“引燃劑”（或叫“引熔劑”）。因?yàn)殇啿粌H是稀土元素，冶煉困難不說(shuō)，還是軍工和核設(shè)施的重要原料，很難買(mǎi)到，價(jià)格也很昂貴。2005年開(kāi)始，饒首光的工廠就用高純石墨代替金屬鋯了。他們把高純石墨做成條狀，大小為300×20×1 mm，放在坩堝內(nèi)離銅管內(nèi)壁約20 cm的地方，首尾相接擺成直徑80 cm的圓形，饒首光特意給沈才卿發(fā)來(lái)擺放高純石墨的圖片，參見(jiàn)圖43-a和圖43-b。通電后高純石墨棒打電火花，溫度大約能達(dá)3000°C，使粉料氧化鋯（ZrO2）熔融，熔融后的氧化鋯（ZrO2）熔液是導(dǎo)電的，其電阻值約1歐姆，可以被高頻加熱熔融。要求穩(wěn)定劑氧化釔的純度達(dá)99.99%，用量所占比例16.9%。石墨圈在通電后發(fā)熱，有小火但不是熊熊大火的燃燒，如果火大了可以加一些混合粉末蓋住。參見(jiàn)圖44和圖45。

圖43 高純石墨棒的擺放（饒首光供圖）

圖44 通電后的高純石墨棒引燃（引熔）狀況（饒首光供圖）

（九）消除無(wú)色立方氧化鋯晶體黃色調(diào)的方法

為了獲得結(jié)構(gòu)良好的立方氧化鋯晶體，饒首光廠長(zhǎng)使用的穩(wěn)定劑Y2O3的量為16.9%，比以前說(shuō)的12%多好多，這樣會(huì)使晶體帶黃色調(diào)；另外，實(shí)踐證明，無(wú)論是用金屬鋯引燃（或引熔）還是用高純石墨棒引燃（或引熔）都會(huì)使晶體帶黃色調(diào)。解決的辦法是在混合粉中加入一定量的稀土元素釹，但稀土元素釹很貴，2020年的市場(chǎng)價(jià)格為500元/Kg。2020年的市場(chǎng)價(jià)ZrO2粉 料40元/Kg，Y2O3為30元/Kg。