实验结果及改色原理详解

1.实验结果

图12-1　熔盐电解实验示意图

1.热电偶；2.石墨坩埚；3.铂阳极和样品；4.电解质；5.铝液；6.直流电源（王传福等，1993）

经熔盐电解处理后，多数山东蓝色蓝宝石能够从深蓝色变成浅蓝色，透明度大大改善，在垂直c轴方向显示出很纯的蓝色相，且样品颜色不发灰。但实验后，样品有轻微的溶解，损失约8%wt的质量。(www.xing528.com)

2.改色原理

在940℃的高温下，氟化物熔盐能腐蚀氧化铝单晶体晶格，即氧化铝能够为氟化物熔盐所溶解，被溶解的氧化铝饱和浓度可达11%wt。因此，在蓝色蓝宝石和氟化物熔盐界面上，物质的迁移和扩散是很容易进行的。在电解过程中，阳极上产生大量的氧气和少量的氟气，这些气体在高温下的氧化性很强，而且，氟的原子半径很小，很容易进入蓝色蓝宝石晶体晶格中把Fe2+氧化成Fe3+，使Fe3+的含量大大增加。从而大大地改善山东蓝色蓝宝石的透明度，颜色从垂直于c轴方向看，可见到一种纯的蓝色相。并且，实验时间大大缩短，只要30～45min。

在电解过程中，实验温度只有940℃，钛离子在此温度下是很难扩散的，故蓝色蓝宝石不会发灰。同时，熔盐中钛离子的浓度为4%wt（TiO2），高于蓝色蓝宝石中钛离子的浓度，因此，即使存在着钛离子的扩散，也是钛离子从熔盐中往样品中扩散，使样品中钛离子的含量有轻微的增加。