一种离子注入单晶体宝石呈色的制备方法

摘要

本发明提出一种离子注入单晶体宝石呈色的制备方法，属于宝石单晶体材料领域。采用离子注入和热处理相结合对宝石单晶体进行颜色优化的方法，通过将宝石单晶体表面进行抛光、采用高能离子束注入致色元素，在宝石晶体表层0.1um-0.5um范围内造成一种晶体色心缺陷，在宝石单晶体对应熔点温度Tm的0.1-0.2倍范围内进行热处理。本发明能避免常规宝石单晶体颜色优化过程中所面临的热处理温度高、使用过程中的表层易脱落的问题，是一种呈色稳定、着色均匀、色彩丰富的着色方法，并不影响宝石的折射率、表面光泽和硬度，同时能在宝石表面能得到特定的图案、形状。

主权项

一种离子注入单晶体宝石呈色的制备方法，其特征在于具体制备步骤包括如下：（1）预制宝石离子注入区域：将铝箔雕刻出宝石需要注入的形状，然后将铝箔包裹并压制在待注入已抛光的宝石表面，外露的宝石表面就是预制的宝石离子注入区域；（2）注入工艺：采用MEVVA源强流金属离子注入机对待注入的宝石进行饱和注入剂量的注入，将预制的宝石离子注入区域注入需要添加的金属元素，进行某一晶面的注入或各个晶面的注入，注入宝石表面的深度为0.1～0.5μm，注入工艺的参数为：注入电压100～150KeV，束流密度5～10mA；（3）烧结工艺：将注入后的样品在空气气氛下进行热处理，温度为宝石熔点的0.1～0.2倍，保温1～4小时后随炉冷却至室温，即可得到呈色的离子注入单晶体宝石。