“锆石”虽然是一种小众矿物,但是许多并不熟悉矿物的人却对它并不陌生,甚至可能亲自“接触”过。理由其实也不复杂:在被媒体认定为“20世纪最大骗局”的钻戒困局中,锆石充当了一个略不光彩的角色——“仿钻”。
互联网上随便就可以搜到用“锆石”模仿钻石的新闻
那么,锆石究竟是不是生活中遇到的“假钻戒”呢?只能说,这话说对了一半。
虽然钻石是业内公认的“宝石之王”,但很多人对钻石的了解,大概仅限于它高达10的超高硬度,和据说“一点就着”的成分碳。不过,如果你亲眼见过雕琢良好的钻石,就会明白,钻石真正的价值,在于其耀眼无比的“金刚”光泽与璀璨绚烂的“火彩”。钻石的市场价值本文不做讨论,但有一点可以肯定,当人类发现钻石的美丽之后,就从未停止过使用各种手段去模仿甚至伪造它的光泽和火彩。
钻石最具吸引力的,其实是强力光泽与绚丽的“火彩”
可惜的是,绝大多数天然矿物都无法承担这个重任:强光泽需要高折射率、强火彩需要高色散值、而用于佩戴的宝石又需要很高的硬度,这三项指标极难同时满足。譬如自然界中的白铅矿,光泽色散都很优秀,但抗冲击能力很差,完全无法佩戴;而净度硬度良好,连密度都十分接近的托帕石等矿物,光泽和色彩则完全不对,稍有经验的人一眼就能分辨。
直到20世纪初期,人们在成百上千种天然矿物中终于确认了最适合做“仿钻”的品种——无色锆石。锆石(Zircon),其化学成分为ZrSiO4,即硅酸锆;硬度为7~7.5,高于石英,因此佩戴方面也达标了;关键的一点在于,天然锆石与钻石都具备耀眼的“金刚光泽”、同时锆石的色散值高达0.038,与钻石的0.044也很接近。可以说,从科学角度讲,锆石确实是最接近钻石的天然宝石;在这个时代,说锆石是“假钻石”,也并不冤枉它。
然而,模仿之路是永远没有尽头的。踏遍地球各个角落后,人们意识到天然矿物中再难找到更接近钻石的矿物,于是开始转向人工合成领域。随着科学的飞速进步,短短几十年内人类先是实现了无色蓝宝石、尖晶石等天然宝石的人工合成,随后又制造出了包括钛酸锶、人造石榴石、铌酸锂等多种自然界不存在的强光泽物质。这些人造宝石虽然在部分属性上与钻石接近,但是总体来看,它们或颜色不纯,或硬度太低,甚至有的物质由于色散过高,使得其“火彩”反而显得很假。
1976年,“仿钻”探索中堪称里程碑的成果——立方氧化锆(Cubic Zirconia)终于登场。作为一种重要的陶瓷材料,科学家很早就发现二氧化锆在高温下可以从自然界存在的单斜晶系(斜锆石)状态转变为四方晶系(1100℃)和立方晶系(1900℃),同时物理性质也会发生巨大变化。而70年代苏联科学家发明的“颅坩埚(Skull crucible)”方法,则一举解决了立方氧化锆的工业化量产技术难题。从此,合成立方氧化锆迅速席卷全球,淘汰了之前所有的物质,成为了当仁不让的“最强的假钻石”。
被打开的“颅坩埚”,其解决思路是使用冷却的氧化锆自身作为坩埚容器
虽然名字也有“锆”字,但立方氧化锆的化学成分为二氧化锆(ZrO2)。它的莫氏硬度高达8.5,仅次于钻石与红蓝宝石;它拥有耀眼的金刚光泽、色散值与钻石相当而并不过度夸张;最为可怕的是,在强大的“中国制造”加成下,我国广西梧州市以人造立方氧化锆产业起家,短短几十年内已成为年产上百亿颗的全球最大人造宝石基地,而每颗“八心八箭”的立锆仿钻比夏天大街上买根冰棍还要便宜。
在巨大性能与价格优势面前,天然锆石(Zircon)早已退出模仿钻石的舞台,而被工业化生产的立方氧化锆(CZ)所取代。只不过,两种物质都有一个锆字,人们又对“立方氧化锆”这个拗口的名字十分抗拒,于是被简化的“锆石”成为了悲催的背锅侠,直到今天在宝石市场都无法翻身。