一种自洁净宝石级钻石及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自洁净宝石级钻石及其制备方法，包括钻石本体，在钻石本体的全部或者部分切面上覆盖一层透光薄膜，透光薄膜的厚度可使至少一种波长的紫外光在空气与透光薄膜的界面上的反射光，和薄膜与对应的钻石本体切面界面上的反射光，在薄膜外表面形成相长干涉。制备方法包括磨切、匀膜、烘焙、抛光等步骤。干涉后的紫外线促使钻石周边空气中的氧气变成臭氧，臭氧的强氧化作用可以杀灭细菌，而不影响钻石的观感；也促使薄膜外表面黏附的碳和碳氢化合物分解为可挥发的二氧化碳和水蒸气逸出表面，从而清除黏附在钻石薄膜外表面的碳和有机污染物。

A self-cleaning gem diamond and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种自洁净宝石级钻石及其制备方法
本专利技术涉及宝石级钻石生产加工领域，具体涉及一种自洁净宝石级钻石及其制备方法。
技术介绍
加工好的钻石色彩斑斓、晶莹剔透，深受人们喜爱。璀璨的钻石也非常昂贵，切工VG级、成色I级、净度SI2级的1.00克拉的裸钻价格在2万人民币以上。切工EX级、成色D级、净度IF级的2.00克拉的裸钻价格在10万人民币以上。但是，佩戴一段时间，甚至只经过一周，钻石就会变得灰蒙蒙，看上去还不如玻璃。这是因为钻石具有很强的亲油性，佩戴一段时间后，钻石表面会有一层油污。一般化妆和做家务时，需要取下钻饰，放到首饰盒里保存。既使注意保存，钻石也需要经常清洗才能保持璀璨的光芒。目前，正确的保养方式是每隔两三个月将钻石首饰送专业珠宝店做一次保养，包括清洗、翻新。保养的经济和时间成本是一个钻石行业买卖双方的共同痛点，如果钻石具有自洁净功能，将解决这一难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是对宝石级钻石亲油性强，容易沾上油污，需要经常清洗的技术缺陷。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种自洁净宝石级钻石，包括钻石本体，在钻石本体的全部或者部分切面上覆盖一层透光薄膜，透光薄膜的厚度可使至少一种波长的紫外光在空气与透光薄膜的界面上的反射光，和薄膜与对应的钻石本体切面的界面上的反射光，在薄膜外表面形成相长干涉。进一步的，所述透光薄膜为TiO2薄膜。进一步的，当透光薄膜的折射率大于钻石的折射率时，膜厚为1/2倍所述紫外线波长的整数倍与1/4倍所述紫外线波长之和；当透光薄膜的折射率小于钻石的折射率时，膜厚为1/2倍所述紫外线波长的整数倍。进一步的，所述透光薄膜的厚度为100～140nm或45～70nm。进一步的，所述透光薄膜的厚度为126.85nm、63.425nm、92.5nm或46.25nm。此外，本专利技术还公开了一种自洁净宝石级钻石制备方法，包括如下步骤：(1)磨切：磨或切出钻石本体的切面；(2)匀膜：将薄膜溶胶液滴在一个切面上，切面高速旋转，液滴在离心力作用下向外飞溅，但是粘附在切面表面的液态膜，形成一层厚度均匀的薄膜；(3)烘焙：蒸发薄膜内的溶剂，牢固薄膜与切面；(4)转动：转动钻石本体，使另一个切面水平；随后重复匀膜、烘焙和转动步骤，直至所要切面都形成薄膜；(5)抛光：修整薄膜的均匀度及切面间的轮廓。进一步的，所述薄膜溶胶液为二氧化钛溶胶液体，烘焙的温度为60℃～120℃，时间为30s～120s。进一步的，所述薄膜的厚度可使至少一种波长的紫外光在空气与透光薄膜的界面上的反射光，和薄膜与对应的钻石本体切面的界面的反射光，在薄膜外表面形成相长干涉。进一步的，薄膜的厚度为126.85nm、63.425nm、92.5nm或46.25nm。本专利技术与现有技术的效果相比具有以下优点：干涉后的紫外线促使钻石周边空气中的氧气变成臭氧，臭氧的强氧化作用可以杀灭钻石表面的细菌；也促使薄膜外表面黏附的碳和碳氢化合物分解为可挥发的二氧化碳和水蒸气逸出表面，从而清除黏附在钻石薄膜外表面的碳和有机污染物。因为紫外线不在可见光波长范围内，自洁净而不影响钻石的观感。自洁净的特点有利于钻石的佩戴，在化妆、做家务时，佩戴者不用刻意收起，这也降低了遗失的概率；自洁净的特点延长了钻石的保养周期，降低保养的时间成本。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供的一种自洁净宝石级钻石，为开普系列中的无色圆形钻石。其中，57个切面上均覆盖有TiO2薄膜，膜厚46.25nm。具体的制备步骤如下：(1)磨切：磨或切出钻石本体的57切面；(2)匀膜：将TiO2薄膜溶胶液滴在一个切面上，切面高速旋转，转速控制在4746rpm；液滴在离心力作用下向外飞溅，但是粘附在切面表面的液态膜，形成一层厚度均匀薄膜；旋转时间控制在60s；(3)烘焙：蒸发薄膜内的溶剂，牢固薄膜与切面；烘焙温度85℃，时间60s。(4)转动：转动钻石本体，使另一个切面水平：随后重复匀膜、烘焙和转动步骤，直至所要切面都形成薄膜；(5)抛光：修整薄膜的均匀度及切面间的轮廓。钻石表面的薄膜厚度，根据两次反射的光程差为紫外线波长的正整数倍而设计，可以使紫外线的一次反射和二次反射发生相长干涉。干涉后的紫外线光子作用到钻石表面时，由于大多数碳氢化合物对185nm波长的紫外光具有较强的吸收能力，吸收后分解为离子、游离态原子、受激分子和中子。用光敏作用清除油污，保持钻石的洁净。使185nm波长紫外线发生相干干涉的膜层厚度包括但不限于92.5nm和46.25nm。钻石折射率2.417，TiO2折射率2.76-2.55，膜厚46.25nm。从空气射向薄膜的紫外线，在薄膜上反射时有半波损失；从薄膜射向钻石的紫外线，在界面上反射时没有半波损失。一次反射和二次反射的光程差为185nm，等于一个185nm波长的紫外光的波长,能形成相长干涉。干涉后的紫外线促使钻石周边空气中的氧气变成臭氧，臭氧的强氧化作用可以杀灭细菌，而不影响钻石的观感，这是因为紫外线不在可见光波长范围内。保持璀璨光芒的周期为6个月。实施例2本实施例提供的一种自洁净宝石级钻石，为开普系列中的无色圆形钻石。其中，57个切面上均覆盖有TiO2薄膜，膜厚为63.425nm。具体的制备步骤如下：(1)磨切：磨或切出钻石本体的57切面；(2)匀膜：将TiO2薄膜溶胶液滴在一个切面上，切面高速旋转，转速控制在3626rpm；液滴在离心力作用下向外飞溅，但是粘附在切面表面的液态膜，形成一层厚度均匀薄膜；旋转时间控制在60s；(3)烘焙：蒸发薄膜内的溶剂，牢固薄膜与切面；烘焙温度85℃，时间60s。(4)转动：转动钻石本体，使另一个切面水平：随后重复匀膜、烘焙和转动步骤，直至所要切面都形成薄膜；(5)抛光：修整薄膜的均匀度及切面间的轮廓。空气中的臭氧吸收干涉前后波长253.7nm的紫外线，分解出活泼的原子氧，能使物体表面的碳和碳氢化合物分解为可挥发的二氧化碳和水蒸气逸出表面，清除黏附在钻石薄膜外表面的碳和有机污染物。从空气射向薄膜的紫外线，在薄膜上反射时有半波损失；从薄膜射向钻石的紫外线，在界面上反射时没有半波损失。一次反射和二次反射的光程差为253.7nm，等于一个波长,能形成相长干涉，促使薄膜外表面黏附的碳和碳氢化合物分解为可挥发的二氧化碳和水蒸气逸出表面，清除黏附在钻石薄膜外表面的碳和有机污染物。将本专利技术实施例1-2得到的自洁净宝石级钻石和普通钻石，在加工完成后，即按照GB/T16554-2010《钻石分级》中的标准，进行成色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自洁净宝石级钻石，包括钻石本体，其特征在于：在钻石本体的全部或者部分切面上覆盖一层透光薄膜，透光薄膜可对部分光线进行反射；透光薄膜的厚度可使至少一种波长的紫外光在空气与透光薄膜的界面上的反射光，和薄膜与对应的钻石本体切面的界面上的反射光，在薄膜外表面形成相长干涉。/n

【技术特征摘要】
1.一种自洁净宝石级钻石，包括钻石本体，其特征在于：在钻石本体的全部或者部分切面上覆盖一层透光薄膜，透光薄膜可对部分光线进行反射；透光薄膜的厚度可使至少一种波长的紫外光在空气与透光薄膜的界面上的反射光，和薄膜与对应的钻石本体切面的界面上的反射光，在薄膜外表面形成相长干涉。


2.根据权利要求1所述的自洁净宝石级钻石，其特征在于：所述透光薄膜为TiO2薄膜。


3.根据权利要求1或者2所述的自洁净宝石级钻石，其特征在于：当透光薄膜的折射率大于钻石的折射率时，膜厚为1/2倍所述紫外线波长的整数倍与1/4倍所述紫外线波长之和；当透光薄膜的折射率小于钻石的折射率时，膜厚为1/2倍所述紫外线波长的整数倍。


4.根据权利要求3所述的自洁净宝石级钻石，其特征在于：所述透光薄膜的厚度为100～140nm或45～70nm。


5.根据权利要求4所述的自洁净宝石级钻石，其特征在于：所述透光薄膜的厚度为126.85nm、63.425nm或46.25nm。


6.根据权利要求3所述的自洁净宝石级钻石，其特征在于：所述透光薄膜的厚度为92.5nm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王本亮，高志廷，王英华，车江涛，雷晓艳，王云飞，孟银娜，刘春鹏，孔一君，张黎燕，王自营，马文魁，张玉恒，黄楷歌，
申请(专利权)人：河南机电职业学院，郑州华晶金刚石股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41