一种在长石晶体中生长纳米材料的方法

摘要

本发明公开了一种在长石晶体中生长纳米材料的方法，该制备方法通过高温扩散的手段将金属元素引入到长石晶体内部，为了减少长石晶体在高温扩散过程中与扩散原料的化学反应对长石晶体表面造成的损伤，在高温扩散过程中将长石晶体的一部分包埋在扩散原料中，另外一部分露出不与扩散原料直接接触。这种方法得到的含有纳米材料的长石晶体露出的部分表面无损伤，可以最大程度地保留其作为宝石材料、光电材料的应用价值。

权利要求

1.一种在长石晶体中生长纳米材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制生长纳米材料所需的扩散原料，并转移到坩埚中；

2)将长石晶体的一部分包埋在扩散原料中，与扩散原料充分接触；

3)将装有扩散原料和长石晶体的坩埚放入加热设备中进行高温热处理，高温热处理结束后冷却至室温取出，最终制得含有纳米材料的长石晶体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩散原料包括含有金属元素的物质组分X，以及氧化物Y；

所述含有金属元素的物质组分X选自金、银、铜、金银合金、金铜合金、银铜合金、铜锡合金、金银铜合金、银的化合物、铜的化合物中的一种或多种；

所述氧化物Y选自氧化锆、氧化硅、氧化钙、氧化锌、氧化镁中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含有金属元素的物质组分X的物质的量与长石晶体的质量比为(0.000078‑0.0312mol):1g，所述氧化物Y的质量与长石晶体的质量比为(0.5‑10):1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩散原料进一步包括还原性物质；

所述还原性物质选自氧化亚锡、氧化亚铁、三氧化二锑、活性炭、石墨中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包埋在扩散原料中的长石晶体部分不超过整个长石晶体体积的1/3。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温热处理的温度范围为800‑1600℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温热处理的时间为4‑160h。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长石晶体选自钠长石晶体、奥长石晶体、中长石晶体、拉长石晶体、培长石晶体、钙长石晶体中的一种。

9.根据权利要求1‑8任一项的方法制备得到的含有纳米材料的长石晶体。

说明书

一种在长石晶体中生长纳米材料的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纳米复合材料技术领域，特别涉及一种含有纳米材料的长石晶体的制备方法。

背景技术

[0002] 长石是一种含有Na、K、Ca的铝硅酸盐矿物。根据所含的Na、K、Ca元素的种类与含量可以分为不同的亚种，如钠长石、钙长石、斜长石、微斜长石、正长石，透长石等。在这些长石
亚种中，质优者可作为宝石材料。在天然产出的透明斜长石晶体中，有极小一部分净度高、
颜色漂亮（通常为红色、绿色、香槟色），将其切磨成宝石后具有很高的市场价格。在天然产
出的透明长石晶体中，还有极大一部分的晶体虽然具有很高的净度，但是由于没有漂亮的
颜色而无人问津。

[0003] 研究人员通过长时间的研究，已经证实了天然斜长石晶体的颜色来源于晶体内部的Cu纳米粒子。由于Cu纳米粒子的局域表面等离子共振效应，造成了对可见光中不同波段
的吸收，产生了最终人眼看到的颜色。基于此，研究人员采用传统的高温扩散处理方法对前
面提到的无色长石晶体进行处理，将无色长石晶体埋在含有扩散原料（ZrO2/Cu粉）的刚玉
坩埚中，Cu粉的质量百分比为1%。然后在1170℃处理上百小时，最终得到的长石有部分区域
变成了红色，但包埋在扩散原料中的长石晶体在高温处理的过程中表面会与扩散原料中的
物质发生化学反应，造成长石晶体的表面结构被破坏。

[0004] 本发明公开了一种在长石晶体中生长纳米材料的方法，该制备方法通过扩散的手段将金属元素引入到长石晶体内部，为了减少长石晶体在扩散过程中与扩散原料的化学反
应对长石晶体表面造成的损伤，在高温热处理的过程中仅将长石晶体的一部分包埋在扩散
原料中，另外一部分露出不与扩散原料直接接触。这种方法制备得到的含有纳米材料的长
石晶体露出的部分表面无损伤，可以最大程度地保证其作为宝石材料的应用价值。此外，含
有金属纳米粒子的透明光学材料具有很好的非线性光学性质，在光电材料中也有很高的应
用价值。

发明内容

[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种在长石晶体中生长纳米材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

[0006] 1）配制生长纳米材料所需的扩散原料，并转移到坩埚中；

[0007] 2）将长石晶体的一部分包埋在扩散原料中，与扩散原料充分接触；

[0008] 3）将装有扩散原料和长石晶体的坩埚放入加热设备中进行高温热处理，高温热处理结束后冷却至室温，最终制得含有纳米材料的长石晶体。

[0009] 根据本发明的实施例，所述扩散原料包括含有金属元素的物质组分X，以及氧化物Y；

[0010] 所述含有金属元素的物质组分X选自金、银、铜、金银合金、金铜合金、银铜合金、铜锡合金、金银铜合金、银的化合物、铜的化合物中的一种或多种；

[0011] 所述氧化物Y选自氧化锆、氧化硅、氧化钙、氧化锌、氧化镁中的一种或多种。

[0012] 根据本发明的实施例，所述含有金属元素的物质组分X的物质的量与长石晶体的质量比为（0.000078‑0.0312mol）:1g，所述氧化物Y的质量与长石晶体的质量比为（0.5‑
10）:1。

[0013] 根据本发明的实施例，所述含有金属元素的物质组分X优选自金、银、铜、金银合金、金铜合金、银铜合金、铜锡合金、金银铜合金、银的硫化物、银的卤化物、铜的氧化物、铜
的卤化物、铜的硫化物中的一种或多种。

[0014] 根据本发明的实施例，所述扩散原料进一步包括还原性物质；

[0015] 所述还原性物质选自氧化亚锡、氧化亚铁、三氧化二锑、活性炭、石墨中的至少1种；

[0016] 所述还原性物质与含有金属元素的物质组分X的摩尔比为（0‑1.2）:1。

[0017] 根据本发明的实施例，包埋在扩散原料中的长石晶体部分不超过整个长石晶体体积的1/3。

[0018] 根据本发明的实施例，所述高温热处理的温度范围为800‑1600℃。

[0019] 根据本发明的实施例，所述高温热处理的时间为4 160h。~

[0020] 根据本发明的实施例，所述长石晶体包括钠长石晶体、奥长石晶体、中长石晶体、拉长石晶体、培长石晶体、钙长石晶体。

[0021] 本发明具有如下有益效果：

[0022] 1、在高温热处理的过程中，该方法仅将长石晶体的一部分包埋在扩散原料中，另外一部分露出不与扩散原料直接接触，可以避免在扩散过程中与扩散原料的化学反应对长
石晶体表面造成的损伤，这种方法制备得到的含有纳米材料的长石晶体可以最大程度地保
留其作为宝石材料、光电材料的应用价值，这种方法巧妙地运用了金属离子在长石晶体具
有高扩散速率这一特点；

[0023] 2、在高温热处理的过程中，该方法仅将长石晶体的一部分包埋在扩散原料中，另外一部分露出不与扩散原料直接接触，露出部分与包埋部分的长石晶体之间除了有扩散金
属离子的浓度差之外，还有微小的温度差，可以促进纳米材料的形核与生长。

附图说明

[0024] 图1为长石晶体在扩散原料中放置方式示意图；

[0025] 图2为本发明实施例1中高温热处理后得到的长石晶体外观；

[0026] 图3为本发明实施例1中高温热处理前后的长石晶体的紫外可见吸收光谱；

[0027] 图4为本发明实施例1中高温热处理后得到的含有铜纳米材料的长石晶体的EDXRF图谱；

[0028] 图5为对比例1中处理后长石晶体的外观；

[0029] 图6为本发明实施例2中高温热处理后得到的长石晶体的外观；

[0030] 图7为本发明实施例2中高温热处理后得到的含有铜纳米粒子的长石晶体的紫外可见吸收光谱；

[0031] 图8为本发明实施例2中高温热处理后得到的含有铜纳米粒子的长石晶体的TEM照片。

具体实施方式

[0032] 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明公开的一种在长石晶体中生长纳米材料的方法进行详细描述。

[0033] 图1为本发明中所提到的长石晶体在扩散原料中放置方式的示意图，如图1所示，101是盛放扩散原料和长石晶体的坩埚，根据不同的扩散原料组分以及生长的纳米材料要
求，对应选择不同材质的坩埚，例如本发明选用的材质为最高处理温度可以达到1700℃的
刚玉坩埚。102为预先配制并混合均匀的扩散原料，不同组分的扩散原料通常保证目数相
近，以保证混合的质量。103为长石晶体，长石晶体的一部分包埋在扩散原料中，剩余部分露
出表面。由于在高温热处理过程中不会对露出的部分造成损伤，因此长石晶体在进行高温
热处理之前可以根据实际应用场景进行相应的加工处理，切磨成想要的形状，也可以直接
以未加工的形式进行处理。

[0034] 本发明公开的一种在长石晶体中生长纳米材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

[0035] 1）配制生长纳米材料所需的扩散原料，并转移到坩埚中；

[0036] 2）将长石晶体的一部分包埋在扩散原料中，与扩散原料充分接触；

[0037] 3）将装有扩散原料和长石晶体的坩埚放入加热设备中进行高温热处理，高温热处理结束后冷却至室温，最终制得含有纳米材料的长石晶体。

[0038] 根据本发明的实施例，在该步骤1）中，根据所需处理的长石晶体的质量计算出扩散原料中各组分的质量，其中每1g长石晶体需要称取对应含有金属元素的物质组分X的物
质的量总和为0.000078‑0.0312mol，每1g长石晶体需要称取对应氧化物Y的质量为0.5‑
10g，氧化物Y均为高熔点的氧化物，熔点超过1700℃，高熔点氧化物的加入可以保证在高温
处理过程中，这部分扩散原料组分始终保持固态，从而一定程度上减轻扩散原料与长石晶
体的反应，同时，保证扩散原料为固态可以对长石晶体起到固定的作用；另一方面，高熔点
氧化物的加入起到稀释含有金属元素的物质组分X的作用，通过调节高熔点氧化物的质量，
获得所需的含金属元素物质组分X的质量摩尔浓度。当所加入的物质组分X的质量较少时，
可以等比例扩大高熔点氧化物，以此来达到可以包埋住部分长石晶体的目的。根据ICP‑MS
测试，1g天然含铜纳米粒子长石晶体中含有约500ppmw的铜，即天然含铜纳米粒子长石晶体
中铜的质量摩尔浓度为0.0000078mol/g。根据本发明的实施例，扩散原料中含金属元素物
质组分X占高熔点氧化物组分的质量摩尔浓度为0.000078‑0.0312mol/g，是天然含铜纳米
粒子长石晶体中铜的质量摩尔浓度的10‑4000倍。扩散原料中金属离子的质量摩尔浓度远
高于天然含铜纳米粒子长石晶体，可以保证扩散进入长石晶体内部的金属离子可以形成纳
米材料。随着扩散原料中的金属离子的质量摩尔浓度的增大，金属离子由扩散原料进入长
石晶体的过程会相应加快，高速的扩散过程可以加速金属纳米材料在长石晶体中的生长，
对应获得大尺寸的纳米材料。根据本发明的实施例，在步骤1）中，含有金属元素的物质组分
X选自金、银、铜、金银合金、金铜合金、银铜合金、铜锡合金、金银铜合金、金的化合物、银的
化合物、铜的化合物中的一种或多种，含金属元素物质各自所占的比例可以根据实际需要
在0‑100%之间进行调节。根据本发明的实施例，在步骤1）中，含有金属元素的物质组分X优
选自金、银、铜、金银合金、金铜合金、银铜合金、铜锡合金、金银铜合金、银的硫化物、银的卤
化物、铜的氧化物、铜的卤化物、铜的硫化物中的一种或多种。根据本发明的实施例，在步骤
1）中，高熔点氧化物选自氧化锆、氧化硅、氧化钙、氧化锌、氧化镁中的一种或多种。物质组
分X与氧化物Y均为粉末的形式，为了保证扩散原料的混合均匀性，不同物质组分之间应该
尽量保证目数相近或一致，常用的粉末粒径为100‑800目之间。

[0039] 根据本发明的实施例，在步骤1）中，所述扩散原料还可以进一步包括还原性物质。根据本发明的实施例，所述还原性物质选自氧化亚锡、氧化亚铁、三氧化二锑、活性炭、石墨
中的一种或多种。加入还原性物质可以进一步控制纳米材料在长石晶体中的生长过程，从
而提升在长石晶体中生长的纳米材料的质量。根据本发明的实施例，在步骤1）中，所述还原
性物质与含有金属元素的物质组分X的摩尔比为（0‑1.2）:1。

[0040] 根据本发明的实施例，在步骤2）中，包埋在扩散原料中的长石晶体部分不超过整个长石晶体体积的1/3。一方面需要长石晶体与扩散原料进行充分接触，保证金、银、铜离子
到长石晶体的扩散过程有足够的接触面，另一方面要尽可能让更多的长石晶体部分露出于
扩散原料之外，以保证最终获得的含纳米材料的长石晶体具有最大比例的使用区域。

[0041] 根据本发明的实施例，在步骤2）中，长石晶体包括钠长石晶体、奥长石晶体、中长石晶体、拉长石晶体、培长石晶体、钙长石晶体。以Ab代表钠长石，An代表钙长石，则钠长石
与钙长石形成的固溶体有钠长石晶体（Ab90‑100%An0‑10%），奥长石晶体（Ab70‑90%An10‑30%），中长
石晶体（Ab50‑70%An30‑50%），拉长石晶体（Ab30‑50%An50‑70%），培长石晶体（Ab10‑30%An70‑90%），钙长石
晶体（Ab0‑10%An90‑100%）。

[0042] 根据本发明的实施例，在步骤3）中，高温热处理的温度范围为800‑1600℃。高温热处理的温度取决于所选的长石晶体类型，不同的长石晶体具有不同的固相线温度，高温热
处理的温度不能高于所选长石晶体的固相线温度。根据本发明的实施例，在步骤3）中，高温
热处理的时间为4 160h。随着高温热处理时间的增加，长石晶体中生长得到的纳米材料的
~
尺寸增大，所得纳米材料的尺度在3‑80nm之间。

[0043] 根据本发明的实施例，在步骤3）中，高温热处理可以选择在空气气氛、惰性气体气氛以及弱还原气氛下进行，三种气氛条件下的高温热处理都能在长石晶体中生长纳米材
料。当高温热处理在空气气氛下进行时，可以选择性地加入与含金属元素物质组分X等摩尔
的还原性物质，以此提升在长石晶体中生长的纳米材料的质量。

[0044] 根据本发明的实施例，通过控制扩散原料中含金属元素组分X各自的比例，可以在长石晶体中生长金纳米粒子、银纳米粒子、铜纳米粒子、金银合金纳米粒子、金铜合金纳米
粒子、银铜合金纳米粒子、金银铜合金纳米粒子、氧化铜纳米粒子、氧化亚铜纳米粒子中的
一种或多种。

[0045] 根据本发明的实施例，通过改变扩散原料中含金属元素组分X的组成，可以对长石晶体进行二次或多次高温扩散处理，通过二次或多次高温扩散处理，可以在长石晶体中生
长金纳米粒子、银纳米粒子、铜纳米粒子、金银合金纳米粒子、金铜合金纳米粒子、银铜合金
纳米粒子、金银铜合金纳米粒子、氧化铜纳米粒子、氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种。

[0046] 下面通过具体实施例对本发明进行说明，需要说明的是，下面的具体实施例仅仅是用于说明的目的，而不以任何方式限制本发明的范围，对于本领域内的普通技术人员而
言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也
视为本发明的保护范围。另外，如无特殊说明，未具体记载条件或者步骤的方法均为常规方
法，所采用的试剂和材料均可通过商业途径获得。

[0047] 实施例1：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0048] （1）称取扩散原料氧化锆粉末1.084g，氧化亚铜粉末0.311g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0049] （2）将1颗无色透明的拉长石晶体（外形已经经过初步打磨，质量1.084g）放入坩埚中，并使拉长石晶体的1/3包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0050] （3）将装填有扩散原料和拉长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1200℃，高温扩散处理8h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子的拉长石晶体，外
观如图2所示，包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温扩
散处理过程中，长石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。而露出于扩
散原料区域的拉长石晶体为淡红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。该样品高温
扩散处理前后均测试了紫外可见吸收光谱，如图3所示，高温扩散处理后在580nm附近有铜
纳米粒子的特征吸收峰。EDXRF测试处理后露出于扩散原料的长石晶体，发现了Cu元素的特
征吸收峰，如图4所示。

[0051] 对比例1

[0052] （1）称取扩散原料氧化锆粉末1.964g，氧化亚铜粉末0.564g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0053] （2）将1颗无色透明的拉长石晶体（外形未打磨，质量1.964g）放入坩埚中，并将拉长石晶体全部包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0054] （3）将装填有扩散原料和拉长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1200℃，高温扩散处理8h。扩散结束后，冷却至室温取出，外观如图5所示，包埋在扩散原料中的
晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温扩散处理过程中，长石晶体与扩散原料
接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。

[0055] 实施例2：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0056] （1）称取扩散原料氧化锆粉末2.125g，氧化铜粉末2.637g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0057] （2）将1颗无色透明的拉长石晶体（质量2.125g）放入坩埚中，并使拉长石晶体的1/4包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0058] （3）将装填有扩散原料和拉长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1220℃，高温扩散处理10h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子的拉长石晶体，
外观如图6所示，包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温
扩散处理过程中，长石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。而露出于
扩散原料区域的拉长石晶体为红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。该样品高温
扩散处理前后均测试了紫外可见吸收光谱，如图7所示，高温扩散处理后在580nm附近有铜
纳米粒子的特征吸收峰。为了验证铜纳米粒子的形貌，通过FIB切样的方法制备得到了可用
于TEM观察的薄片，图8为TEM下看到的铜纳米粒子在拉长石晶体中的分布，所得铜纳米粒子
的粒径为20nm左右。

[0059] 实施例3：在长石晶体中生长银纳米粒子的方法

[0060] （1）称取扩散原料氧化硅粉末1.124g，银粉0.0336g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0061] （2）将1颗无色透明的中长石晶体（质量0.562g）放入坩埚中，并使中长石晶体的1/4包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0062] （3）将装填有扩散原料和中长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，在通氩气的气氛下升温到1100℃，高温扩散处理60h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有银纳米粒
子的中长石晶体，包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰色。而露出于扩散原
料区域的中长石晶体为淡黄色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。该样品高温扩散
处理前后均测试了紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后的中长石晶体在410nm附近有银纳
米粒子的特征吸收峰。EDXRF测试在露出于扩散原料的区域发现了银元素的特征信号。

[0063] 实施例4：在长石晶体中生长金纳米粒子的方法

[0064] （1）称取扩散原料氧化锆粉末0.636g，金粉0.0768g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0065] （2）将1颗无色透明的中长石晶体（外形已经经过初步打磨，质量0.424g）放入坩埚中，并使中长石晶体的1/4包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0066] （3）将装填有扩散原料和中长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1150℃，高温扩散处理50h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有金纳米粒子的中长石晶体，
包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰色。而露出于扩散原料区域的中长石
晶体为淡淡的橙红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。该样品高温扩散处理前后
均测试了紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后在530nm附近有金纳米粒子的特征吸收峰。

[0067] 实施例5：在长石晶体中生长金铜合金纳米粒子的方法

[0068] （1）称取扩散原料氧化锆粉末0.653g，金粉0.1537g，铜粉0.158g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0069] （2）将1颗无色透明的拉长石晶体（外形已经经过初步打磨，质量0.653g）放入坩埚中，并使拉长石晶体的1/3包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0070] （3）将装填有扩散原料和拉长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，在氩气气氛下升温到1200℃，高温扩散处理24h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有金铜合金纳米
粒子的拉长石晶体，包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰色。而露出于扩散
原料区域的拉长石晶体为淡紫红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。该样品高温
扩散处理前后均测试了紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后在560nm附近有金铜合金纳米
粒子的特征吸收峰。

[0071] 实施例6：在长石晶体中生长银纳米粒子和铜纳米粒子的方法

[0072] （1）称取扩散原料氧化锆粉末0.801g，铜粉末0.100g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0073] （2）将1颗无色透明的中长石晶体（外形已经经过初步打磨，质量0.968g）放入坩埚中，并使中长石晶体的1/5包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0074] （3）将装填有扩散原料和拉长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，在氩气气氛下升温到1200℃，高温扩散处理10h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子的
拉长石晶体，包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色。而露出于扩散原料
区域的拉长石晶体为淡红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。得到的样品测试其
紫外可见吸收光谱，在580nm处有铜纳米粒子的特征吸收峰；

[0075] （4）称取扩散原料氧化锆粉末0.801g，铜粉末0.169g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0076] （5）将步骤（3）中得到的中长石晶体放入坩埚中，并使中长石晶体的1/4包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0077] （6）将装填有扩散原料和拉长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，在氩气气氛下升温到1150℃，高温扩散处理10h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子和
银纳米粒子的拉长石晶体，包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色。而露
出于扩散原料区域的拉长石晶体的红色加深，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。得
到的样品测试其紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后在420nm增加了银纳米粒子的特征吸
收峰，580nm处也还有铜纳米粒子的特征吸收峰。

[0078] 实施例7：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0079] （1）称取扩散原料氧化镁粉末1.202g，硫化亚铜粉末0.62g，氧化亚锡1.052g置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0080] （2）将1颗无色透明的中长石晶体（质量1.202g）放入坩埚中，并使中长石晶体的1/3包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0081] （3）将装填有扩散原料和中长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1100℃，高温扩散处理4h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子的中长石晶体，包
埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温扩散处理过程中，长
石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。而露出于扩散原料区域的中
长石晶体为淡红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。该样品高温扩散处理前后均
测试了紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后在580nm附近有铜纳米粒子的特征吸收峰。

[0082] 实施例8：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0083] （1）称取扩散原料氧化锆粉末0.517g，碘化亚铜粉末1.482g，三氧化二锑1.134g置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0084] （2）将1颗无色透明的奥长石晶体（外形已经经过初步打磨，质量1.034g）放入坩埚中，并使奥长石晶体的1/5包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0085] （3）将装填有扩散原料和奥长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1000℃，高温扩散处理12h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子的奥长石晶体，
包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温扩散处理过程中，
长石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。而露出于扩散原料区域的
奥长石晶体为暗红色，晶体表面无损伤。该样品高温扩散处理前后均测试了紫外可见吸收
光谱，高温扩散处理后在580nm附近有铜纳米粒子的特征吸收峰。

[0086] 实施例9：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0087] （1）称取扩散原料氧化锆粉末0.883g，无水氯化铜粉末0.314g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0088] （2）将1颗无色透明的钠长石晶体（外形已经经过初步打磨，质量0.883g）放入坩埚中，并使钠长石晶体的1/3包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0089] （3）将装填有扩散原料和钠长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，在通氮气的气氛下升温到900℃，高温扩散处理96h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒
子的钠长石晶体，包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温
扩散处理过程中，长石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。而露出于
扩散原料区域的钠长石晶体为淡红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。该样品高
温扩散处理前后均测试了紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后在580nm附近有铜纳米粒子
的特征吸收峰。

[0090] 实施例10：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0091] （1）称取扩散原料氧化钙粉末0.826g，铜锡合金粉末（Cu50%）1.198g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0092] （2）将1颗无色透明的培长石晶体（质量0.826g）放入坩埚中，并使培长石晶体的1/3包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0093] （3）将装填有扩散原料和培长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1300℃，高温扩散处理48h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子的培长石晶体，
包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温扩散处理过程中，
长石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。而露出于扩散原料区域的
培长石晶体为淡红色，晶体表面无损伤。该样品高温扩散处理前后均测试了紫外可见吸收
光谱，高温扩散处理后在580nm附近有金纳米粒子的特征吸收峰。

[0094] 实施例11：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0095] （1）称取扩散原料氧化锌粉末2.031g，铜锡合金粉末（Cu20%）1.201g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0096] （2）将1颗无色的钙长石晶体（质量0.677g）放入坩埚中，并使钙长石晶体的1/6包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0097] （3）将装填有扩散原料和钙长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1500℃，高温扩散处理12h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子的钙长石晶体，
包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温扩散处理过程中，
长石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。而露出于扩散原料区域的
钙长石晶体为淡红色，晶体表面无损伤，与高温热处理之前形态相同。该样品高温扩散处理
前后均测试了紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后在580nm附近有金纳米粒子的特征吸收
峰。

[0098] 实施例12：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0099] （1）称取扩散原料氧化钙粉末1.012g，铜粉2.021g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0100] （2）将1颗无色透明的中长石晶体（质量2.024g）放入坩埚中，并使中长石晶体的1/8包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0101] （3）将装填有扩散原料和中长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，在弱还原气氛（氮气95%+氢气5%）升温到1150℃，高温扩散处理6h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到
含有铜纳米粒子的中长石晶体，包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，
这是因为高温扩散处理过程中，长石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面
损伤。而露出于扩散原料区域的中长石晶体为红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明
度。该样品高温扩散处理前后均测试了紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后在580nm附近有
铜纳米粒子的特征吸收峰。

[0102] 实施例13：在长石晶体中生长铜纳米粒子的方法

[0103] （1）称取扩散原料氧化锆粉末1.932g，氧化铜0.024g，置于玛瑙研钵内混合均匀，然后倒入刚玉坩埚中；

[0104] （2）将1颗无色透明的中长石晶体（质量1.932g）放入坩埚中，并使中长石晶体的1/8包埋于预先混合均匀的扩散原料中；

[0105] （3）将装填有扩散原料和中长石晶体的刚玉坩埚放入高温管式炉中，升温到1100℃，高温扩散处理160h。扩散结束后，冷却至室温，取出得到含有铜纳米粒子的中长石晶体，
包埋在扩散原料中的晶体部分表面有麻点，颜色为灰黑色，这是因为高温扩散处理过程中，
长石晶体与扩散原料接触后发生了化学反应，造成了表面损伤。而露出于扩散原料区域的
中长石晶体为红色，晶体表面无损伤，且保持了很高的透明度。该样品高温扩散处理前后均
测试了紫外可见吸收光谱，高温扩散处理后在580nm附近有铜纳米粒子的特征吸收峰。