焰熔法合成工艺：焰熔法合成装置由供料系统、燃烧系统和生长系统组成，合成过程是在维尔纳叶炉中进行的。

    （1）供料系统
    三氧化二铝粉末通过焙烧铝铵矾来制备，如果合成红宝石，则需要加入少量的Cr2O3致色剂，添加量为1-3%，原料的粉末经过充 分拌匀 后放入料筒。
   料筒：圆筒状，底部有筛孔，料筒中部贯通有一根震动装置使粉末少量、等量、周期性地从筛孔漏出。

    （2）燃烧系统
    氧气管：从料筒一侧释放出氧气，与原料粉末一同下降；
    氢气管：在火焰上方喷嘴处与氧气混合燃烧，氢氧燃烧温度为2500℃，Al2O3的熔点为2050℃。通过控制管内流量来控制氢氧比例，使之为O2:H2=1:3。
    冷却套：吹管至喷嘴处有一冷却水套，保证火焰以上的氢氧气管道不被熔化。


图：维尔纳叶法装置



    （3）生长系统
    燃烧室和保温炉：用耐火砖砌成，作为燃烧室，并保持温度，近上部有一个观察孔，可了解晶体生长情况。Al2O3粉末经过氢氧火焰熔融并落在下方的种晶棒上。
    旋转平台：安置种晶棒，边旋转、边下降，落下的熔滴在种晶上冷却结晶，通过控制下降速度使晶体扩大生长直径，达到一定的尺寸后，以均匀的速度边旋转边下降，使晶体得以等径生长。
    梨晶：长出的晶体形态类似梨形，故称为梨晶（图7-2-2）。梨晶大小通常为长23cm，直径2.5-5cm。

    生长速度：1厘米/小时，一般6小时完成即可完成生长。    

    因为生长速度快，内应力很大，停止生长后，应该轻轻敲击，让它沿纵向裂开成两半以释放内应力，避免以后产生裂隙。

    （4）焰熔法的特点：
    生长速度快、设备简单、产量大、便于商业化。世界上每年用此法合成的宝石大于10亿克拉。但用此方法合成的晶体缺陷多 ，往往达不到功能材料（如光电材料）的要求，多用于宝石。


图：焰熔法生长的各种梨晶

3. 焰熔法合成宝石的品种

     焰熔法合成宝石的品种主要有：合成刚玉、合成尖晶石、合成金红石、钛酸锶等 多种品种。合成的刚玉族宝石有多种的颜色，致色剂和天然的可以不同：
    合成红宝石：加入1-3% 的Cr2O3；
    合成蓝宝石：加入TiO2和FeO，但Ti和Fe的逸散作用，使合成蓝宝石常常有无色核心和蓝色表皮；
    粉红色和紫红色：加入Cr、Ti、Fe等致色元素；
    黄色：加入Ni和Cr致色元素；
    变色：加入V（和Cr）；显紫红色到蓝紫色的变色效应；
    星光：加入0.l一0.3%的TiO2，然后通过在l300度下恒温24小时，使TiO2成针状的金红石析出，产生星光效应。