Выращенный сапфир это драгоценный камень или нет

Выращенный сапфир

Сапфир — это корунд, оксид алюминия, который по шкале твёрдости уступает только алмазу. Сапфир с древности считается благородным камнем, камнем правителей. Им традиционно украшали короны королей. Самый известный сапфир «Святого Эдварда» украшает верхушку британской короны, камень инкрустирован в самый центр креста. Согласно поверьям, королевский минерал считался символом надежды, верности, чистоты и целомудрия.

Сапфир долгое время был одним из самых дорогих драгоценных камней и уступал в цене только алмазу. Камень цвета небес считался воплощением спокойствия, созерцания и умиротворения. В наши дни драгоценный минерал олицетворяют с уверенностью, успехом и победой. По мнению астрологов, ношение гарнитура с сапфирами благотворно влияет на состояние здоровья.

Одна из главных особенностей камня — богатая палитра оттенков. Оттенок сапфира зависит от наличия или отсутствия в нём примесей титана и железа. При этом все «цветные» сапфиры (кроме синих) называют «фантазийными».

Синтетический сапфир – Из чего это сделано? (Как это сделано?) 🎞

Источник: montecrystal-gems.ru

Диффузионное облагораживание корундов: сапфиров и рубинов

Рубины и сапфиры — на протяжении многих веков, пожалуй, одни из самых излюбленных камней на любом ювелирном рынке. И Россия — не исключение. Рубин и сапфир являются разновидностями минерала корунда. Наряду с природными камнями используются синтетические рубины и сапфиры, а также подвергнутые различным видам облагораживания (термообработка, термообработка с применением химических добавок (флюсов), различные виды диффузионной обработки, заполнение трещин и полостей стеклом, прокрашивание и промасливание, нанесение покрытий). Именно облагороженные камни часто доставляют геммологам больше всего хлопот при диагностике.

Рассмотрим диффузионно-облагороженные корунды. Диффузионная обработка подразумевает привнесение атомов, вызывающих окрашивание, которые проникают в камень, из внешнего источника. Если движение происходит в объем камня, насколько бы мелко оно ни приникало, то это явление правильнее называть объемной диффузией, или диффузией в кристаллическую решетку. Элементы диффундируют в решетку ювелирных камней из внешних источников для того, чтобы создать цвет или получить эффект астеризма. Это могут быть титан и хром или более легкие элементы, такие как бериллий.

Необходимо помнить, что данные камни по российскому законодательству относятся к драгоценным. Для облагороженных методом диффузии рубинов и сапфиров существует Стандарт организации «Сапфиры, рубины, облагороженные, методом диффузии и/или заполненные стеклом (ограненные вставки). Технические условия. СТО 45866412-15-2013», который относится к нормативно-технической документации Федерального казенного учреждения «Государственное учреждение по формированию Государственного фонда драгоценных металлов и драгоценных камней Российской Федерации, хранению, отпуску и использованию драгоценных металлов и драгоценных камней» (Гохран России).

Секреты Сапфира. Свойства драгоценного камня

Данный стандарт распространяется на облагороженные методом диффузии и/или заполненные стеклом природные сапфиры, природные рубины (ограненные вставки) (обозначаются как рубины/сапфиры Д/С). Стандартом устанавливаются основные показатели качества, применяемые для классификации, аттестации и сортировки сапфиров/рубинов Д/С в соответствии с нормами действующего законодательства.

В соответствии с вышеуказанным стандартом облагораживание — это искусственная обработка драгоценных камней и органических веществ с целью изменения их свойств и внешнего вида путем нанесения покрытий, заполнения трещин, нагревания, облучения и использования других видов физического и/или химического воздействия.

Для описания облагороженных методом диффузии рубинов и сапфиров в стандарте применяются следующие обозначения:
Сапфир/рубин, облагороженный методом диффузии (сапфир Д, рубин Д), — природный сапфир/рубин, подвергшийся комбинированному облагораживанию с применением высоких температур и химических веществ, вызывающему проникновение химических элементов в поверхностные слои с целью изменения цвета и/или оптического эффекта.

Диффузионно-облагороженные корунды впервые появились на мировом рынке в конце 1970-х годов. Этот процесс радикально отличался от всех более ранних способов термической обработки корундов тем, что благодаря диффузии создавался внешний тонкий слой насыщенного синего цвета на бесцветном или бледно окрашенном сапфире.

Процесс был первой успешной попыткой добавить цвет из внешнего источника. Технология была разработана корпорацией Union Carbide. Возможно, что обработчики в Таиланде также использовали этот процесс. Практически все сапфиры, обработанные этим методом, имели синий цвет (за счет диффузии титана). При диффузионной обработке с внедрением титана в кристаллическую решетку происходит окрашивание неглубокого приповерхностного слоя на глубину около 0,4–0,6 мм.

Подвергнутые данному виду облагораживания синие сапфиры могут иметь необычный «водянистый» вид, в них отсутствует характерная для сапфиров выраженная зональность окраски при внешне насыщенном цвете. Обработанные сапфиры можно легко диагностировать по неоднородной окраске, которая может выглядеть пятнистой за счет того, что наведенный окрашенный слой может частично или даже полностью удаляться при переполировке. Кроме того, наблюдается концентрация окраски вдоль ребер и по рундисту, а также концентрация цвета вокруг ямок и достигающих поверхности трещин (так называемые «ссадины»).

Диффузионная обработка с внедрением титана также может обнаруживаться в синтетических сапфирах. В таких камнях иногда выявляются криволинейная цветовая зональность и мелкие газовые пузыри, типичные для синтетических камней, выращенных методом Вернейля, а также неоднородность цвета на разных гранях, что характерно для диффузионной обработки. Но стоит помнить, что диффузионный слой может создаваться и на бесцветных синтетических корундах. В этом случае криволинейной зональности не обнаружится.

Облагораживание методом диффузии труднее идентифицировать в кабошонах по сравнению с ограненными камнями, так как в них отсутствуют грани, на которых можно видеть неоднородность окраски. В кабошонах эту обработку лучше всего диагностировать по концентрации цвета вдоль рундиста.

Диффузионная обработка может также использоваться для наведения астеризма за счет добавления оксида титана в поверхностный слой камня. Такая обработка идентифицируется по ненатурально четкой «звезде», неоднородному цвету и «цветовым ссадинам» у ямок, полостей и трещин. В некоторых камнях наведение эффекта астеризма может также сопровождаться усилением цвета.

Редко на рынке встречаются синие природные или синтетические сапфиры, обработанные методом диффузии кобальта. Они имеют несколько неестественную окраску и очень высокие значения показателей преломления.

В 1993 году исследователи GIA сообщили об экспериментальном получении «диффузионно-обработанных» корундов красного цвета. Эксперимент можно считать неудачным, так как глубина окрашенного слоя была очень мала, и окрашенный слой часто практически полностью удалялся при переполировке. Цвет камней получался неярким, и окраска выглядела неоднородной.

Рис. 1. Пятнистость окраски и неодинаковая окраска разных фасет в облагороженных методом диффузии корундах [5]

В начале 2000-х гг. в Чантабури (Таиланд) был разработан новый метод облагораживания, позволяющий преобразовывать цвета синевато-красных камней из месторождения Сонгеа (Танзания) в привлекательные оранжевые или красно-оранжевые. Этим методом можно изменять цвет в светло-желтых, желтовато-оранжевых, розовых, коричневатых, пурпурновато-красных, синих, пурпурных, зеленых, коричневых, серых камнях. В результате данной обработки создается окрашенный в желтый цвет приповерхностный слой, и, в зависимости от изначального цвета камня, получают корунды ярко желтого, оранжевого, оранжевато-розового или оранжевато-красного цвета. Этот процесс можно использовать также для осветления темно-синих сапфиров. Возможно получение бесцветных, зеленых, пурпурных камней.

Рис. 2. Процесс бериллиевой диффузии может оказывать влияние на многие цвета в корунде, включая рубины и сапфиры. Размеры показанных ограненных камней, обработанных методом бериллиевой диффузии, от 0,40 до 5,05 карат [1]

Диагностика обработанных бериллием корундов с помощью стандартных геммологических приборов затруднена. Единственным визуальным признаком является наличие цветовой зоны по контуру камня: желтая, оранжевая при обработке красных камней или бесцветная при обработке синих сапфиров. Глубина окрашенной зоны меняется в зависимости от времени обработки и может доходить до окрашивания камня на всю глубину.

На большую вероятность обработки камня методом диффузии бериллия указывают сильные изменения внутренних включений, которые не отмечались прежде в термически обработанных камнях. Так, например, включения циркона приобретают вид белесых бесформенных скоплений, часто содержащих газовые пузырьки, а в трещинах, образующихся вокруг них, наблюдаются характерные древовидные структуры кристаллизации расплава, вокруг включений рутила возникают синие ореолы внутренней диффузии, которые крайне редко наблюдались в желтых термически обработанных сапфирах из месторождения Рок Крик (Монтана).

Когда используются легкие элементы (бериллий), обработку обнаружить нелегко, так как проникновение диффузного слоя может быть на всю глубину камня и элементы, вызывающие окрашивание, могут не обнаруживать стандартными методиками химического анализа. Обнаружить более легкие элементы (Be или литий) можно только при помощи более чувствительных аналитических методов, таких как LA-IPC-MS (масс-спектрометрия индуктивно-связанной плазмы в режиме лазерной абляции), SIMS (масс-спектрометрия вторичных ионов) или LIBS (метод лазерно-индуцированного пробоя).

Авторы

Список использованной литературы

1. John L.Emmett, K.Scarratt и др. (2003) «Beryllium Diffusion of Ruby and Sapphire. Gems&Gemology,Vol.39, No.2, pp. 84-135.
2. Michael S. Krzemnicki, Henry A. Hanni, Roy A. Walters.(2004) «A New Method for Detecting Be Diffusion-Treated Sapphires: Laser-Induced Breakdown Spektroscopy (LIBS). Gems&Gemology,Vol.40,No.4, pp. 314-322.
3. Robert E. Kane, Robert C. Kammerling, John I. Koivula, James E. Shigley, and Emmanuel Fritsch «The identification of blue diffusion-treated sapphires» Gems & Gemology, Summer 1990, рр. 115-133.
4. Shane F. McClure, Robert C. Kammerling, and Emmanuel Fritsch «Update on diffusion-treated corundum: red and other colors», Gems &. Gemology, Spring 1993, рр 16-29.
5. Gübelin E. J. Koivula J.I Photoatlas of inclusions in Gemstones, vol. 2, Opinio Publishers, Basel, Swizerland, 2005.
6. Стандарт организации «Сапфиры, рубины, облагороженные, методом диффузии и/или заполненные стеклом (ограненные вставки). Технические условия. СТО 45866412-15-2013».

Источник: expojeweller.ru

Методы производства искусственного сапфира

Наше предприятие «Ростокс-Н» занимается производством и обработкой искусственного сапфира для нужд науки и техники. Мы выращиваем монокристаллы, используя три метода кристаллизации из расплава: Степанова (EFG), Киропулоса и Чохральского. О них расскажем подробнее в нашей статье.

Производство синтетического сапфира методом Степанова (EFG)

С 1938 года с помощью этого метода получают множество профилей кристаллов металлов, полупроводников и диэлектриков постоянного сечения, а также изделий сложных форм. Благодаря тому что нужная форма кристалла достигается непосредственно в процессе кристаллизации, снижаются до минимума расходы на дополнительную обработку, что в итоге ускоряет и удешевляет процесс производства искусственного сапфира.

При росте кристалла расплав поступает из тигля по капиллярным каналам-фильерам специального формообразователя к его рабочей поверхности. Именно эти кромки задают контур тонкого слоя расплава (мениска), который находится между рабочим торцом формообразователя и межфазной границей. Каким будет поперечное сечение вытягиваемого кристалла, зависит от геометрии кромок. При достижении оптимальных условий теплового поля затравочный кристалл контактирует с жидким мениском. Расплав, поступая через капиллярный канал на поверхность формообразователя, кристаллизуясь, формирует профиль растущего кристалла, например, трубу, пластину и т. д.

• высокая скорость выращивания;
• низкая себестоимость;
• длина кристаллов до 700 мм.

Производство синтетического сапфира методом Киропулоса

1. Затравка крепится в водоохлаждаемом кристаллодержателе и контактирует с расплавом, расположенным в тигле.
2. Рассчитанные параметры снижения температуры и скорости вытягивания приводят к разращиванию кристалла в виде полусферы непосредственно в тигле.
3. По мере роста кристалл расширяется до стенок тигля, после чего вместе с кристаллодержателем поднимается на несколько миллиметров. Далее кристалл снова растет до очередного разрастания до стенок тигля, последующего подъема и т. д.
4. Для уменьшения внутренних напряжений кристалл после окончания процесса выращивания отжигается в течение длительного времени непосредственно в ростовой установке.
5. В процессе производства методом Киропулоса диаметр монокристаллов может быть более 300 см. Фактически только размеры тигля задают конечный предел. Достоинства метода:

• высокая чистота кристаллов (не хуже 99,995), что позволяет применять их как в лазерной оптике так и в микроэлектронике;
• возможность изготовления кристаллов больших диаметров (более 300 мм).

На рис. а представлена схема установки для выращивания кристаллов; на рис. б — стадии роста.

Производство синтетического сапфира методом Чохральского

Создание метода датируется 1916 годом, когда профессор Ян Чохральский случайно обмакнул перо ручки в тигель с расплавом металла. Мгновенно вытащив перо, он обнаружил закристаллизовавшийся шарик.

В настоящее время методом Чохральского выращивают не только кристаллы металлов и полупроводников, но и ряд тугоплавких оксидов: сапфиры, рубины, некоторые разновидности корунда, гранаты и пр.

Одно из главных достоинств метода заключается в получении кристаллов с низким уровнем внутренних дефектов.

Монокристалл по методу Чохральского выращивается путем постепенного вытягивания из расплава. При этом температура расплава или постоянна, или меняется по определенному закону. Применяют индукционный или резистивный нагрев.

Современная установка для выращивания искусственного сапфира состоит из следующих элементов:

• вольфрамовый или молибденовый тигель;
• термоизоляция;
• устройство для создания вакуума или инертного газа;
• устройство для вращения и вытягивания кристалла;
• механическая, оптическая или электронная система для регулирования процесса.

• возможность введения легирующих добавок и получения цветных кристаллов;
• получение кристаллов с низким уровнем внутренних дефектов.

Источник: rostox-n.com

Добыча сапфиров: свойства, особенности, технология добычи

Среди любителей украшений и коллекционеров натуральных камней особо ценится самоцвет синего цвета — сапфир. Минерал семейства корундов бывает природным и искусственным. Природные сапфиры, с примесями железа и титана, относятся к классу драгоценных камней высшего уровня. Искусственные разноцветные камни, наряду с натуральными, тоже пользуются популярностью на мировом ювелирном рынке.

Особенности камня

Характеристики сапфира связаны с его происхождением. Минерал, представленный оксидом алюминия, образовался в природе на основе магмы. За многие тысячелетия корунд плотно обосновался в базальтовых и пегматитовых породах, имеющих щелочные свойства.

Вулканические природные вкрапления сапфиров синего, голубого, серовато-голубого оттенков бывают в виде россыпей или залежей. Цвет и насыщенность минерала зависят от месторождения, а также количества включений железа и титана. Синий оттенок считается основным для корунда.

Камень отличается кристаллической формой, стеклянным блеском, повышенной твердостью (9 по ювелирной шкале Мооса) и высоким преломлением света (до 1,778). Кроме этого, к особенностям корунда относятся:

1. Хорошая восприимчивость к обработке.
2. Диэлектрические свойства.
3. Стойкость к внешним воздействиям:

• истиранию;
• солнечному свету;
• ионизирующей радиации;
• механическим ударам.

1. Устойчивость к температурным показателям (плавится только при 2040 °С).

Натуральный сапфир ценен в изготовлении ювелирных изделий. Искусственный камень, помимо украшений, используется в производстве стекла для гаджетов (часов, телефонов), военной техники (окна), светодиодной и сувенирной продукции, изготовления подложек полупроводниковых микросхем, твердотельных лазеров и оптических изделий, а также в космической промышленности.

Искусственно выращенные экземпляры имеют более доступную стоимость. Природные сапфиры входят в сокровищницы государств и имеют высокую цену.

ВАЖНО! Сапфиры сине-фиолетового оттенка, добытые на Цейлоне, считаются самыми дорогими. Пурпурные или фиолетовые примеси в них занимают не более 15 % минерала.

Свойства сапфира

Корунд имеет однородную кристаллическую структуру, неровный излом, его молекулярный вес составляет — 101,96 г/моль при плотности 3,95 г/см3. К свойствам камня относят также непрозрачность, высокий оптический рельеф, высокое двулучепреломление δ pre-foot-block»>

Сапфиру предписывают магические свойства. Считается, что минерал способен накапливать положительную космическую энергию, поддерживает в трудных жизненных ситуациях, влияющих на психическое здоровье. Камень помогает принять правильное решение, справиться с депрессией и эмоциональным дискомфортом, обрести жизненную гармонию и целостность жизни.

Творческим людям сапфир дарит вдохновение. Защитные свойства минерала помогают от негативного социального воздействия. С древних времен из камня делают обереги и талисманы, символизирующие разум, душевную чистоту и мудрость.

Драгоценный корунд хорошо поддается огранке, прекрасно сочетаясь с другими самоцветами, относящимися к полудрагоценным и драгоценным камням. Наиболее подходящими для сапфира считают бриллиант, розовый кварц, изумруд, авантюрин, гранат.

ВАЖНО! В виде украшений камень хорошо смотрится в серебряной, платиновой и золотой оправах, которые придают ему поистине королевский вид.

Разновидности сапфира

Минерал различается не только по происхождению (натуральный, искусственный), но и по цвету. Насыщенность палитры, в сочетании с качественными признаками, определяет благородство камня, что влияет на его стоимость.

Идеального равномерного оттенка ювелиры добиваются после тщательной обработки, как, например, для серых и серо-голубых сапфиров. Натуральный синий камень светлого, василькового и ярко-голубого цветов считается самым дорогим.

Природный корунд имеет неравномерную окраску, поэтому ювелиры облагораживают его, подвергая сильному нагреванию. Сапфиры, созданные искусственным путем, имеют большую палитру разнообразных цветов.

ВАЖНО! Ювелирами ценятся редкие звёздчатые самоцветы с включениями рутила, преломляющего свет.

Окраска

Оттенки сапфира бывают различной насыщенности. Глубина цвета зависит от включений и химических реакций во время образования камня. Здесь также имеют значение особенности ландшафта, глубина залегания. Минерал представлен классическим синим цветом, а также палитрой других популярных оттенков:

• оранжевым;
• розовым;
• гранатовым;
• фиолетовым;
• желтым;
• серым;
• зеленым
• черным.

Встречается также бесцветный камень, называемый лейкосапфиром. Именно из этого корунда изготавливают искусственный хрусталик и скальпель для оптики.

Желтый камень бывает бледного и насыщенного (янтарного) оттенка. Зеленый минерал в природе встречается редко (горы Кольского полуострова), искусственно его создают за счет слияния синего и желтого участков. Розовый и белый (лейкосапфир) корунды похожи на бриллиант.

Черный сапфир внешне напоминает агат. Оранжевые, голубые, фиолетовые, малиновые, гранатовые, серые, звёздчатые сапфиры внешне очень похожи на самоцветы. Все цветные сапфиры отличаются чистотой кристалла.

ВАЖНО! В природе встречается сапфир падпаранджа (Шри-Ланка). Он имеет розово-оранжевый цвет, напоминающий восход солнца.

Черный сапфир

Корунд данного оттенка непрозрачен, имеет яркий перламутровый отлив, как у черного жемчуга, особенный блеск и переливы в области граней. Добывается минерал в Австралии и Танзании. При тщательном рассмотрении черный камень является темно-зеленым или темно-синим.

Среди черных сапфиров встречаются самородки со звездчатой структурой. Так, например, знаменитая «Черная звезда Квинсленда» в «733 карата была дорого оценена ювелирами на мировом рынке. «Черную звезду» после обработки техникой кабошон оправили в белое золото и окружили бриллиантами. Перелив граней и сужение лучей на концах сделало камень неповторимым. В настоящее время стоимость самоцвета составляет 90 млн долларов.

ВАЖНО! Черный сапфир больше подходит мужчинам, занимающимся судопроизводством (адвокаты, судьи), журналистикой, бизнесом.

Искусственные камни

Натуральные самоцветы стоят очень дорого. Добыча искусственных сапфиров с помощью «выращивания» (варки) сделало камень доступным для большинства людей. В оксид алюминия добавляются примеси, которые при сильном нагревании и химических реакциях превращаются в кристаллы.

Процесс создания ненатурального материала может занять несколько недель. Все зависит от скорости кристаллизации. Созданный минерал нарезают на кусочки, а затем обрабатывают техникой кабошон.

Искусственные сапфиры часто подделывают синтетическими камнями. На рынке появились дуплексы, у которых одна часть натуральная, а другая — синтетическая. Поскольку ювелирный рынок насыщен подделками, то при выборе камня стоит обратить внимание на такие моменты:

• при правильном освещении внутри настоящего камня видны переходы, а у поддельного — консистенция идеальная;
• если подержать натуральный самоцвет в руках, то можно почувствовать прохладу, а синтетический минерал быстро нагревается;
• корунд не меняет цвет на солнце, поддельный камень приобретает зеленоватый цвет;
• наличие пузырьковых включений присуще только синтетике;
• природный камень твёрже искусственного;
• измерение рефрактометром показателя преломления быстро выявляет подделку (норма — 1,762–1,778);
• специальная лупа определяет подлинность, выявляя склеенный состав, бороздки и другие дефекты.

Нужно быть предельно внимательными при покупке искусственного камня, так как ювелиры, работающие с синтетикой, улучшили производительные технологии. Теперь лабораторные экземпляры при ультрафиолете могут не отсвечивать зеленым.

ВАЖНО! В сопроводительных документах на камне, созданном искусственно, всегда будет стоять одна из пометок — «С» или «ГТ», что указывает на способ производства (синтетический или гидротермальный). Если пометки нет, и продавец выдает камень за натуральный при имеющихся признаках поддельности — он нарушает закон.

Добыча сапфиров

Самые большие месторождения корундов находятся в Индии, США, Австралии, Таиланде, Вьетнаме, Китае, Кении, Малави, Зимбабве, Мадагаскаре и Шри-Ланке. В РФ сапфиры встречаются в минимальных количествах на Урале и Кольском полуострове. Они имеют сероватый и зеленоватый оттенок, требуют хорошей обработки.

Все самоцветы добываются в основном скважинным способом. Особо ценятся индийские (кашмирские) корунды, имеющие глубокий синий цвет, который является эталоном для всех добываемых сапфиров. Синие драгоценные камни Кашмира с фиолетовым оттенком считаются наиболее дорогими в мире. Редкий минерал падпараджа Шри-Ланки розово-оранжевого цвета даже в наше время добывается вручную жителями государства. Уникальный остров Шри-Ланка богат сапфирами всех цветов.

На Таиланде много веков подряд добывают знаменитые «сиамские» корунды зеленоватого оттенка. Самый крупный камень «Драгоценность джунглей» был найден именно здесь. Общий вес драгоценности составляет 958 карат. Американские сапфиры имеют небольшие размеры в каратах, но отличаются уникальным васильковым и фиолетовым оттенком. Черные корунды распространены в Австралии, но здесь встречаются также многоцветные варианты.

Каким бы способом не добывались сапфиры, драгоценные камни считаются королевскими, и уже много веков подряд украшают короны монархов мира.

Источник: uglevodorody.ru