Войти
| Сапфир | |
|---|---|
 Синий 423 карата (85 г) Логан Сапфир | |
| Общие | |
| Категория | Минеральный оксид |
| Формула. (повторяющаяся единица) | Оксид алюминия, Al 2O 3 |
| Кристаллическая система | Тригональная |
| Кристаллический класс | Гексагональный скаленоэдрический (3 м). символ HM : (32 / м) |
| Пространственная группа | R3c |
| Идентификация | |
| Цвет | Обычно синий, но меняется |
| Кристалл привычка | Как кристаллы, массивные и зернистые |
| Двойникование | Как двойники роста (в различной ориентации), так и полисинтетическое двойникование на ромбоэдре [1011 |
| Спайность | Плохое |
| Разрушение | Конхоидальное, осколки |
| шкала Мооса твердость | 9,0 |
| блеск | стекловидное тело |
| полоса | бесцветный |
| диафанальность | от прозрачного до почти непрозрачного |
| Удельный вес | 3,98 ~ 4,06 |
| Оптические свойства | Число Аббе 72,2 |
| Показатель преломления | nω= 1,768–1,772. nε= 1,760–1,763,. Двулучепреломление 0,00 8 |
| Плеохроизм | Сильный |
| Точка плавления | 2,030–2050 ° C |
| Плавкость | Неплавкий |
| Растворимость | Нерастворимый |
| Другие характеристики | Коэффициент теплового расширения (5,0–6,6) × 10 / K. относительная диэлектрическая проницаемость при 20 ° C. ε = 8,9–11,1 (анизотропный) |
Основные страны-производители сапфира Сапфир представляет собой драгоценный драгоценный камень, разновидность минерала корунд, состоящий из оксида алюминия (α- Al 2O 3) с небольшими количествами таких элементов, как железо, титан, хром, ванадий или магний. Обычно это синий цвет, но природные «фантазийные» сапфиры также бывают желтого, пурпурного, оранжевого и зеленого цветов; "парти сапфиры" показывают два или более цветов. Встречаются также камни красного корунда, но их называют рубинами, а не сапфирами. Корунд розового цвета может быть классифицирован как рубин или сапфир в зависимости от региона. Обычно натуральные сапфиры обрабатывают и полируют до драгоценных камней и носят в украшениях. Они также могут быть созданы синтетическим путем в лабораториях для промышленных или декоративных целей в больших кристаллических булях. Из-за замечательной твердости сапфиров - 9 по шкале Мооса (третий по твердости минерал после алмаза при 10 и муассаните при 9.5) - сапфиры также используются в некоторых не декоративных приложениях, таких как инфракрасные оптические компоненты, высокопрочные окна, наручные часы кристаллы и подшипники механизма, а также очень тонкие электронные пластины, которые используются в качестве изолирующих подложек специальной твердотельной электроники такие как интегральные схемы и синие светодиоды на основе GaN .
Сапфир - это камень сентября и жемчужина 45-й годовщины. сапфировый юбилей наступает через 65 лет.
Неограненный грубый желтый сапфир, найденный в Сапфировой шахте Спокан возле Хелены, Монтана Сапфир - одна из двух разновидностей драгоценных камней корунда, другой - рубин (определяемый как корунд красного оттенка). Хотя синий - самый известный цвет сапфиров, они бывают других цветов, включая серый и черный, и могут быть бесцветными. Розовато-оранжевая разновидность сапфира называется падпараджа.
. Значительные месторождения сапфира обнаружены в Австралии, Афганистане, Камбодже, Камеруне, Китай (Шаньдун ), Колумбия, Эфиопия, Индия (Кашмир ), Кения, Лаос, Мадагаскар, Малави, Мозамбик, Мьянма (Бирма ), Нигерия, Руанда, Шри-Ланка, Танзания, Таиланд, США (Монтана ) и Вьетнам. Сапфир и рубины часто встречаются в одних и тех же географических условиях, но обычно имеют разные геологические образования. Например, и рубин, и сапфир находятся в Каменном урочище Могок в Мьянме, но рубины образуются в мраморе, а сапфир - в гранитных пегматитах или корундовых сиенитах.
Каждый сапфировый рудник производит широкий диапазон качества, и происхождение не является гарантией качества. За сапфир Кашмир получает наивысшую премию, хотя Бирма, Шри-Ланка и Мадагаскар также производят большое количество драгоценных камней прекрасного качества.
Стоимость натуральных сапфиров зависит от их цвета и чистоты., размер, крой и общее качество. Сапфиры, которые не были обработаны полностью, стоят гораздо дороже, чем обработанные. Географическое происхождение также оказывает большое влияние на цену. Для большинства драгоценных камней весом в один карат и более необходимо предоставить независимый отчет авторитетной лаборатории, такой как (AGL), (GRS), GIA, Lotus Gemology или SSEF <45.>, часто требуется покупателям перед совершением покупки.
Синий сапфир в форме капли Цвет драгоценного камня можно описать с помощью оттенка, насыщенность и тон. Оттенок обычно понимается как «цвет » драгоценного камня. Насыщенность относится к живости или яркости оттенка, а тон - от светлого к темному оттенку. Синий сапфир существует в различных смесях его первичных (синий) и вторичных оттенков, различных тональных уровней (оттенков) и различных уровней насыщенности (яркости).
Синие сапфиры оцениваются по чистоте их синего оттенка. Фиолетовый и зеленый - наиболее распространенные вторичные оттенки, встречающиеся в синих сапфирах. Самые высокие цены платятся за драгоценные камни чистого синего цвета и яркой насыщенности. Драгоценные камни с более низкой насыщенностью, слишком темные или слишком светлые тона имеют меньшую ценность. Однако цветовые предпочтения - это личный вкус, как вкус мороженого.
423-каратный (84,6 г) сапфир Логан в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия, является одним из крупнейших ограненных синих сапфиров ювелирного качества из существующих.
Темно-синий сапфир, вероятно австралийского происхождения, демонстрирующий блестящий блеск поверхности типичен для ограненных драгоценных камней корунда. Сирена Серендип весом 422,66 карата в Хьюстонском музее естественных наук - еще один потрясающий образец шри-ланкийского сапфира, выставленный на всеобщее обозрение.
Сапфиры других цветов, кроме синего, называются "фантазийными" или "разноцветными" сапфирами.
Необычные сапфиры часто встречаются желтого, оранжевого и оранжевого цвета. зеленого, коричневого, пурпурного и фиолетового оттенков.
Разноцветные сапфиры - это те камни, которые имеют два или более цветов в одном камне. Австралия - крупнейший источник разноцветных сапфиров; они не часто используются в основных ювелирных изделиях и остаются относительно неизвестными. Разноцветные сапфиры не могут быть созданы синтетически, а встречаются только в естественных условиях.
Бесцветные сапфиры исторически использовались в качестве заменителей бриллиантов в ювелирных изделиях.
Розовый сапфир Розовые сапфиры встречаются в оттенках от светло-розового до темно-розового и становятся более темными по мере увеличения количества хрома. Чем насыщеннее розовый цвет, тем выше их денежная ценность. В Соединенных Штатах, чтобы называться рубин, необходимо соблюдение минимальной насыщенности цвета, в противном случае камень называют розовым сапфиром.
Граненый падпараджа Падпараджа - это нежный, от светлого до среднего тона, от розово-оранжевого до оранжево-розового оттенка корунд, первоначально обнаруженный в Шри-Ланке, но также найденный в месторождениях Вьетнама и части Восточной Африки. Сапфиры падпараджа редки; самый редкий из всех - полностью естественный вид, без каких-либо признаков искусственной обработки.
Название происходит от санскритского «падма ранга» (падма = лотос; ранга = цвет), цвета, близкого к цвету лотоса. цветок (Nelumbo nucifera ).
Среди фантазийных (не голубых) сапфиров, натуральная падпараджа имеет самые высокие цены. С 2001 года на рынке появилось больше сапфиров этого цвета в результате искусственной диффузии бериллия через решетку.
Звездчатый сапфир Звездчатый сапфир - это тип сапфира, который проявляет звездообразное явление, известное как астеризм ; красные камни известны как «звездчатые рубины» Звездчатые сапфиры содержат пересекающиеся игольчатые включения , следующие за лежащей в основе кристаллической структурой, которая вызывает появление шестилучевого узора в форме «звезды» при просмотре с помощью единственного источника света сверху. Включение часто представляет собой минерал рутил, минерал, состоящий в основном из диоксида титана. Камни огранены en cabochon, обычно с центром звезды около вершины купола. Иногда встречаются двенадцатилучевые звезды, как правило, потому, что в одном камне обнаруживаются два разных набора включений, например, сочетание тонких игл рутила с небольшими пластинками гематита ; первый дает беловатую звезду, а второй дает звезду золотистого цвета. Во время кристаллизации два типа включений становятся преимущественно ориентированными в разных направлениях внутри кристалла, тем самым образуя две шестилучевые звезды, которые накладываются друг на друга, образуя двенадцатилучевую звезду. Звезды неправильной формы или 12-лучевые звезды также могут образовываться в результате двойникования. В качестве альтернативы включения могут создавать эффект «кошачьего глаза », если плоскость пояска кабошона ориентирована параллельно оси c кристалла, а не перпендикулярно ей. Чтобы получить кошачий глаз, плоскости расплавленных включений должны быть чрезвычайно однородными и плотно упакованными. Если купол ориентирован между этими двумя направлениями, будет видна «нецентральная» звезда, смещенная от верхней точки купола.
При весе 1404,49 карата, Звезда Адама считается самым большим сапфиром с голубой звездой, но всякий раз, когда делаются такие заявления, нужно быть осторожным, чтобы не отождествлять размер с качеством или стоимостью. Драгоценный камень был добыт в городе Ратнапура на юге Шри-Ланки. Черная звезда Квинсленда, второй по величине звездчатый сапфир в мире, весит 733 карат. Звезда Индии, добытая в Шри-Ланке и весящая 563,4 карата, считается третьим по величине звездчатым сапфиром и в настоящее время экспонируется в Американском музее естественной истории в Нью-Йорк. 182-каратная Бомбейская звезда, добытая в Шри-Ланке и находящаяся в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия, является еще одним примером большого голубой звездчатый сапфир. Ценность звездчатого сапфира зависит не только от веса камня, но и от цвета тела, видимости и интенсивности астеризма. Распространенная ошибка новичков - ценить камни с сильными звездами выше всех. На самом деле цвет камня больше влияет на ценность, чем видимость звезды. Поскольку более прозрачные камни, как правило, имеют лучший цвет, самые дорогие звездчатые камни - это полупрозрачные камни «стеклянное тело» ярких цветов.
Крупные рубины и сапфиры низкой прозрачности часто используются при подозрительных оценках, которые значительно завышают их стоимость. Так было с «Звездным сапфиром жизни и гордости Америки». Примерно в 1985 году Рой Ветстайн утверждал, что купил камень 1905 карат за 10 долларов на выставке драгоценных камней в Тусоне, но репортер обнаружил, что Лос-Анджелес Уорд из Фоллбрука, Калифорния, который оценил его по цене 1200 долларов за карат, оценил еще один камень из точно такой же вес за несколько лет до того, как Ветстин заявил, что нашел его.
Базирующаяся в Бангкоке Lotus Gemology ведет обновленный список мировых аукционных рекордов по рубину, сапфиру и шпинели. По состоянию на ноябрь 2019 года ни один сапфир не был продан на аукционе дороже 17 295 796 долларов США.
Редкая разновидность натурального сапфира, известная как сапфир, меняющая цвет, имеет разные цвета в ином свете. Сапфиры, меняющие цвет, имеют синий цвет при наружном освещении и пурпурный при лампах накаливания в помещении или от зеленого до серо-зеленого при дневном свете и от розового до красновато-фиолетового при свете лампы накаливания. Сапфиры, меняющие цвет, поступают из самых разных мест, включая Мадагаскар, Мьянму, Шри-Ланка и Танзанию. Существуют два типа. Первая включает хромофор хрома, который создает красный цвет рубина, в сочетании с хромофором железо + титан, который дает синий цвет в сапфире. Более редкий тип, который происходит из области Могок в Мьянме, имеет хромофор ванадия, такой же, как и в синтетическом сапфире Верней, меняющем цвет.
Практически все драгоценные камни, демонстрирующие «эффект александрита» (изменение цвета; также известное как «метамерия »), демонстрируют аналогичные характеристики поглощения / пропускания в видимом спектре. Это полоса поглощения желтого цвета (~ 590 нм) вместе с впадинами пропускания в сине-зеленом и красном цветах. Таким образом, видимый цвет зависит от спектрального состава источника света. Дневной свет относительно сбалансирован по спектральному распределению мощности (SPD), и поскольку человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому свету, баланс смещен в сторону зеленого. Однако свет лампы накаливания (включая свет свечи) сильно наклонен к красному краю спектра, что приводит к изменению баланса в сторону красного.
Сапфиры, меняющие цвет, окрашенные хромофорами Cr + Fe / Ti, обычно меняют цвет с синего на синий или от фиолетово-синего до фиолетового или пурпурного. Те, что окрашены V-хромофором, могут демонстрировать более выраженное изменение, переходя от сине-зеленого к фиолетовому.
Некоторые синтетические сапфиры, меняющие цвет, имеют изменение цвета, аналогичное изменению цвета природного драгоценного камня александрит, и иногда они продаются как «александрий» или «синтетический александрит». Однако последний термин употребляется неправильно: синтетические сапфиры, изменяющие цвет, технически являются не синтетическими александритами, а скорее имитаторами александритов. Это потому, что настоящий александрит представляет собой разновидность хризоберилла : не сапфир, а совершенно другой минерал.
Кристаллическая структура сапфира 
Сапфировое кольцо, изготовленное примерно в 1940 году. Рубины - это корунд с преобладающим красным цветом тела. Обычно это вызвано следами хрома (Cr), замещающего ион (Al) в структуре корунда. Цвет может быть изменен как по центру цвета железа, так и по центру цвета захваченных отверстий.
В отличие от локализованное («внутриатомное») поглощение света, которое вызывает окраску примесей хрома и ванадия, синий цвет в сапфирах возникает из-за межвалентного переноса заряда, который представляет собой перенос электрона от одного иона переходного металла к другому через проводимость или валентная зона. Железо может иметь форму Fe или Fe, а титан обычно имеет форму Ti. Если ионами Fe и Ti заменить Al, создаются локализованные области зарядового дисбаланса. Перенос электрона от Fe и Ti может вызвать изменение валентного состояния обоих. Из-за изменения валентности происходит определенное изменение энергии электрона, и электромагнитная энергия поглощается. длина волны поглощенной энергии соответствует желтому свету. Когда этот свет вычитается из падающего белого света, получается дополнительный синий цвет. Иногда, когда атомные расстояния различаются в разных направлениях, возникает сине-зеленый дихроизм.
Пурпурные сапфиры содержат следовые количества хрома и железа плюс титана И бывают самых разных оттенков. Корунд с очень низким содержанием хромофоров почти бесцветен. Совершенно бесцветный корунд в природе вообще не существует. Если присутствуют следовые количества железа, можно увидеть цвет от очень бледно-желтого до зеленого. Однако, если примеси титана и железа присутствуют вместе и в правильных состояниях валентности, результатом будет синий цвет.
Интервалентный перенос заряда - это процесс, который дает ярко окрашенный вид при низком процентном содержании примесей. В то время как, по крайней мере, 1% хрома должен присутствовать в корунде, прежде чем станет виден темно-красный рубиновый цвет, сапфирово-синий цвет очевиден при наличии только 0,01% титана и железа.
Наиболее полное описание причин появления цвета корунда до наших дней можно найти в главе 4 книги Ruby Sapphire: A Gemologist's Guide (глава, созданная Джоном Эмметом, Эмили Дубински и Ричардом Хьюзом).
Сапфиры можно обрабатывать несколькими методами для улучшения и улучшения их прозрачности и цвета. Обычной практикой является нагревание натуральных сапфиров для улучшения или улучшения их внешнего вида. Это достигается путем нагревания сапфиров в печах до температур от 800 до 1800 ° C (от 1470 до 3270 ° F) в течение нескольких часов или даже недель. Могут использоваться разные атмосферы. При нагревании камень становится более синим, но теряет часть рутиловых включений (шелк). При использовании высоких температур (1400 ° C +) растворенный рутиловый шелк растворяется и становится прозрачным при увеличении. Титан из рутила входит в твердый раствор и, таким образом, придает железу голубой цвет. Включения в природных камнях легко увидеть с помощью ювелирной лупы . Свидетельства того, что сапфир и другие драгоценные камни подвергались нагреванию, относятся, по крайней мере, к римским временам. Не нагретые природные камни встречаются довольно редко и часто продаются вместе с сертификатом независимой геммологической лаборатории, подтверждающим «отсутствие доказательств термической обработки».
Сапфир Його Сапфиры Його не нуждаются в термообработке, потому что их васильковый цвет привлекателен из земли; они обычно не содержат включений и имеют высокую однородную прозрачность. Когда Intergem Limited начала продавать Yogo в 1980-х годах как единственный в мире необработанный сапфир с гарантированной гарантией, термическая обработка обычно не раскрывалась; к концу 1980-х термическая обработка стала серьезной проблемой. В то время большая часть сапфиров в мире нагревалась для улучшения их естественного цвета. Маркетинг Intergem гарантированно необработанных йогов поставил их против многих в индустрии драгоценных камней. Этот выпуск появился на первой полосе Wall Street Journal 29 августа 1984 года в статье Билла Ричардса, Carats and Schticks: Sapphire Marketer Upsets the Gem Industry. Однако самой большой проблемой, с которой столкнулся рудник Його, была не конкуренция со стороны нагретых сапфиров, а тот факт, что камни Його никогда не могли производить сапфир в количестве более одного карата после огранки. В результате он остался нишевым продуктом с рынком, который в основном существует в США.
Для добавления примесей в сапфир для улучшения цвета используются решетчатые («объемные») диффузионные обработки. Этот процесс был первоначально разработан и запатентован подразделением Linde Air компании Union Carbide и включал диффузию титана в синтетический сапфир для выравнивания синего цвета. Позже он был применен к натуральному сапфиру. Сегодня для диффузии титана часто используется синтетическая бесцветная сапфировая основа. Цветной слой, создаваемый диффузией титана, чрезвычайно тонкий (менее 0,5 мм). Таким образом, повторная полировка может привести к потере цвета от незначительной до значительной. Была предпринята попытка диффузии хрома, но от нее отказались из-за медленной скорости диффузии хрома в корунде.
В 2000 году на рынок поступили сапфиры цвета «падпараджа» с диффузией бериллия. Обычно бериллий диффундирует в сапфир при очень высокой температуре, чуть ниже точки плавления сапфира. Первоначально (около 2000 г.) были созданы оранжевые сапфиры, но теперь этот процесс был усовершенствован, и многие цвета сапфиров часто обрабатываются бериллием. Из-за небольшого размера иона бериллия проникновение цвета намного больше, чем при диффузии титана. В некоторых случаях он может проникнуть через весь камень. Оранжевые сапфиры с диффузией бериллия может быть трудно обнаружить, что требует расширенного химического анализа в геммологических лабораториях (например, SSEF, GIA, (AGL), Lotus Gemology.
Согласно Согласно рекомендациям Федеральной торговой комиссии США, раскрытие требуется о любом способе улучшения, который оказывает значительное влияние на стоимость камня.
Существует несколько способов обработки сапфира. Термическая обработка в восстановительная или окислительная атмосфера (но без использования каких-либо других добавленных примесей) обычно используется для улучшения цвета сапфиров, и этот процесс иногда называют "только нагревание" в торговле драгоценными камнями. В отличие от этого, термическая обработка объединена с преднамеренным добавлением определенных конкретных примесей (например, бериллия, титана, железа, хрома или никеля, которые поглощаются кристаллической структурой сапфира) также обычно выполняется, и этот процесс может быть известен как «диффузия» в торговле драгоценными камнями Однако, несмотря на то, что термин «только отопление» и "диффузия" может указывать на то, что обе эти категории обработки на самом деле связаны с процессами диффузии.
Наиболее полное описание существующих способов лечения корундом можно найти в главе 6 книги Ruby Sapphire: A Gemologist's Guide (глава написана Джон Эммет, Ричард Хьюз и Трой Р. Даутит).
Сапфир с Мадагаскара Сапфиры добывают из аллювиальных месторождений или из первичных подземных выработок. Коммерческая добыча сапфира и рубина включает (но не ограничивается) следующие страны: Афганистан, Австралия, Мьянма / Бирма, Камбоджа, Китай, Колумбия, Индия, Кения, Лаос, Мадагаскар, Малави, Непал, Нигерия, Пакистан, Шри-Ланка, Таджикистан, Танзания, Таиланд, США и Вьетнам. Сапфиры из разных географических регионов могут иметь различный внешний вид или концентрацию химических примесей и, как правило, содержать разные типы микроскопических включений. По этой причине сапфиры можно разделить на три большие категории: классические метаморфические, неклассические метаморфические или магматические и классические магматические.
Сапфиры из определенных мест или определенных категорий могут быть более коммерчески привлекательными, чем другие, особенно классические метаморфические сапфиры из Кашмира, Бирмы или Шри-Ланки, не подвергавшиеся термообработке.
Сапфир Логана, Звезда Индии, Звезда Адама и Звезда Бомбея происходят из рудников Шри-Ланки. Мадагаскар является мировым лидером по добыче сапфира (по состоянию на 2007 г.), особенно его месторождения в городе Илакака и его окрестностях. До открытия рудников Илакака Австралия была крупнейшим производителем сапфиров (например, в 1987 году). В 1991 году в Андранондамбо на юге Мадагаскара был обнаружен новый источник сапфиров. Эта область начала добываться сапфирами в 1993 году, но была практически заброшена всего несколько лет спустя - из-за трудностей с извлечением сапфиров в их коренных породах.
В Северной Америке, сапфиры добывали в основном из месторождений в Монтане : фантазии вдоль реки Миссури около Хелены, Монтана, Драй-Коттонвуд-Крик около Дир-Лодж, Монтана 45>и Рок-Крик около Филипсбурга, Монтана. Прекрасные синие сапфиры Його найдены в Ущелье Його к западу от Льюистауна, Монтана. Несколько драгоценных сапфиров и рубинов также были обнаружены в районе Франклин, Северная Каролина.
. Месторождения сапфиров Кашмир хорошо известны в ювелирной промышленности, хотя их пиковое производство пришлось на место в сравнительно короткий период в конце девятнадцатого и начале двадцатого веков. У них превосходный яркий синий оттенок в сочетании с таинственным и почти сонным качеством, которое некоторые любители драгоценных камней называют «синим бархатом». Кашмирское происхождение значительно повышает ценность сапфира, и большинство корундов кашмирского происхождения можно легко идентифицировать по его характерному шелковистому виду и исключительному оттенку. Уникальный синий цвет кажется блестящим при любом освещении, в отличие от некашмирских сапфиров, которые по сравнению с ними могут казаться пурпурными или сероватыми. Sotheby's всегда следил за рекордными продажами кашмирских сапфиров по всему миру. В октябре 2014 года Sotheby's в Гонконге установил последовательные рекорды цен за карат на кашмирские сапфиры - сначала с сапфировым кольцом Cartier 12 карат по цене 193 975 долларов США за карат, затем с сапфиром 17,16 карата по цене 236 404 доллара США, и снова в июне 2015 года, когда цена за карат составила Рекорд аукциона в каратах был установлен на уровне 240 205 долларов США. В настоящее время мировой рекорд цены на сапфир на аукционе удерживает сапфир из Кашмира в кольце, который был продан в октябре 2015 года примерно по 242000 долларов США за карат (гонконгских долларов. всего 52 280 000, включая премию покупателя, или более 6,74 млн долларов США).
Синтетический сапфир В 1902 году французский химик Огюст Верней объявил способ получения кристаллов синтетического рубина. При плавлении в пламени (процесс Вернейля ) мелкодисперсный порошок оксида алюминия добавляют в пламя кислородно-водородного газа, и оно направляется вниз на керамический пьедестал. После успешного синтеза рубина Верней сосредоточил свои усилия на сапфире. Синтез синего сапфира начался в 1909 году после того, как химический анализ сапфира показал Вернейлю, что причиной синего цвета были железо и титан. Верней запатентовал процесс производства синтетического синего сапфира в 1911 году.
Ключевым моментом процесса является то, что порошок оксида алюминия не плавится, когда он падает через пламя. Вместо этого он образует на пьедестале конус из спеченного материала . Когда кончик этого конуса достигает самой горячей части пламени, кончик плавится. Таким образом, рост кристалла начинается с крошечной точки, обеспечивая минимальную деформацию.
Затем в пламя добавляется больше кислорода, в результате чего пламя становится немного горячее. Это расширяет растущий кристалл в поперечном направлении. При этом пьедестал опускается с той же скоростью, что и кристалл по вертикали. Оксид алюминия в пламени медленно осаждается, образуя каплевидную форму «були » из сапфирового материала. Этот шаг продолжается до тех пор, пока не будет достигнут желаемый размер, пламя отключится и кристалл не остынет. Теперь удлиненный кристалл подвергается сильному напряжению из-за высокого температурного градиента между пламенем и окружающим воздухом. Чтобы снять это напряжение, кристалл, теперь имеющий форму пальца, будет постучать долотом, чтобы разделить его на две половины.
Из-за вертикального слоистого роста кристалла и изогнутой верхней поверхности роста (которая начинается с drop) кристаллы будут иметь изогнутые линии роста, идущие по верхней поверхности були. В этом отличие от кристаллов природного корунда, которые имеют угловые линии роста, выходящие из одной точки и следующие за плоскими гранями кристаллов.
Химические легирующие добавки могут быть добавлены для создания искусственных версий рубина и всех других естественных цветов сапфира, а также других цветов, никогда не встречавшихся в геологических образцах. Материал искусственного сапфира идентичен натуральному сапфиру, за исключением того, что он может быть изготовлен без изъянов, присущих натуральным камням. Недостатком процесса Вернейля является то, что выращенные кристаллы имеют высокие внутренние деформации. Многие методы производства сапфира сегодня являются вариациями процесса Чохральского, который был изобретен в 1916 году польским химиком Яном Чохральским. В этом процессе крошечный затравочный кристалл сапфира погружается в тигель, сделанный из благородного металла иридия или молибдена, содержащего расплавленный оксид алюминия, и затем медленно извлекается вверх со скоростью от 1 до 100 мм в час. Оксид алюминия кристаллизуется на конце, образуя длинные були в форме моркови большого размера до 200 кг.
Синтетический сапфир также производится промышленным способом из агломерированного оксида алюминия, спеченного и сплавлены (например, посредством горячего изостатического прессования ) в инертной атмосфере, давая прозрачный, но слегка пористый поликристаллический продукт.
В 2003 г., мировое производство синтетического сапфира составляло 250 тонн (1,25 × 10 карат), в основном в США и России. Доступность дешевого синтетического сапфира открыла много возможностей для промышленного использования этого уникального материала.
Cermax ксеноновая дуговая лампа с выходным окном из синтетического сапфира Синтетический сапфир, иногда называемый сапфировым стеклом, обычно используется в качестве материал окна, поскольку он очень прозрачен для длин волн света от 150 нм (УФ ) до 5500 нм (ИК ) (видимый спектр простирается примерно от 380 до 750 нм), и чрезвычайно устойчивы к царапинам.
Основные преимущества сапфировых окон:
Монокристалл сапфира, выращенный по методу Киропулоса. Примерно 200 миллиметров (8 дюймов) в диаметре, вес примерно 30 кг (66 фунтов). (На заднем плане видна вторая були.) Некоторые окна из сапфирового стекла сделаны из чистых сапфировых бутылей, выращенных в определенной ориентации кристалла, обычно вдоль оптической оси, оси c, минимум двойное лучепреломление для применения.
Були нарезаются до желаемой толщины окна и, наконец, полируются до желаемой поверхности. Сапфировые оптические окна можно полировать до самых разных поверхностей благодаря своей кристаллической структуре и твердости. Поверхностная обработка оптических окон обычно определяется спецификациями царапин в соответствии с принятой во всем мире спецификацией MIL-O-13830.
Сапфировые окна используются как в камерах высокого давления, так и в вакуумных камерах для спектроскопия, кристаллы в различных часах и витрины продуктового магазина сканеры штрих-кода, поскольку исключительная твердость и прочность материала делают его очень устойчивым к царапинам.
Он используется для изготовления оконных окон на некоторых мощных лазерных трубках, поскольку его широкополосная прозрачность и теплопроводность позволяют работать с очень высокими плотностями мощности в инфракрасном или УФ-спектре без ухудшения характеристик из-за нагрева.
Наряду с диоксидом циркония и оксинитридом алюминия синтетический сапфир используется для изготовления ударопрочных окон в бронированных автомобилях и различных военных бронежилетах костюмах, в ассоциация с композитами.
Один из типов дуговых ксеноновых ламп - первоначально называвшийся «Cermax», а теперь известный как «ксеноновая лампа с керамическим корпусом» - использует выходные окна из сапфирового стекла. Этот продукт выдерживает более высокие тепловые нагрузки и, следовательно, более высокую выходную мощность по сравнению с обычными лампами Xe с окном из чистого кремнезема.
Тонкие сапфировые пластины были первым успешным применением изоляционного материала. подложка, на которую наносится кремний для изготовления интегральных схем, известных как кремний на сапфире или «SOS»; теперь другие подложки также могут использоваться для класса схем, более широко известного как кремний на изоляторе. Помимо превосходных электроизоляционных свойств, сапфир обладает высокой теплопроводностью . КМОП микросхемы на сапфире особенно полезны для мощных радиочастотных (РЧ) приложений, таких как сотовые телефоны, радиостанции диапазона общественной безопасности, и системы спутниковой связи. «SOS» также позволяет монолитно интегрировать как цифровые, так и аналоговые схемы на одной микросхеме IC, а также создавать схемы с очень низким энергопотреблением.
В одном процессе после выращивания булей монокристаллического сапфира их просверливают в цилиндрические стержни, а затем из этих стержней вырезают пластины.
Пластины из монокристаллического сапфира также являются используется в полупроводниковой промышленности в качестве подложек для роста устройств на основе нитрида галлия (GaN). Использование сапфира значительно снижает стоимость, так как он составляет примерно одну седьмую стоимости германия. Нитрид галлия на сапфире обычно используется в синих светодиодах (светодиодах).
Первый лазер был сделан с стержень из синтетического рубина. Титан-сапфировые лазеры популярны из-за их относительно редкой способности настраиваться на различные длины волн в красной и близкой к инфракрасной области электромагнитного спектра. Их также можно легко заблокировать режимом. В этих лазерах синтетически произведенный кристалл сапфира с примесями хрома или титана облучается интенсивным светом от специальной лампы или другого лазера для создания вынужденного излучения.
Монокристаллический сапфир является достаточно биосовместимым, и исключительно низкий износ пар сапфир – металл привел к внедрению (в Украине) монокристаллов сапфира для тазобедренных суставов эндопротезов.
| Сапфир | Происхождение | Размер | Огранка | Цвет | Местоположение |
|---|---|---|---|---|---|
| Сапфир Бисмарк | Мьянма | 98,56 карата | Стол | Синий | Национальный музей естественной истории, Вашингтон |
| Черная звезда Квинсленда | Австралия, 1938 | 733 карата | Стар | Блэк | Анонимный владелец |
| Blue Belle of Asia | Шри-Ланка | 392,52 карата | Подушка | Синий | Анонимный владелец |
| Логан Сапфир | Шри-Ланка | 422,99 карата | Подушка | Синий | Национальный музей естественной истории, Вашингтон |
| Королева Румынии Мария | Шри-Ланка | 478,68 карат | Подушка | Синий | Анонимный владелец |
| Звезда Адама | Шри-Ланка, 2015 | 1404,49 карата | Звезда | Синий | Анонимный владелец |
| Звезда Бомбея | Шри-Ланка | 182 карата | Звезда | Синий- фиолетовый | Национальный музей естественной истории, Вашингтон |
| Звезда Индии | Шри-Ланка | 563,4 карата | Звезда | Сине-серая | Американский музей естественной истории, Нью-Йорк |
| Стюарт Сапфир | Шри-Ланка | 104 карата | Синий | Лондонский Тауэр |
Обширные таблицы, перечисляющие более сотни важные и знаменитые рубины и сапфиры можно найти в главе 10 книги Ruby Sapphire: A Gemologist's Guide..
Портал минералов  | На Викискладе есть материалы, связанные с Sapphire. |
