刚玉(2/2)
2、净度:红宝石的净度是指红宝石在形成过程中,内部生成的一些矿物包体,气液包体,主要影响其出火、透明度,裂纹还影响其安全性,因此一颗好的红宝石其包体越少越好,特别是台面下的包体越少越好。
3、切工:红宝石的切工主要从琢型、比例、对称性和修饰度等方面去考虑,琢型是指宝石切磨的形状,常见有椭圆形、圆多面形、祖母绿形等。比例是指琢形的腰宽相对于全深的比,一般可接受的比例是0%~80%。对称性是指腰圆是否对称,底尖是否偏心,台面是否倾斜。修饰度是指刻面排列的整齐度,及抛光质量等。
目前在我国标准中,尚未有红宝石切工评价的标准。
蓝宝石
蓝宝石的英文名称为Sapphire,源于拉丁文Spphis,意思是蓝色。蓝宝石的矿物名称为刚玉,属刚玉族矿物。目前宝石界将红宝石之外,其余各色宝石级刚玉统称为蓝宝石。
蓝宝石的化学成分为三氧化二铝(l2O3),因含微量元素钛(Ti4+)或铁(Fe2+)而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等,几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明,玻璃光泽。折光率双折射率0.008,二色性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应—星光效应。硬度为9,密度3.95—4.克/立方厘米。无解理,裂理发育。在一定的条件下,可以产生美丽的六射星光,被称为“星光蓝宝石”。
蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色(非蓝色)蓝宝石。颜色以印度产“矢车菊蓝”为最佳。据说蓝宝石能保护国王和君主免受伤害,有“帝王石”之称。国际宝石界把蓝宝石定为“九月诞生石”,象征慈爱、忠诚和坚贞。蓝宝石是世界五大珍贵高档宝石之一。
蓝宝石与相似蓝色宝石、合成蓝色宝石的区别。与其相似的蓝色宝石有蓝色尖晶石、蓝色碧玺、蓝锆石、蓝锥矿、蓝晶石、堇青石等。与其相似的合成宝石有合成蓝宝石、合成尖晶石、含钴蓝玻璃。蓝色尖晶石:颜色均一,微带灰色,晶体呈八面体,均质体,无二色性。蓝色碧玺:颜色为带绿蓝色,晶体为复三方柱状,硬度、密度、折光率都较蓝宝石低,二色性极明显,双折射率大。蓝锆石:经加热处理的锆石,颜色鲜艳,色散强,双折射率高。合成蓝宝石:颜色均一,洁净,包裹体稀少,有圆气泡,均质体。
蓝宝石的评价与选购。蓝宝石的评价与选购因素是颜色、重量、透明度和净度。蓝宝石的最大特点是颜色不均匀,聚片双晶不发育,二色性强。缅甸地区产的蓝宝石,呈鲜艳的蓝色(含钛致色),因含包裹体,可产生六射或十二射星光。印度克什米尔蓝宝石,呈矢车菊蓝色,是微带紫的靛蓝色,颜色鲜艳,属优质蓝宝石。斯里兰卡、泰国、中国、澳大利亚产的蓝宝石也各具特色。蓝宝石具有脆性,佩带时应避免摔打、磕碰。
刚玉(roudum)
—l2O3
l2O3具有多种变体。加热氧化铝水化物和铝酸盐可获得不同变体:(三方)、β(六方)、γ(四方)、η(等轴)、ρ(晶系未定)、χ(六方)、κ(六方)、δ(四方)、θ(单斜)—l2O3等变体。稳定的天然—l2O3变体称为刚玉。
[晶体化学]常含微量杂质,主要有r、Ti、Fe、M、V等,呈类质同像代替l,或以机械混入物形式存在。常见金红石、赤铁矿、钛铁矿包裹体。
[结构与形态]—l2O3,三方晶系或代替l3导致晶格常数增大。结构特点是O2—作六方最紧密堆积,l3填充2/3的八面体空隙。[lO]八面体共棱联结成垂直三次轴的层;在∥轴方向二实心八面体与一个空心八面体交互排列。
β—l2O3,六方晶系。—l2O3可在500~800℃变为β熔体只有在极缓慢冷却时才可形成这一变体,且经常含有碱质。
γ—l2O3,四方晶系,具有缺席的尖晶石型结构。软水铝石(γ—lOOH)加热至950℃时可获得此变体。更高温度下变为—l2O3。
复三方偏三角面体晶类,D3d—3m(L33L)。晶体呈桶状、柱状,少数呈板状或叶片状(图4—2—2)。主要单形:六方柱a,六方双锥z、、w,菱面体r,平行双面。在晶面上,通常具有∥与交棱的花纹及三角形或六边形天然蚀像;在晶面上有∥与交棱的花纹。依(0)成聚片双晶(图4—2—2d),少数依(000)成双晶,从而在柱面、底面和锥面上显示聚片双晶纹。刚玉能与金红石、钛铁矿、赤铁矿、尖晶石、云母、夕线石等形成规则连生。金红石的[00]平行刚玉的[0]或规则连生,使刚玉晶体的(000)面上出现六射星光图案,形成星光红宝石和星光蓝宝石。
晶体形态与形成条件有关。沿轴延长的六方双锥、六方柱及菱面体的刚玉生长于贫SiO2、富碱的岩石中;而底面发育的板状刚玉则生成于富SiO2而贫碱的岩石中。
[理化性能]不透明或半透明的刚玉通常呈蓝灰、黄灰或带不同色调的黄色;透明的刚玉除无色、白色(白宝石)外,常因含色素离子而呈现各种颜色,如红(含铬,红宝石)、蓝(含铁和钛,蓝宝石)、绿(含钴、镍、钒,绿宝石)、黄(含镍,黄宝石)、黑(含Fe2和Fe3,铁刚玉)等。黑色而具有星光的刚玉宝石称“黑星石”,其黑色系由细散分布的碳质所引起。玻璃-金刚光泽,在(000)面上可显珍珠光泽或星彩。
白色刚玉有良好的透光性质波段的透光率达80~90%。对红外波段的透光率几乎不随温度而变化。
红宝石中部分l3被r3替代。在普通光照下发荧光,且荧光寿命较长。在光的照射下,r3的能量由基态跃迁至u带(25000m—)和y带(7000m—)。这要吸收光能,对应于红宝石吸收光谱中两个吸收带:u带(40m)和y带(550m)。处于激发态的粒子又通过非辐射跃迁(即不发射出光子)至R能级上,然后从R能级回到基态(感应跃迁),发出荧光。荧光光谱有两个峰值,即R线(93m)和R含的红宝石,用氙灯泵浦,造成粒子数反转,即高能态粒子数大于基态粒子数。处于高能态的粒子经非辐射跃迁至R线,然后发生感应跃迁,粒子以“雪崩”方式返回到基态,发出强的单色光。因此,红宝石是重要的激光材料。
力学性质:相对密度4聚片双晶方向有裂开。硬度9,仅次于金刚石;显微硬度:∥光轴面2098Ma,⊥光轴面8437Ma。但人工合成的刚玉,由于晶体生长时的巨大热应力导致晶格畸变,致使与晶轴成一定角度的方向硬度最大,达2205Ma;研磨硬度833,为石英的8.33倍。耐磨性能好,并有明显的各向异性,平行光轴的平面较易磨损。抗折强度以白宝石为例,∥光轴3Ma,⊥光轴34078Ma。
热学性质:熔点高达2030~2050℃。热膨胀系数∥光轴为.2amp;#20;0—/℃,⊥光轴为5.4amp;#20;0—/℃。导热性能良好,室温下热导率为4.84W/mamp;#55;,接近于金属材料。
电学性质:绝缘性良好。500℃时,电导率为2.7amp;#20;0—0—.m—,介电常数ε=9.8。
化学性质:常温下不受酸碱腐蚀;300℃以上才能被氢氟酸、氢氧化钾、磷酸侵蚀。
[产状与组合]形成于高温和富铝贫硅的条件下。
[鉴定特征]短柱状、桶状、板状,硬度9,和面有裂开。刚玉(红宝石)与尖晶石相似,晶形完好时易于区分,偏光镜下刚玉属非均质体。粒状蓝色刚玉与蓝晶石相似,但刚玉硬度大、无解理、具裂开;而蓝晶石硬度小且有明显的异向性。
[工业应用]主要用作宝石原料、磨料及耐磨材料、激光材料和红外窗口材料等。
一般的刚玉或刚玉砂(刚玉和磁铁矿的天然混合物),均用作高档磨料。红宝石和蓝宝石都是名贵的宝石,若具有星彩尤为珍贵。此外,红宝石(大多是人工培养的晶体)还用作激光发射材料和精密仪器、钟表的轴承。刚玉产于相对贫硅的火成岩和变质岩中,并常见于冲积砂矿中。世界著名的宝石级刚玉产地有缅甸、泰国、斯里兰卡、澳大利亚等。中国新疆、海南、福建等地也有产出。由于人工合成方法的改进,现在人造的红宝石及蓝宝石已较普遍,甚至还有人造的星彩宝石。其他的刚玉主要产地分布于美国、俄罗斯乌拉尔、南非等地。希腊的纳克索斯则为刚玉砂的著名产地。