第05章-刚玉课件

第五章第五章 刚玉刚玉(Corundum)(Corundum)红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石 刚玉刚玉是矿物名称，达到宝石级的刚玉包括红宝石(Ruby)和蓝宝石(Sapphire)两种，它们的英文名称来源于拉丁文ruber、sapphins，意思是“红色”、“蓝色”。古时候，人们所说的红宝石、蓝宝石是泛指红色、蓝色的宝石，其中包括了许多矿物品种，因此十分混乱。例如英国女王王冠上的红色宝石经矿物学家鉴定是红色尖晶红色尖晶石石，其价值比红宝石低。现在宝石学科上严格定义Ruby 一词代表宝石级的红色刚玉，中文叫红红宝石宝石，其他颜色的宝石级刚玉都称为Sapphire，中文译为蓝宝石蓝宝石。红、蓝宝石的硬度在自然界所有矿物中仅次于金刚石，其价格也基本是第二位。第一节第一节 基本特征基本特征 1.化学成分：氧化铝(Al2O3)；纯净时无色，含有0.94%的铬元素时呈红色；含铁和钛时呈蓝色。2.形态：三方晶系；自然界中的晶体形态常为柱状(两端稍细，中间稍粗)或板状的六边形。外观多似桶状。3.颜色：主要有无色、红色及蓝色，其它还有绿、黄、粉、褐等颜色。4.硬度：9 5.相对密度：3.994.0 6.解理：不发育。由于常见聚片双晶、接触双晶，会有裂理。7.光泽：玻璃光泽至亚金刚光泽 8.透明度：透明至半透明 9.折射率：1.761.78 10.双折射率：0.008 11.色散：0.018(较低)12.多色性：明显；红宝石：深紫红/橙红 蓝宝石：蓝色/蓝绿 13.发光性：红宝石在紫外灯下有明显的红色荧光；蓝宝石大多数无荧光。14.特殊光性：红、蓝宝石内有定向排列的针状、纤维状内含物时呈现星光效应。第二节第二节 红、蓝宝石的评价红、蓝宝石的评价 评价原则类似于钻石，也是用“4C”原则，即颜色、净度、颜色、净度、切工切工和克拉重克拉重，但是没有钻石那样统一的、详细的等级标准。一一.颜色颜色：这是红、蓝宝石评价时最重要的因素，对其价格的确定约占一半的份量。观察颜色时首先要用软布清洁宝石，然后在黑色、白色等不同的背景上观察。要变换光源类型(阳光、白光和荧光灯下效果不同)，调节光源照射方式(直射与斜射光)，并且从不同角度全面观察，才能得出正确的结论。评价颜色等级时主要看：正、浓、阳、匀正、浓、阳、匀四个方面。1.正：正：指宝石颜色的纯度，若混有其他色调，就不纯正。红宝石颜色纯度类型：1）纯红色，最高档的称为“鸽血红鸽血红”仅产于缅甸。2）红色微带紫色 3）红色微带棕色 4）紫红色 5）棕红色 蓝宝石颜色纯度类型：1）纯蓝色，最高档是“矢车菊蓝”，深蓝之中微带紫色，产于克什米尔。2）蓝色微带紫 3）蓝色微带绿 4）紫蓝色 5）绿蓝色 2.浓：浓：指宝石颜色的深浅，也就是颜色的饱和度。3.阳阳：指宝石颜色的鲜艳程度，这与颜色的纯度有关；例如红色带棕、蓝色带灰时会影响颜色的鲜艳程度，变成较暗的颜色。红、蓝宝石鲜艳程度分级：1）很鲜艳，2）鲜艳，3）尚鲜艳，4）稍暗，5）较暗 4.匀：匀：指宝石颜色分布的均匀程度；一颗戒面上可能会出现颜色深浅不同，呈现条带状或斑状分布。这会影响红蓝宝石的价值。红、蓝宝石颜色均匀程度分级：1）很均匀：各个方向上颜色深浅、色调都均匀一致 2）均匀：各个方向上颜色稍有不同 3）尚均匀：各个方向上颜色深浅有不同 4）欠均匀：可见不同深浅颜色的色带 5）不均匀：明显不同颜色的色斑 二二.净度：净度：也是评价红蓝宝石的重要因素，但不象钻石分级那么严格。影响净度的原因主要是宝石内的瑕疵(行业术语称“绵”和“绺”)，它们降低了宝石的透明度，歪曲了宝石的颜色，影响了宝石的美观和耐久性。红、蓝宝石中的瑕疵包括：1）各种崩裂或裂纹，2）各种矿物包裹体；有黄铁矿、锆英石、方解石、尖晶石等，3）负晶体，即宝石中的空洞，4）细长纤维 净度分级主要考虑瑕疵的大小、多少和分布位置，以及瑕疵的颜色和深浅。具体分级如下(是以“肉眼观察”为依据，而不是放大镜)：在相同条件下净度越高，宝石的价值就越高。一般来讲，天然蓝宝石比天然红宝石的净度高，也就是说天然蓝宝石较容易找到无暇的，有些甚至在40倍显微镜下也看不到瑕疵。天然红宝石则极少完美无暇的，多少都有内部包体。宝石中的瑕疵一般都会降低其质量，使价值也下降。但如果在10倍放大镜下见不到瑕疵，就不影响质量。相反，宝石鉴定人员常可利用宝石中的细小包裹体的特征来区分天然宝石与人造品或仿冒品，进而还可帮助确认宝石的产地。三三.切工：切工：红蓝宝石的切工包括刻面与素面两大类；形状有椭圆、圆形、祖母绿形、梨形、橄榄形及混合形等。其中最受欢迎的是混合形，即是宽的椭圆形。切工的评价不象钻石那样严格，一般不占宝石价值的很大份量。除非切工太差，大大影响了价值。评价切工的因素是：1.切工定位：由于红、蓝宝石是各向异性的，具有多色性。切割时应使台面严格垂直于长轴方向，避开多色性的影响，使得成品可以从台面上看到最纯正的、饱和的颜色，这是正确的定向。否则会导致颜色不正，受多色性的影响而带杂色。2.比例及对称性：不论宝石采用哪种切工类型，都要符合标准规范要求，而且对称性要好，不能歪斜。长、宽、厚的比例及角度是很重要的，必须符合标准，因为这些标准是依据宝石的折射率和光的全反射原理而设计的，能达到最佳效果。如果切薄了就会漏光，颜色浅了，色散效应也差，行业上说：没有“火头”，称之为“鱼眼效应”，显得呆板而无光彩。切的太厚会使颜色变暗，也影响“火头”。3.抛光程度：抛光的好坏会影响宝石的光泽。高质量的抛光使宝石显现更强的光泽，闪闪发亮。4.星光宝石：对于含有三组定向排列的纤维状内含物的红、蓝宝石，采用弧形的素面切割能产生星光效应。这类宝石的切工不但要考虑对称性和比例，还须选准方向和位置，使成品的星光位于正中间。如果偏斜了就不是好切工，价值降低。四四.粒度粒度(克拉重)：红、蓝宝石的价值与它的颗粒大小(即重量)有密切关系，半克拉以下的宝石较常见，价钱便宜；若超过一克拉就贵得多，3克拉以上将以几何级数上升。第三节第三节 红、蓝宝石的主要产地红、蓝宝石的主要产地 一一.缅甸缅甸：杰沙县 莫谷(Mogok)地区是世界上最著名的产地，开采历史已有1000多年。红宝石的颜色和质量为世界顶级，是优质“鸽血红”的唯一产地。已发现的最大的红宝石单晶体重达3450克拉，但颜色不太好；最大的鸽血红宝石晶体仅55克拉。该地区也出产蓝宝石，各种颜色都有，透明度和净度都不错，并有一些星光蓝宝石。二二.斯里兰卡斯里兰卡：主要产地是雷特纳普拉(Ratnapura)，属河流冲积的砂矿。出产一些质量很好的蓝宝石，光泽较强，但多数颜色偏浅；红宝石的质量不如缅甸，颜色也偏浅。最优质的是星光红、蓝宝石，出过一些世界级的珍品。三三.泰国泰国：也是重要产地，有一些优质品，但多数质量不佳，颜色偏深。红宝石带棕褐色，蓝宝石带黑色。其改色技术世界领先，采用高温焙烧优化方法使蓝宝石颜色变浅。市面出售的泰国蓝宝大都是优化处理的。四四.克什米尔克什米尔：位于喜马拉雅山区，海拔5000余米，在雪线下的一个山谷中出产世界最美丽的蓝宝石矢车菊蓝。该地区气候严寒，交通非常不便，难以开采，产量很低。近年来基本停采，因此非常珍贵。五五.越南越南：于1983年发现了红宝石原生矿，近年来大规模开采，年产量超过1000万克拉。主要产地为河内西北270公里的陆安。红宝石颜色较好，但多数都有许多裂隙，透明度差，大都只能加工为素面，能做刻面宝石的不到10%。六六.美国美国：产于Montana，也是河流冲积的蓝宝石砂矿。颜色多为浅蓝色，透明度好，其光泽之强为世界蓝宝石之首位。七七.澳大利亚澳大利亚：出产蓝宝石，通常颜色很深，并带不受欢迎的绿色调，透明度较差。八八.非洲非洲：主产地马达加斯加、坦桑尼亚和肯尼亚，红、蓝宝石都有，产量不小，但优质品很少。九.我国：红宝石的主产地为云南、青海。云南产的颜色鲜红，透明度不佳，只能作素面宝石。青海产的质量更差一点。我国蓝宝石最主要的产地是山东昌乐县，有原生矿和砂矿，目前以开采砂矿为主。蓝宝石晶体较大，裂隙和内含物不多，但颜色太深并带黑色调，影响了透明度，必须进行人工优化把颜色改浅。目前昌乐县是我国唯一大量开采的蓝宝石产区。海南岛的文昌县也曾是个产地，蓝宝石颗粒较小，透明度和净度还可以，但颜色不太纯正。现在基本停采。其他还有黑龙江穆棱地区、江苏六合县、福建明溪地区，都不成规模。第四节第四节 红、蓝宝石的优化与人工合成红、蓝宝石的优化与人工合成 一一.红、蓝宝石的优化 所谓优化优化，就是设法改善宝石的颜色与净度，提高其级别。目前主要的方法就是焙烧，用17001800的高温，同时根据目的不同而添加氧化或还原类的化学药剂或触媒，称之为“热处理”。实质上是使宝石内所含的致色元素的离子在含量和价态上发生变化，导致颜色改变。最典型的工艺是美国在70年代实验成功的“热扩散法”，是把无色或乳白色的蓝宝石先琢磨成刻面宝石，然后放在混有铬元素的氧化铝焙料中进行高温加热，使铬元素扩散到宝石表层中，显示红色。若加入钛、铁氧化物，焙烧扩散到表面后就成为蓝色。目前最好的工艺可制出0.5mm左右的表层，然后再次抛光，就很漂亮了。高温焙烧也会使宝石中的一些细微的矿物包体和气液包体消失或不明显，这样就改善了宝石的净度。对于颜色太深的宝石，需要加入其他药剂使宝石中的色素离子从晶体中置换出来，也就是“向外扩散”，或是使色素离子改变价态。但是要想从里到外都释出这些离子，又不破坏晶体结构，其难度很大，因为晶体是十分致密而稳定的。所以把深色宝石改浅仍是难题。我国山东蓝宝虽然已能改浅一些，但去不掉黑色调。还有一类优化方法是改善宝石成品的表面缺陷和内部裂隙。目前常用的手段是玻璃充填(主要处理表面)，灌蜡和充胶。充胶是目前使用非常广泛的方法,是用胶来充填各种中、高档宝石的内部裂隙，改善净度。具体步骤是把琢磨好的宝石放入盛有环氧树脂胶的容器中，密封好，然后抽真空并加压，使胶渗入宝石的裂隙内，提高了透明度。但这类胶是有机高分子物质，时间一长就会老化，透明度变差；加在胶里的颜色也会退色，宝石中被掩盖的裂隙又逐渐显露出来。如果销售这类宝石时不标明“人工优化人工优化处理处理”，就是以次充好的造假行为。二.红、蓝宝石的合成 目前常用的方法是焰熔法焰熔法和水热法水热法，下面简单介绍一下：1.焰熔法：焰熔法：又称维纽尔法，是法国科学家维纽尔(Verneuil)发明。这是一种用氢氧火焰熔化粉料并使之结晶的方法。上面是装粉料的料筒，振动器使粉料经筛网落下；从上风口吹入氧气将粉料下送，下风口吹入氢气，氢和氧在喷口处混合并燃烧，粉料被熔化并落于结晶杆上，结晶杆是旋转的，落在杆顶端的熔层逐渐结晶。为使晶体生长有一定长度，可使结晶杆逐渐下移。用此法可合成 红、蓝宝石、尖晶石、金红石和钇铝榴石等多种宝石。制造刚玉类宝石所用原料为纯净的Al2O3粉末，若加入8%的 Cr2O3，可制出红宝石；若加入Fe和Ti的氧化物，可制成蓝宝石；若加入氧化镍，可制出黄色蓝宝石。由于人工制品可以控制原料和火焰温度，能使其成分极为纯净，因而可生成非常纯净的刚玉晶体，颜色和透明度都比天然品好。2.水热法水热法：这是一种在高温高压下从过饱和的热水溶液中培养晶体的方法。晶体的培养是在高压釜内进行的。上部为结晶区，悬挂有籽晶；下部为溶解区，放置培养晶体的原料，釜内填装溶剂介质。由于结晶区与溶解区之间有温度差(例如培养水晶，结晶区为330350，溶解区为360380)，会产生对流，将高温的饱和溶液带至低温的结晶区，形成过饱和并析出溶质，使籽晶生长。温度降低并已析出了部分溶质的溶液又流向下部，溶解培养料。如此循环往复，使籽晶连续不断地长大。用这种方法可以合成水晶、刚玉、绿柱石和石榴子石等宝石以及上百种晶体。合成红宝石所采用的工艺条件是：压力8.08.5107Pa，结晶区温度420450，溶解区温度460490，溶剂介质选用Na2Cr2O4与Na2CO3、KHCO3及KClO3等混合液，籽晶片选用焰熔法合成的红宝石。整个生长周期约为34星期。由于水热法合成红宝石晶体在生长过程中所处的温度和压力条件与天然红宝石的生长环境十分相似，因而，它所表现出的某些外观与内部特征(内含物、颜色及发光性)更接近天然。第五节第五节 红、蓝宝石的鉴定红、蓝宝石的鉴定 一一.天然品与合成品的区别天然品与合成品的区别 1.观察宝石内的生长纹：合成的多为弧形，天然的是直的折线 ，这是天然结晶形成的。目前有些先进的助熔剂法合成装置已能做出直线。2.观察宝石内的包体：合成宝石中常含有未能熔化的熔质小点和致色熔剂的残留物，在20倍放大镜下为“蠕虫状”；有时有圆形的气泡和微小的气泡群，有时可见坩埚上脱落下来的六边形或三角形铂金片。天然宝石中的包裹体多是一些细小的金红石晶体，或是无色的气液包体；还常见小裂隙，用手电照射可见反光面。3.颜色：合成品的颜色过于艳丽，非常均匀，看起来有点呆板、刺眼，给人的感觉类似红玻璃，肉眼一般看不到任何缺陷。二.天然品与优化品的区别天然品与优化品的区别 热扩散法处理的红、蓝宝石由于是先琢磨成形，然后扩散致色元素染色，往往在边部和棱角处附着较多的致色元素，把这类宝石放在有水的白瓷盆中观察，可发现边部薄的地方和棱角处颜色深，中间厚的地方颜色浅。最好的检测仪器是“二色镜”，用它可以观察矿物的多色性。天然的红、蓝宝石有多色性，而扩散法处理的红蓝宝石无多色性。结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日