сапфир восстановленный что это
Способы облагораживания сапфиров
Драгоценный камень сапфир по своему химическому составу относится к оксидам алюминия, геммологи называют этот минерал корундом. Особенности его кристаллической решетки и созревания таковы, что встретить природный корунд ювелирного качества можно не так часто. В природе это слоистое вещество, покрытое мелкими трещинами, обычно встречается полупрозрачным, не имеющим того насыщенного оттенка, за который высоко ценят сапфиры. Еще одна проблема, с которой сталкиваются ювелиры — неравномерная концентрация примесей. А в естественных трещинах скапливаются различные загрязнения. Чтобы улучшить качество камня и придать ему ювелирную ценность, мастера пользуются различными приемами, цель которых — облагораживание сапфира.
Традиционные методы
Самый древний метод улучшения качества сапфиров — это их погружение в кипящее природное масло, смолу или воск. Этот способ давно остался в истории, в отличие от другого, также известного еще мастерам древности, — прокаливания корундов с использованием высоких температур. Этот способ позволяет значительно сгустить цвет и добиться от не насыщенного камня насыщенности, достойной кашмирских сапфиров. Наибольшее распространение прокаливание получило у мастеров острова Шри-Ланка, так как местные сапфиры обычно слабо окрашены. Повышение температуры нагревания корунда позволяет получить камень с эффектом астеризма, проявляющейся на поверхности 6- или 12- лучевой звезды.
С развитием технологий прокаливание обрело новые формы. Сейчас минералы нагревают в электромагнитной печи, при необходимости повышая давление. Для того чтобы осветлить излишне темные синие корунды, их нагревают до 800°С в среде с повышенной кислотностью.
Заживление трещин
Мастерам, обрабатывающим камни, часто приходится сталкиваться с проблемой трещиноватости корундов. Чтобы улучшить качество и повысить ювелирную ценность камня, используют несколько специальных методов.
Самый распространенный и эффективный — нагревание сапфира в кислородно-алюминиевой смеси. Такая смесь идентична химическому составу минерала и отлично цементирует трещины. Единственный минус процедуры — в итоге трещины заполняются лейкосапфиром (его бесцветной разновидностью), что легко обнаруживается при большом увеличении. Тем не менее, плюсов у такого заживления трещин существенно больше, чем минусов.
В середине XX столетия в ювелирном деле стали использовать эпоксидную смолу. Она также способна надежно заполнить трещины в корунде, при этом несколько изменяя его цвет. Преломленный на гранях чужеродного вещества луч света вспыхивает яркими насыщенными цветами от фиолетового до розового. Такой же эффект дает заполнение полостей минерала различным стеклом.
Пропитка и диффузирование
Для улучшения оттенков, придания большей глубины и насыщенности сейчас разработаны технологии пропитки бериллием и введения в минерал ионов железа и ванадия. Первый метод чаще называют пропиткой, второй — диффузной обработкой.
Бериллий обычно используют для улучшения цвета розоватых и желтоватых камней. После обработки они приобретают насыщенный желтый или оранжевый оттенок. Причем, если минерал не больше 3 мм, то бериллий пропитает его полностью. Совершенно изменить цвет больших сапфиров пока невозможно, в центре все равно останется не прокрашенный участок.
Метод диффузной обработки применяют для придания слабо окрашенным синим корундам большей глубины и насыщенности цвета. Суть этого метода в том, что атомы железа и ванадия влияют на способность кристаллической решетки пропускать видимый спектр излучения. Такая обработка тоже не затрагивает центральные области и легко определяется при большом увеличении.
Несмотря на то, что любые способы изменения цвета сапфиров не влияют на их свойства и, в целом, не сильно изменяют камень, международные правила требуют указывать в сертификате, каким из двух методов был обработан минерал.
Способы повышения ювелирного качества сапфиров являются необратимыми. Они не теряют полученного в ходе обработки цвета, материалы, которыми были заполнены трещины, останутся в камне навсегда. Не требуют облагороженные минералы и специального ухода.
Облагораживание сапфиров и коррундов (рубинов)
Природный сапфир чаще всего представляет собой полупрозрачный слоистый и трещиноватый минерал всевозможных оттенков всех цветов радуги. Случается ему бывать и бесцветным. Легко ли добыть сапфир ювелирного качества? Очень нелегко: высокая твердость минерала, его неподатливость геометрическим деформациям становится причиной нарушения целостности кристаллов.
Внутрикристаллические примеси, дающие эффект оцвечивания минерала, нередко концентрируются в камне неравномерно. Заполнение трещин чужеродными растворами и расплавами превращает изначально монолитные образования корунда (техническое наименование сапфиров и рубинов) когда в склады, а когда и в свалки загрязнений.
Вот почему львиная доля сапфиров, попадающих на ювелирный рынок, проходит облагораживание.
Сегодня методы облагораживания сапфира многочисленны и хитры. Старые мастера Шри-Ланки, признанного центра добычи синих камней, пользуются термическим способом сгущения цвета.
От природы ланкийские сапфиры в большинстве своем слабо окрашены, и не слишком похожи на сверкающие вставки в перстнях и серьгах. Называемые термином «геуда», эти камни не имеют сколько-нибудь серьезной первоначальной цены. Однако высокотемпературное облагораживание превращает геуду в настоящий синий сапфир
Не переживают островитяне, если вдруг случается перегрев заготовленного сырья. Корунды, нагретые до 1300 и даже до 1400°C, обретают эффект астеризма. Их шлифуют кабошонами – чтобы шестилучевые звезды ярче играли на поверхности камня.
Красные корунды, или рубины, нередко изначально весьма заметно «синят». Особенно сильно подобный дефект портит прекрасные розовые камни. Нагревание в кислой среде до 800°C помогает избавиться от ненужной синевы.
Применяется этот метод и к излишне темным синим сапфирам. Это ведь только изумруд чем гуще цветом, тем дороже. Следы такого облагораживания сапфиров практически неразличимы при обычном осмотре камня, что позволяет видоизмененным кристаллам поступать в ювелирные мастерские под видом полностью природного сырья.
Бич натурального корунда – трещиноватость. Чтобы «заживить» глухие и выходящие наружу трещины, мастерам приходится идти на ухищрения. Иногда оказывается эффективным метод нагревания камня в окисноалюминиевой среде. Не нужно забывать, что по своей химической сути корунд – это оксид алюминия Al2O3. Расплавленное вещество способно приникать в трещины и цементировать их лучше любого клея.
Правда, бесцветный стекловидный материал (так называемый лейкосапфир), получаемый в результате этой манипуляции и заполняющий микроскопические полости в камне, обнаруживается при помощи электронного микроскопа. Тем не менее, ювелирное качество «вылеченных» таким образом сапфиров оказывается много более высоким, нежели качество кристаллов, облагороженных при помощи масла, смолы или воска.
Эксперты не видят большой разницы в качестве сапфиров, трещины которых подверглись заполнению расплавленными силикатами той или иной разновидности. Такой метод облагораживания сапфиров, придя в уже далеком прошлом на смену древним масляно-восковым ваннам, может применяться и в наши дни.
Вошедшая в ювелирные технологии в середине ХХ века эпоксидная смола дает примерно такой же визуальный эффект, как и стеклянные цементы в сапфировых трещинах. Луч света, преломляясь на границах сред чужеродных корунду материалов, вспыхивает яркими искрами от густо-фиолетового до ярко-розового цвета.
Пропитка корундов веществами, активно диффундирующими во внешние слои минерала, и таким образом меняющими природный цвет камня, особенно часто применяется для облагораживания сапфиров красного и синего цвета. Нередко улучшение цвета, достигнутое подобным способом, происходит с одновременным снижением блеска – что недопустимо для камней ювелирного качества.
Превращение невыразительных слаборозовых сапфиров в яркие оранжевые камни обусловлено термодиффузионной пропиткой корунда бериллием. За счет малой атомной массы бериллий проникает в кристаллическое тело сапфира достаточно глубоко: корундовые ювелирные вставки размером до 3-х миллиметров могут быть насыщены бериллием на всю толщину камня.
Куда менее привлекателен эффект облагораживания сапфиров бериллием, если кристалл велик, и бериллий образует лишь оцвеченный слой на поверхности камня.
Не отрицая действенности термодиффузной обработки корундов, современная геммология требует обязательного указания факта применения метода при сертификации готовых изделий. Вписанное в документ выражение beryllium treated означает насыщение корунда ионами бериллия в целях получения теплых оттенков цвета.
От природы желтоватые или едва розоватые сапфиры после beryllium treated становятся прекрасными самоцветами желтого и оранжевого цвета. А вот выражение diffusion чаще применяется для документирования «посинения» камня. Методом diffusion в толщу самоцвета вводятся ионы железа и ванадия, обуславливающие изменение пропускной способности кристаллической решетки касательно электромагнитного излучения видимого спектра.
Впрочем, специалисты и без сертификатов отличают корунды, прошедшие термодиффузную обработку. Поскольку диффузия не затрагивает центрального объема камня, в середине самоцвета достаточно большого размера всегда остается небольшой объем кристалла природной окраски. Специальные светофильтры, надетые на объектив микроскопа, позволяют с уверенностью определить первоначальный цвет минерала.
Диффундировавшие вглубь камня вещества не слишком сильно меняют природу сапфира. Иное дело – стеклование минерала. Для облагораживания корундов красного цвета (рубинов) используется метод led-glass filling, или заполнение пустот в камне свинцовым стеклом (хрусталем). Делается это еще и потому, что до 70% объема природного рубина может являть собой разнообразные пустоты.
Рубины, прошедшие залечивание пор и трещин стеклом, выглядят гораздо презентабельнее невзрачных от природы кристаллов. Стоит отметить, что не менее 95% рубинов, реализуемых в розницу, являются стеклонаполненными.
Потребитель счастлив покупать яркие и чистые камни по цене от 20 до 50 долларов за карат, однако специалисты сетуют: краснота таких самоцветов не дает пламенных всполохов, не сравнима густотой с кровью, не светится потаенным огнем – зато искрит голубым и оранжевым. Что тоже вполне декоративно, но. искусственно.
Совсем небольшая часть ювелирных рубинов (примерно 4%) создается методом термодиффузного введения бериллия. Яркость оранжево-красного сияния этих камней ценится выше хрустальной монолитности блеска стеклонаполненных рубинов. Дешевле ста долларов за карат такие камни не стоят ни при каких условиях, а нормальная цена начинается у отметки в 500 долларов за карат.
Необлагороженные рубины ювелирного качества настолько редки, что их стоимость многократно превосходит стоимость бриллиантов, и может исчисляться поистине астрономическими суммами.
Диффузионное облагораживание корундов: сапфиров и рубинов
завлабораторией и доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», Graduate Gemologist GIA
Другие публикации эксперта:
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).
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
Хомрач Маргарита Владимировна, зав. лабораторией и доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», Graduate Gemologist GIA (+7 (495) 438-15-04, +7 (985) 959-75-95; e-mail: gigem.edu@gmail.com; URL: www.gemology-edu.ru)
Романова Екатерина Ивановна, доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», доцент кафедры геммологии МГРИ-РГГРУ, Graduate Gemologist (+7 (495) 438-15-04, +7 (985) 959-75-95; e-mail: gigem.edu@gmail.com; URL: www.gemology-edu.ru)
Список использованной литературы
Как отличить натуральный сапфир от искусственного?
Сапфир ‒ великолепный драгоценный камень, который высоко ценится как ювелирами, так и покупателями за красивый оттенок, сияние и твердость – минерал уступает лишь алмазу. Все эти качества, а также ограниченность природных залежей, напрямую влияют на стоимость. Учитывая, что использование камня не ограничивается ювелирным делом, чтобы сократить издержки и не истощить природные месторождения, их научились получать искусственным путем. По своим свойствам такой минерал не уступает натуральному, но есть разница в цене, и нечестные продавцы могут выдать одно за другое. Разберемся, как распознать натуральный камень от искусственного аналога.
Натуральный сапфир
Природный сапфир ‒ камень с историей. Много сотен лет он пролежал в земле или на ее поверхности, прежде чем пройти обработку, огранку и занять свое место в ювелирной композиции. Сапфиры добывают в Индии ‒ кашмирские, Шри-Ланке ‒ цейлонские, Таиланде ‒ сиамские, в США и Австралии тоже есть месторождения, но по качеству камни уступают камням первой тройки. Природные минералы не всегда бывают чистыми – нередки газовые включения, вкрапления в виде игл, микротрещин. Такие «дефекты» местные мастера пытаются устранить, облагораживая камень: заполняют трещины смолой или пластмассой, нагревают, чтобы устранить жидкостные включения и изменить оттенок.
Кстати, цвет натурального сапфира не всегда равномерен. Встречаются серо-синие, желто-голубые, сине-зеленые экземпляры. Это не значит, что камень не годится для ювелирных работ ‒ наоборот, при правильной огранке он может конкурировать с одноцветными минералами. К уникальным свойствам сапфира отнесем и твердость ‒ 9 единиц по Шкале Мооса. Вот почему минерал не так просто поцарапать, он выдерживает долговременную носку и не теряет товарного вида.
Синтезированный сапфир
Синтезированный аналог вызывает восхищение: это камень без «изъянов», равномерного насыщенного цвета и яркого блеска. Искусственные сапфиры выращивают в лабораториях, процесс формирования кристаллов аналогичен природному, но ускорен в несколько раз и строго контролируется геммологами. Работа с цветом доведена до совершенства: добавляя разные химические вещества, получают нужные оттенки, экспериментируют с прозрачностью и насыщенностью окраски. Цена такого камня обычно ниже природного ‒ процесс поставлен на поток и менее затратен, чем добыча из месторождений.
Отличить натуральный сапфир от синтезированного, а то и вовсе подделки довольно сложно, но возможно.
1. Покупайте ювелирные украшения с сапфирами в надежных магазинах с безупречной репутацией – только там вам смогут предоставить необходимую документацию, в том числе и сертификат подлинности. Кроме того, важно внимательно изучить ювелирные бирки, которые, в соответствии с российским законодательством, должны быть у всех драгоценных изделий, – они заполняются по Отраслевым стандартам и включают информацию о вставках и их характеристики. Если камень синтетического происхождения, это будет отображено.
2. Внимательно осмотрите камень при ярком освещении с помощью лупы. Натуральный сапфир без видимых вкраплений и примесей – редкость, стоимость таких экземпляров невероятно высока. В женских украшениях среднего ценового диапазона наличие включений – верный признак натуральности. Синтезированные аналоги, как правило, однородны как по оттенку, так и прозрачности ‒ возможно лишь наличие пузырьков газа.
3. Если вы покупаете изделие с сапфиром, обработанным за пределами России, то на ювелирной бирке среди характеристик вы сможете встретить следующие обозначения: VVS (с мелкими, едва видимыми включениями), VS (с мелкими, незначительными включениями), SI (с мелкими видимыми включениями), I (с хорошо заметными включениями). Характеристика прозрачности FI применима только к синтезированным камням, она указывает на абсолютную прозрачность минерала. Натуральные сапфиры с такой характеристикой в природе не встречаются.
4. Цена изделия также расскажет о натуральности камня, но только при условии, что вы собираетесь сделать покупку в проверенном ювелирном магазине. Натуральный камень будет всегда дороже синтезированного. Это относится ко всем изделиям, будь то кольца, серьги или женские браслеты.
5. В синтетические сапфиры нередко добавляют примеси титана, поэтому при свете ультрафиолетовой лампы камни приобретает зеленоватый оттенок, у природного же такого эффекта нет, можно лишь заметить белые блики.
6. Благодаря своей твердости натуральный камень сложно повредить. Обратите внимание на поверхность – она должна быть идеально гладкой без мельчайших царапин, а края – ровными и без следов воздействия.
7. В кустарных украшениях встречаются составные камни: верхняя часть ‒ натуральный сапфир, нижняя ‒ стекло или более дешевый минерал. Линию стыка можно обнаружить с помощью лупы
8. Звездчатые сапфиры имеют в своем составе кристаллы рутила, именно благодаря ему на поверхности возникает особый визуальный эффект – при вращении можно увидеть скользящую звезду с четырьмя, шестью или двенадцатью лучами. У природного камня такая звезда перемещается по всей поверхности, у синтетического ‒ наблюдается только в центральной части.
Оценивать камни ‒ задача специалистов. Помните об этом, если планируете потратить немаленькую сумму на покупку сапфира или изделия с этим минералом.