什么是蓝宝石

蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(Al2O3)的单晶，光学穿透带很宽，从近紫外光(190nm)到中红外线都具

有很好的透光性。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐腐蚀，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料。其独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体GaN/Al2O3发光二极管(LED)，大规模集成电路SOI和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。随着近年来LED TV、LED Monitor、LED NB、LED Phone及LED照明市场的持续高速增长，强劲推动了用于制作LED基材的蓝宝石市场的需求扩张。

优点：

蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好

蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中

蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗

常用晶体生长方法:

Czochralski Method (柴氏拉晶法，又称为提拉法)：Pull from the melt

Kyropoulos Method (凯氏长晶法，又称为泡生法): Dip and turn

温度梯度法(TGT法)

EFG Method (导模法，Edge Defined Film-fed Growth): Pull through die

热交换法(Heat Exchange Method，HEM)

垂直水平温度梯度冷却法(Vertical Horiaontal Gradient Freezing，VHGF): 韩国Sapphire Technology Company (STC)技术。

ES2-GSA长晶法：美国Rubicon Technology Inc技术。

由于钨钼具有耐高温、低污染等特性，被广泛用来做蓝宝石长晶炉的热场部件，包括钨坩埚/钼坩埚、发热体、钨筒、隔热屏、支撑、底座、籽晶杆、坩埚盖等。发热体采用鸟笼结构钨发热体或者钨网发热体，有利于提供均匀稳定的温场。

昆山晶安新材料科技有限公司为客户提供优质的30Kg、60Kg、85Kg、120Kg全套蓝宝石长晶炉热场及热场中的钨钼部件。

蓝宝石一直是高贵、典雅的象征，从中世纪起就广泛应用于欧洲皇室的珠宝装饰。近年来，在各大彩色宝石的拍卖中，蓝宝石身影频现，关注度不断增高。

颜色、产地、优化处理程度是影响蓝宝石价值的主要因素。《蓝宝石鉴定分级标准》，以GUILD多年来大量的研究数据为依托，权威客观的从颜色、产地和优化处理三个方面对蓝色蓝宝石进行分级解读。

蓝宝石中的气液包体沿愈合裂隙分布

一、颜色分级 Color Grading

蓝宝石是以蓝色为主色调的刚玉，常常带有紫色调或绿色调。GUILD根据颜色三要素（色调、饱和度、明度）将蓝宝石的颜色分为以下等级：

- 浅（Light）

- 中（Medium）

- 浓（Intense）

- 艳（Vivid）

- 深（Deep）

蓝宝石颜色分级示意图

（一）“皇家蓝” Royal Blue

“皇家蓝”是一种正蓝或略带紫色调的蓝色，是GUILD对蓝宝石颜色的最高评级之一，属于Vivid Blue和Deep Blue的一部分。

饱和度和明度符合一定条件的Vivid Blue或Deep Blue可以达到“皇家蓝”的评级。在GUILD蓝宝石颜色分级体系中，“皇家蓝”不限产地。

（二）“矢车菊蓝” Cornflower Blue

“矢车菊蓝”是一种略带紫色调的蓝色，给人以朦胧的天鹅绒般的独特质感，因与德国国花矢车菊的蓝色相似而得名，属于Vivid Blue和Intense Blue的一部分。

当宝石内含有细小的分散粒状、短针状包裹体或生长纹时，光经过宝石发生散射将会导致这种视觉效果。矢车菊蓝宝石最早产于印度的克什米尔。与“皇家蓝”一样，“矢车菊蓝”不限产地，每个产地均可能产出具有“矢车菊蓝”的蓝宝石。

“ 矢车菊蓝”&“皇家蓝”蓝宝石

在GUILD宝石实验室，每一颗蓝宝石都需要2-3名经过正规培训的宝石学家在标准的实验室条件下，以GUILD多年积累整理的标准蓝宝石比色石为依据，按照正规的操作流程得出科学、稳定、可靠的颜色级别。

二、优化处理 Enhancement and Treatment

热处理是蓝宝石常用的一种优化处理手段，可以不同程度地改变蓝宝石的颜色或净度。由于是否经过热处理会对蓝宝石的价格产生影响，因此GUILD在每份宝石报告中会披露蓝宝石是否经过热处理的信息。

根据显微镜下观察和大型仪器测试，蓝宝石的热处理评级可以分为以下级别：

- No indication of thermal enhancement

未见热处理迹象

- H：Indication of thermal enhancement

可见热处理迹象

- H(1)：Indication of thermal enhancement with minute residues

可见热处理迹象和微量残留物

- H(2)：Indication of thermal enhancement with noticeable residues

可见热处理迹象和显著残留物

气液包体受热后膨胀内部离子受热后发生内部扩散呈现蓝色，多以点状分布（Internal diffusion）

三、产 地Geographic Origin

在市场上，不同产地的蓝宝石价值存在差异。数十年来，GUILD积累了大量来自世界各地的蓝宝石的标样数据，包括缅甸、斯里兰卡、克什米尔、马达加斯加、坦桑尼亚等主要的蓝宝石产地。

通过分析宝石的包裹体特征、光谱、化学成分等参数，我们可以推断出蓝宝石的产地。由于各种不同地质成因的复杂性和相似性，不同产地宝石的参数有所重叠，因此并不是每一颗蓝宝石都能判断出确定的产地。

马达加斯蓝宝石中富铌和铁元素的矿物缅甸蓝宝石中三组定向排列的金红石针状包体

四、总 结

如下图所示，GUILD蓝宝石证书对颜色分级、产地和优化处理都进行了详细的注释说明。

GUILD蓝色蓝宝石英文大证书参数详解

目前，GUILD《蓝宝石鉴定分级标准》主要适用于蓝色蓝宝石。蓝色分为5个颜色级别：浅（Light）、中（Medium）、浓（Intense）、艳（Vivid）、深（Deep）。

皇家蓝（Royal Blue）用Vivid Blue或Deep Blue表示；矢车菊蓝（Cornflower Blue）用Vivid Blue或Intense Blue表示，在Comment处均有注释。

热处理是蓝宝石常用的一种优化处理手段，可以不同程度地改变蓝宝石的颜色或净度。GUILD对蓝宝石热处理评级包括N、H、H(1)、H(2)。（点击了解更多蓝宝石优化处理方法与鉴别）

不同产地的蓝宝石价值存在差异，GUILD可鉴定缅甸、斯里兰卡、克什米尔、马达加斯加、坦桑尼亚等主要的蓝宝石产地。值得注意的是，不是每颗蓝宝石都能判断出确定产地。

认识一种宝石——蓝宝石(Sapphire)

一、什么是蓝宝石

蓝宝石(Sapphire),是刚玉宝石中除红宝石(Ruby)之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝(AIOg)。蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛(Ti)和铁(Fe)杂质所致。蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色。

二、蓝宝石的产地

世界蓝宝石产地不多，主要有缅甸、斯里兰卡、泰国、澳大利亚、中国等，但就宝石质量而言，以缅甸、斯里兰卡质量最佳。依据地质成因不同，可分两类：一类是缅甸、斯里兰卡和印度克什米尔产的蓝宝石。另一类是澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石。

三、蓝宝石的颜色

蓝宝石的主要颜色有蓝色、粉色、白色、绿色、橙色、**、紫色等。

四、蓝宝石的净度和切工

a净度

蓝宝石和其他彩宝一样天生多裂多包体，国际证书一般不对净度做分级。多多少少会含有内含物，即使是拍卖品质也不可能完美无暇。总结一下选购原则：

1、无明显黑色包体；

2、切工比例匀称合理；

3、无明显裂纹；

4、背部不影响整体的矿缺克接受。

b切工

从切工上判断一颗蓝宝石的价值可以从方面，总结一下选购原则：

1、台面相对偏大：

①台面大小

②切工是否周正

2、底部厚度适中；

3、火彩闪耀；

4、切工比例周正。

五、蓝宝石的优化处理

1、无烧：指纯天然没有经过任何美好加工，证书上会标注：no indication of thermal treatment。

2、有烧：宝石经过人为热处理过，属于优化，证书会标注：H。

3、老烧：是普通传统的加热，没有添加其他物质，是业界认可的优化方式，可日常佩戴，价格亲民，证书上会标注H。

4、新烧：加入铁、钛氧化物的表面扩散，影响宝石的物化性质，不建议选择，处理后宝石内部有残留物，价值极低，证书上会标注：Ha/b/c/d。

5、还有改善颜色的辐照、染色处理、改善净度的充填、拼合处理，这种不建议购买。

六、蓝宝石的主要品类

蓝宝石；帕帕拉恰；白色蓝宝石；**蓝宝石；紫色蓝宝石；绿色蓝宝石；粉色蓝宝石。

宝石的优化处理过程是通过改变宝石的颜色、光学效应或韧度改善宝石外观，它不包括宝石的切磨和抛光。

对于优化处理的宝石，已经被市场所接受，可以当作天然宝石出售。例如，斯里兰卡灰白色蓝宝石经加热处理变为蓝宝石，坦桑尼亚褐色黝帘石经热处理变为蓝色黝帘石，无色黄玉经辐射处理变为蓝色黄玉，以及玛瑙经过染色和熔烧呈现出各种颜色等。一些处理宝石出售时需注明也能被市场接受。如，辐射处理的蓝色钻石，裂隙充填的红宝石和祖母绿，染色的翡翠和石英岩等。而一些经处理后带有有害物质的宝石，则不能被公众接受。如带有残余放射性的黄玉等。

近年来，随着优质珍贵宝石资源的枯竭，随着新技术新材料的发展，改善宝石品级、丰富宝石市场越来越重要，宝石优化处理工作成为宝石科研的重要课题。

常用的宝石优化处理方法有表面处理、染色处理、热处理、辐射处理等。

1表面处理

在透明宝石底部涂上一层颜色或贴上一小块彩色箔，然后采用封闭式背面镶嵌以改善宝石的颜色，在不透明或半透明宝石表面涂上一层蜡，以增加宝石的光泽和色彩。

这些古老的改色方法，现在有时仍在使用。将浅**钻石亭部涂以一薄层蓝色以抵消色彩；在玻璃仿制品背部涂上不透明涂料以增加亮度；将绿松石表面进行蜡处理以改善光泽和颜色。

鉴定时用放大镜仔细观察不难发现各种处理的痕迹，这些处理一旦被除去，将会使宝石的外观发生变化。

2染色处理

这种处理方法常用于多孔的材料或含相当多裂纹和裂隙的宝石，染料可以渗透进宝石的孔隙或裂隙中。

染料可以是有机染料或无机的化合物，前者通过溶剂的扩散而致色，后者经过化学反应而沉淀。无机染色通常着色耐久，而有机染料颜色鲜艳但会退色。

市场上大多数祖母绿都经过油浸染色处理，有时是有色油注入其裂隙之中，改善了祖母绿的清晰度和颜色。石英岩、大理岩、玛瑙、玉髓等常染成各种鲜艳的颜色。染色翡翠大量出现常常以假乱真。灰玉髓和一些多孔隙的蛋白石在糖溶液中煮过，经浓硫酸处理后，除去糖中的氢和氧，所剩下的是均匀的黑色的碳，使宝石变为黑玉髓和黑欧泊。也可用硝酸银将珍珠染成黑色。

染色处理的品种很多，仔细观察时可能发现，颜色的分布与裂隙和孔隙度有关；吸收光谱和紫外荧光能显示染色剂的存在，查尔斯滤色镜和热针等也能发现疑点。

3加热处理

加热处理是在高温条件下改变色素离子的含量和价态，调整晶体内部结构，消除部分内含物等内部缺陷，以改变宝石的颜色和透明度。

加热处理是天然地质过程的重复和延续，对于他色宝石改善氧化还原条件，调节温度和时间，可以得到效果令人满意的适销商品。

浅色或无色蓝宝石在还原环境中加热处理，可变为蓝色蓝宝石；黑蓝色和深蓝色蓝宝石在氧化环境中加热可以退色。

热处理可以出溶或溶解刚玉中的金红石，以增强星光效应，或减少丝光使宝石透明度提高。热处理可使绿色、淡黄绿柱石变为海蓝宝石，使褐色黝帘石变为蓝色，使黄玉去黄，含铬的**变为粉红色。热处理还可作为染色的前期处理步骤以增加孔隙度，可以是辐射的后期处理增加颜色的稳定性，或改变及消除辐射的效果。

加热处理的过程与天然过程类似，故其结果常难以检测。有时可根据常见颜色经验、吸收光谱和内部色带的模糊、晶体的浑圆化等特征来识别。通常热处理属于宝石优化。检测中无需指明。

4扩散处理

扩散处理是另一种特殊的热处理方式，主要用于对无色或浅色刚玉的处理。是通过所需化学元素朝晶体内部扩散，在红宝石或蓝宝石的外层可诱发颜色和星光。表面扩散的办法是把氧化铝和其他适用组分涂在宝石的表面，而后在很高的温度下加热数日。蓝色是由铁和钛的扩散产生的，红色是由铬的扩散产生的，而**则是由于镍。为产生星光，需添加多余的钛。

扩散的穿透深度是很小的，只零点几个毫米。这是因为，即便是在很高的温度下，扩散过程也是受限的，而且非常缓慢。当重新抛磨宝石时，颜色层可能被磨掉。

扩散处理的宝石显示与热处理宝石的内部和表面同样会受损伤，但颜色层提供了补充的证据。宝石必须在处理前先琢磨成形，为保持薄的改色层只能极轻微地抛光以去除刻面上的损伤和某些标志。

扩散处理宝石表层颜色分布不均匀，颜色还可渗入开放的裂缝中。将宝石浸没在二碘甲烷（RI174）中，或使用散射光，宝石的腰棱和刻面棱会显示颜色的浓集。

5辐射处理

辐射处理是用原子微粒辐射和放射性物质辐射，使晶体结构产生缺陷，造成着色中心，使宝石产生颜色。

在宝石的优化处理中主要应用三种辐射源：①γ射线；②线性加速器产生的高能电子辐射；③核反应堆产生的中子辐射。

其中，核反应堆技术较线性加速器技术成本低，但其弱点是可带有放射性。中子辐射大量用于黄玉改色，而黄玉中的杂质元素如钪（Sc46）、钽（Ta182）和铯（Cs137）等可能被中子治化，产生长半衰期放射性核素。半衰期随宝石的产地不同，宝石中杂质元素的种类和含量不同而发生变化。世界很多国家都有自己的放射性标准，我国尚需制定有关首饰放射性的标准，以保障消费者的利益。

辐射处理可使无色和**钻石变成蓝色、绿色及粉红色；无色和粉色刚玉变成红色；无色锆石变成棕色、**；使含铁水晶变成紫色，使锂辉石、电气石变色等。

辐射处理的宝石有时是稳定的，难以检测。有时颜色在太阳曝晒或低温加热后会退色，颜色的分布可能不均一，如钻石出现平行于琢型宝石刻面的色带。吸收光谱和热发光曲线可能发生变化。

6激光处理

钻石常用激光打孔以减少深色包裹体的明显影响。用激光束烧出直径小于002mm的非常细的孔穿过钻石到达包裹体。包裹体可用激光束烧掉或用酸去除。随后可用玻璃或环氧树脂将孔充填以防尘埃进入。

许多激光处理的钻石是从冠部打孔的。用10倍放大镜从钻石侧面仔细观察，可看出这些孔。将钻石镶在首饰中会掩盖孔口，使激光处理的检测较为困难。

新近已开始采用一种称为“KM激光处理”的新类型。

这种新的处理方法用激光加热包裹体，使应力裂隙延伸到钻石的表面。这时可用酸处理这些裂隙以去除深色包裹体。这种处理，主要用于深色包裹体靠近钻石表面。如果包裹体原先张性环绕它，那将是较为理想的。这种处理通常留下一个具之字形横向管道，达到表面的裂隙。

7高压高温处理（HPHT）

高压高温处理是近年受到关注的新的优化处理方式。它是对塑性变形产生的结构缺陷致色的褐色钻石进行退色的方法。

如果这些褐色钻石经受非常高的压力和温度，塑性变形能被修复，钻石可变成无色。

在全球钻石中只有不到百分之一的钻石适用于这种处理。

由GE公司进行这种处理并由Lazare Kaplan公司销售的钻石在腰棱处刻有“Bellataire-year-serialnumber”字样；早先的钻石上刻的是“GEPOL”。

这些处理钻石的特征包括稍呈雾状的外观以及褐或灰色调而不是**调。在高倍放大下可看到内部纹理、部分愈合的裂缝、理解和不常见的包裹体。

如果钻石结构中有氮存在，当把钻石做高压高温处理时，会产生自然界中不多见的强黄到黄绿色。这些钻石还会显示强绿色荧光。

8其他处理

漂白剂在处理有机材料如象牙、珊瑚、珍珠上被广泛使用，但漂白剂可能对有机物的壳质和角质有影响，或影响到预处理中使用的任何有机染料。

用硝酸、盐酸和草酸的不同浓度清洗宝石表面的铁的氧化物，这一方法常用来处理褐色虎睛石的木质和杂质。

对多孔疏松的宝石进行灌胶、合成树脂和塑料等，同时进行染色处理，为增加其稳定性和颜色。绿松石中的多孔疏松的泡松，常采用此种稳定化处理。

拼合石常常是利用宝石原石的薄片制造的。有时拼合石的两部分都是天然材料，更多地是仅宝石冠部为真正的天然宝石，而亭部则由合成的材料或玻璃制成，属于仿制宝石。除二叠欧泊外，真正的拼合石非常罕见。

新型的填充材料是应用于祖母绿、钻石等宝石的裂隙的充填，可使裂隙的边界更模糊。如一种预聚合物塑性树脂——新型的工业裂隙堵塞剂，充填在祖母绿的裂隙中；用氯氧化物的低熔点，和铅玻璃充填钻石的孔隙，其充填物折射率约为24。在这些处理中可见气泡。荧光强度更大。

材料科学的进步，不断地促进着宝石优化技术的提高；而宝石优化技术也推动了材料学科的发展，推动了矿物学和物理化学在实用方面的显著发展。