Диффузный сапфир что это

Принципы и способы обработки диффузионных сапфиров

В нашей стране наблюдается такое явление, что большинство из тех, кто хоть немного знаком с драгоценными камнями, пытаются купить натуральный, не диффузионный сапфир или другой самоцвет. Многие методы облагораживания минералов входят в таблицы классификации, и ежедневно придумываются новые методы обработки. С чем это связано?

По мере того как добываются в природе драгоценные камни — а происходит это довольно быстро — их запас на земле исчерпывается. Поскольку многие из них не обладают достаточным качеством даже для использования в недорогих украшениях, а высококачественных камней немного, то удовлетворить аппетиты всех желающих невозможно.

Причем многие готовы купить натуральный самоцвет не слишком хорошего качества, чем отдать предпочтение обработанному, а зря. Методов обработки, в том числе и диффузионной, существуют тысячи, и не все они как-либо ухудшают качество минерала и делают его не настоящим. В некоторых случаях без этого и вовсе нельзя обойтись, например, у сапфиров с оптическими эффектами; поэтому нельзя сказать что облагораживание — это зло. Более того, не совсем корректно делить камни по методам обработки на натуральные и нет.

Как бы там ни было, а из списка методов облагораживания камней часто удаляется механическая обработка. Но она также оказывает влияние на поверхностные слои минерала, как, например, в случае с диффузией титана. Происходит это потому, что при обработке камень нагревается. Но первое означает полностью необработанный натуральный камень, а второе — чуть ли не фальшивку. Поэтому грамотнее рассматривать такой вопрос, какая именно обработка применялась и как это влияет на стоимость изделия.

Диффузионная обработка сапфиров

В природе редко встречаются камни ювелирного качества и большого размера. Поэтому большинство из них подвергаются обработке, чтобы придать им хоть как-то товарный вид. В некоторых случая такой подход является нормальным явлением, а иногда он изменяет внешний вид камня ненадолго и вследствие некоторого воздействия может испортиться.

Для того чтобы камни обработать, их нагревают до высоких температур. Это необходимо и в случае внутренней и внешней диффузии. Даже чтобы заполнить чем-то трещины в камне, его греют.

Последнее применяется для того, чтобы улучшить прозрачность камня. Этого же можно добиться и обычным нагреванием без примесей. Во время повышения температуры сапфира многие включения расплавляются, при этом некоторые из них обладают способностью заполнять трещины. Корунды очищаются путем достижения температуры 1200 градусов.

Еще одна цель, которая преследуется при нагревании камней, — это усиление цвета. Большинство минералов от природы бледные и имеют неоднородную окраску. Любой цвет камням дают примеси, которые в них содержатся. Во время нагревания такие примеси начинают диффундировать по объему камня и равномерно распределяться, что делает оттенок минерала более выразительным.

Последний метод обработки заключается в диффузии вещества, которое попадает в камень снаружи. Обычно происходит это следующим образом. Во время температурной обработки камень покрывается специальным флюсом, в который можно добавить вещество. В зависимости от того, какой эффект пытаются получить, это может быть бериллий, хром, железо, титан или литий.

Лучший эффект достигается при диффузионном окрашивании бериллием и литием. Эти вещества обладают довольно небольшим размером атомов, что позволяет им проникать достаточно глубоко внутрь самого минерала, поэтому окрашивание получается равномерное. Но даже в этом случае не все так просто. Красителем заполняются в основном небольшие трещины, поэтому окончательный эффект зависит от изначального расположения этих самых трещин. Кроме того, многие примеси, которые оказывают влияние на цвет и структуру камня, в этом случае остаются неизменными, поэтому качественная обработка получается для некоторых конкретных минералов.

Раньше считалось, что все сапфиры, которые содержат бериллий, подверглись обработке. Но не так давно обнаружили, что некоторые из них изначально его содержат. Поэтому было сделано допущение, что в натуральных сапфирах должно быть бериллия не более пяти миллионных долей.

Не так давно случился некоторый скандал, связанный с сапфирами. В 2001 году на рынке стали появляться необычные оранжевые сапфиры, как впоследствии оказалось, это были розовые камни, которые обработали диффузией бериллия, хотя множество специалистов утверждало, что камни настоящие.

Титан, хром и другие вещества окрашивают сапфир только поверхностно, причем речь идет о долях микрона. Такое тонкое покрытие может сойти при любом, даже относительно небольшом, воздействии. При перепланировке или повторной огранке камня оно также уходит.

Украшения с диффузионными сапфирами

Идентификация такого окрашивания тоже не представляет большой проблемы. Достаточно рассмотреть камень в иммерсионной жидкости или в диффузном цвете.

Сапфиры с оптическими эффектами

Как известно, высокой ценой и популярностью обладают сапфиры, которые имеют заметные оптические эффекты, наиболее часто это звезда в центре камня. Их обрабатывают кабошоном, чтобы подчеркнуть всю красоту явления, и многие задаются вопросом, являются ли такие камни обработанными.

Необработанные корунды природного происхождения содержат тонкие иголочки рутила в виде усов. Такие эффекты, как шелк, который выглядит как распространение тоненьких иголок по всей толще камня, а также астеризм и кошачий глаз проявляются вследствие нагревания этих камней. Происходит это благодаря растворению усов рутила и высвобождению из-под них пустых канальцев.

Если камни обрабатывают кабошоном с гексагональной симметрией с нижним основанием, перпендикулярным оси шестигранной ячейки это и приводит к возникновению такого эффекта. Получается, что если рутил из канальцев не растворен, то их почти не видно. Для того чтобы отобразить эти эффекты четко, необходимо произвести термообработку минерала.

Таким образом, при покупке звездчатого корунда можно быть уверенным, что он обработан. В ином случае звезда проявляется еле-еле и очень размыта. Если изначально в камне содержалось много рутила, то его просто нагревали в боросиликатном флюсе, если рутила было мало, то во флюс добавляли оксид титана. Главное при этом — ориентирование перпендикулярно главной оси кристалла.

Многих покупателей уверяют в природном происхождении минерала, который имеет отчетливо видную звезду. Причем часто можно услышать, что такой качественный и необработанный камень можно приобрести только у них, а остальные продают диффузионные. Не стоит верить такому утверждению. В любом случае камень обработан, а если нет, то он, скорее всего, вообще, синтетический.

Коды обработки сапфиров

Очень часто корунды подлежат обработке, потому что в природе практически не встречается идеальных экземпляров, а если таковые имеются, то стоят они очень дорого. Помимо нагревания и диффузии, сапфиры залечиваю стеклом и так далее. В зависимости от того, как был обработан сапфир, в документах будут указаны коды, которые означают следующее:

Признаки диффузионной обработки

Для того чтобы не попасться и не приобрести по цене натурального диффузионный сапфир, необходимо знать методы отличия и признаки обработанных сапфиров.

В первую очередь речь пойдет о гретых камнях, так как этот способ обработки условно также можно отнести к диффузии, однако не внешней, а внутренней, когда окрашивающий пигмент распространяется в толще камня. Признаками этого являются:

Признаками диффузионной обработки являются:

В большинстве случаев нет ничего плохого в диффузионной обработке сапфира. Если это сделано качественно и на высшем уровне, а для окрашивания использовали литий и бериллий, то такое воздействие будет совсем незаметным. Недостатком является то, что этими веществами нельзя получить красный рубин и синий сапфир, а методы, которые используются для окрашивания корундов в эти цвета, дают менее долгосрочный эффект.

Источник

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.

Источник

Популярно о камнях: диффузионная обработка сапфиров

Диффузионное прокрашивание широко применяется для изменения окраски сапфиров и является разновидностью термообработки с использованием дополнительных компонентов, проникающих в структуру камня в процессе облагораживания. Окраска и ее распределение в объеме камня зависят от вида используемых компонентов. Так, например, при диффузии смеси титана и железа сапфир приобретает синюю окраску, сконцентрированную только у поверхности. Прокрашивание бериллием позволяет получить желтую, красную, оранжевую окраску, равномерно распределенную в объеме камня. Поверхностная диффузия также позволяет получать или усиливать эффект шестилучевой звезды (астеризм).

Кольцо с природным сапфиром и бриллиантами. Окраска сапфира усилена термодиффузионной обработкой.

Цвет камней с поверхностной диффузией стабилен при обычных условиях. Он не меняется при ювелирном ремонте (с использованием мягких реагентов), ультразвуковой чистке и нагревании. Однако нагрев с использованием различных реагентов может привести к травлению на поверхности камня. При закрепке таких камней в ювелирное изделие возможно повреждение окрашенного слоя.

При полировке или переогранке полученный окрашенный слой может быть частично или полностью удален, царапины и сколы также могут привести к нарушению окраски.

Поэтому очень важно информировать покупателей об особенностях ухода и бережном отношении к сапфирам, прошедшим подобную обработку.

Титановая диффузия применяется для усиления синей окраски в сапфирах и/или создания эффекта астеризма. В результате обработки в камне создается приповерхностный окрашенный слой.

В сапфирах, подвергнутых титановой диффузии, наблюдается неравномерное распределение окраски и концентрация окраски вдоль ребер. Невооруженным глазом неравномерность окраски обычно не видна.

Неравномерность распределения окраски в сапфиров с титановой диффузией

Бериллиевая диффузия применяется для получения сапфиров желтых, оранжевых и оранжево-красных цветов. В результате обработки камень приобретает окраску во всем объеме. Точная диагностика возможна только с применением инструментальных методов.

Сапфиры с бериллиевой диффузией

Источник

Виды диффузионного сапфира и технология его производства

Сапфиры редко в природе встречаются высокого качества и любимого всеми, насыщенного синего цвета. Наиболее распространены прозрачные камни со множественными включениями и дефектами. Поскольку они редко находят применение, годами разрабатывались разные методики их облагораживания. Одна из таких методик — диффузионная обработка. В зависимости от того, с помощью какого вещества получают диффузионный сапфир, может кардинально меняться его качество и стоимость.

Диффузия как метод облагораживания

С физической точки зрения, процесс диффузии представляет собой проникновение молекул одного вещества в другое. Что касается облагораживания, то это сомнительный способ. Происходит он таким образом: камень нагревают в присутствии каких-либо активных добавок. В зависимости от размера молекул этих добавок, цвет поменять может либо поверхность камня, либо он весь. Для того чтобы проникнуть в вещество глубоко, молекулы должны быть маленького размера. Если они крупные, то при попытке переогранить камень это будет заметно.

Тем не менее такой метод считается приемлемым для некоторых видов сапфиров, например, звездчатых. В данном случае диффузия проявляет эффект астеризма и, кроме этого свойства, процесс нагревания не затрагивает другие, что сохраняет естественный вид. Переогранка или переполировка в этом случае также невозможны.

Если процесс диффузии проходит с солями бериллия, то такой метод считается вполне приемлемым. Во время этого процесса камень в печи нагревают до высоких температур и создают высокое давление, предварительно поместив около него соли бериллия. Метод хорош тем, что молекулы этого вещества пропитывают камень насквозь, поэтому его можно переогранять, повторно полировать и даже разрезать.

Ионы бериллия проникают на всю глубину поверхности, через практически любую ее точку, но неравномерно. В мелких камнях и в центре кристалла бериллия находится огромное количество, что делает затруднительным его увидеть даже с помощью оптических приспособлений. Глазами увидеть бериллий в желтых и красных камнях практически невозможно, но можно обнаружить следы термической обработки. А это уже дает основание заподозрить и другие виды облагораживания и отдать на анализ в химическую лабораторию.

Когда этот метод появился, то геммологи восприняли его с огромным сопротивлением. Но, спустя годы, его приняли как данность. Единственное условие: при продаже такого камня покупатель должен быть осведомлен о том, что он подвергался обработке. Большинство сапфиров фантазийных цветов проходят облагораживание именно этим методом. Для справки: фантазийными считаются все цвета, кроме синего.

Усиление цвета камня

Помимо диффузионного метода, корунд для изменения цвета может быть заполнен сырьем. Дело в том, что многие камни от природы имеют трещины. В процессе обработки их заполняют металлическим стеклом или другими веществами, чтобы повысить прозрачность камня. Если это делается красящим веществом, то камень усиливает свой цвет. Такого эффекта можно добиться и пропиткой камня красителем на масляной основе, которая чаще всего применяется для сапфиров, или водной, спиртовой и так далее.

Такой метод тоже далеко не совершенен, цвет корунда становится нестабильным, а краситель может вытечь по мере эксплуатации. Проверить камень на наличие в нем красителя довольно просто, необходимо взять вату, смоченную в ацетоне и приложить к сапфиру. Окрашенный красителями самоцвет оставит на ней следы. Более того, такая пропитка не только долго не продержится, она еще значительно ухудшает блеск сапфира.

Диффузионная обработка дает, конечно, намного более устойчивый результат. Этот процесс проходит при очень высокой температуре, порядка 1800 градусов, и для окраски камней с помощью этого метода применяют чаще всего такие вещества, как титан, хром и бериллий.

Если в корунде достаточно имеется трехвалентного железа, диффузия титаном может повысить интенсивность синего оттенка. Этот процесс начали использовать еще в середине восьмидесятых годов. С помощью диффузии хрома получают дополнительные оттенки начиная от розового и до красного. Но из-за того, что атомы титана и хрома имеют большую атомную массу и размер, они глубоко в слой кристалла не проникают, и поэтому создается только поверхностное покрытие.

На такой процесс затрачивается сравнительно небольшое время, и стоит он, конечно, дешевле. Но такая окраска не проникает на достаточную глубину и ничего гарантировать нельзя. Она может сохраняться недолго, если камень подвергается постоянному механическому воздействию. Кроме того, любое серьезное повреждение может стереть поверхностный слой.

Такой слой имеет толщину всего лишь несколько тысячных долей миллиметра, поэтому его можно сравнить с покраской сапфира кисточкой в синий цвет. Конечно, поцарапав камень, можно будет легко определить, облагорожен ли он таким образом. Но сапфир имеет высокую твердость, поэтому сделать это можно только с помощью алмаза. Естественно, не рекомендуется устраивать такие проверки из-за возможности повредить камень, если он настоящий.

Цена камня при таком методе покраски составляет приблизительно таковую для искусственных корундов. В принципе этот метод можно использовать для того, чтобы изменить цвет на синий любому камню, так как под поверхностным слоем титана не будет видно оригинального оттенка самоцвета. В лаборатории идентифицируют такие окрашенные титаном или хромом сапфиры при осмотре в диффузном свете или погружении в инерционную жидкость.

Небольшая атомная масса бериллия и малый размер дает более глубокое окрашивание. Например, экспертами были обследованы камни диаметром в 3 мм, и у них не видно было границ окраски. Бериллий обеспечивает корунду желтый компонент. Более того, новый цвет может перекрыть ранее существовавший. Например, розовые сапфиры могут быть полностью окрашены в оранжевый цвет.

Однако нельзя забывать, что на рынке имеются термически обработанные желтые сапфиры, которые производятся без добавления бериллия. Существуют и еще сапфиры, которые от природы в своем составе содержат небольшое количество бериллия. Иногда сложно различить их с обработанными, но считается, что если бериллия содержится до 5 ppm, то это природное его содержание.

Сейчас идентификация облагораживания с помощью диффузии бериллия не является проблемой. Всем известно, что ее могли использовать, поэтому существуют приборы и технологии. Такие методы чувствительны, они могут идентифицировать даже невысокий уровень концентрации вещества.

Некоторые сапфиры, добытые в Шри-Ланке, в которых наблюдается эффект обесцвечивания на краях, на деле не содержали бериллия, хотя это считалось косвенным признаком обработки. Но позже пришли к заключению о том, что причинами такого результата являются особенности термического облагораживания.

Может также быть, что какое-то количество бериллия при облагораживании могло попасть вследствие остаточного загрязнения печки. Это может быть в том случае, если эта печь была также использована для диффузии бериллием. Ранее было замечено, что у камней, которые прошли обработку, остаются небольшие беловатые кольца. Однако было доказано, что это не является следствием обработки и такие же кольца могут присутствовать и у необработанных камней.

Обычно сапфиры делятся на натуральные и имитацию. Некоторые виды обработки оставляют камень натуральным, другие же причисляют его к другому виду. Если камень не подвергался обработке, был облагорожен с помощью термического воздействия или диффузионного, но с микродозами бериллия, то он считается натуральным. К имитации относятся: заполненные свинцовым или силикатным стеклом, поверхностная диффузия с помощью титана или хрома, иногда также используется для этой цели кобальт.

Облагораживание методом термообработки

Если синий сапфир слишком светлый или даже от природы имеет белый оттенок, то придать ему насыщенность может нагревание. Происходит это так: когда камень нагревают до высокой температуры, растворяются включения, которые обычны для кристалла. Эти включения содержат в себе хром и титан, в некоторых случаях также присутствует железо. При растворении они диффундируют в соседние области, таким образом, окрашивая камень.

Данный процесс фактически также относится к диффузии, но к так называемой внутренней диффузии. Такой процесс позволяет получить куда более качественные образцы, которые будут окрашены полностью по всему объему, и могут быть подвергнуты повторной полировке или огранке. Однако такие камни по своей природе имеют включения и различный их состав, таким образом, к ним должны быть применены разные способы обработки.

В отличие от диффузно обработанных сапфиров, к нагретым, то есть при применении внутренней диффузии, мировой рынок относится вполне благосклонно. Это допустимо, и камни будут отличаться в цене от полностью необработанных, но не сильно. Конечно, в таком случае уведомлять покупателя об обработке камня нужно обязательно.

Этот же процесс может создавать включение в виде звезды. Оно представляет собой оптический эффект, который создают рутиловые иглы. Рутиловые иглы, которые представляют собой оксид титана, формируются при температуре 1300–1400 градусов. Улучшают таким образом цвет и розовых сапфиров, а также рубинов. В последнем случае идентификация обработанных камней является проблематичной, так как проходит при низкой температуре и не оставляет следов.

Происходит это благодаря тому, что часто камни красного цвета содержат в себе и синие компоненты, то есть от природы имеется синий оттенок. Чтобы сделать их цвет более насыщенным, их необходимо разрушить. Для этого камень помещают в кислую среду и нагревают. Похожий процесс используется и для осветления камней.

Иногда для предотвращения повреждения камня при нагреве на него наносится бура. Во время того, как происходит сам процесс нагрева, образуются трещины и расплавленная бура попадает в них. Нагрев используется очень часто, так как он может сделать цвет камня намного привлекательней и улучшить его чистоту.

Таким образом, диффузионные сапфиры — это не всегда плохо. Не слишком хорошо, когда это делают поверхностным методом, но и у таких камней найдутся свои покупатели. А вот если пытаются выдать покрытый тонким диффундированным слоем камень за натуральный, — это уже обман.

Источник