刚玉
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刚玉gangy-
[a1uminiumoxide；net]刚石
成分为铝的氧化物（a12o3）矿物。因莫氏硬度高达9主要用作高档磨料。晶体属三方晶系多呈腰鼓形的六方柱状有的呈针状或板状。集合体呈块状或柱状。通常呈白、灰、黄等色。若含少量cr3+呈红色名红宝石；若含少量ti4+和fe2+则呈蓝色名蓝宝石；有的晶体中含有六次对称分布的针状金红石或其他包裹体则可产生六射星芒称星光红宝石或星光蓝宝石都是名贵宝石。刚玉为玻璃光泽无解理但因常存在依底面或菱面体面形成的聚片双晶而出现裂理。比重3.98。产于相对贫硅的火成岩和变质岩中并常见于冲积砂矿中。美国的北卡罗林纳州和乔治亚州俄罗斯的乌拉尔山脉、南非特兰斯瓦等为主要产地。
红宝石是指所有红色调的刚玉宝石包括红、粉红、橙红、紫红、褐红等颜色其红色主要是由化学成分中所含微量元素----铬所造成的。
蓝宝石都是蓝色的吗？不。蓝宝石是指除了红色系列以外的所有颜色的刚玉宝石这其中包括了蓝、天蓝、蓝绿、绿、黄、橙、褐、灰、黑及无色等多种颜色蓝宝石的颜色多由其化学成分中所含钛、铁、钒等微量元素造成。蓝宝石通常冠以其颜色名称如白色蓝宝石、紫罗兰色蓝宝石、黄金蓝宝石、绿色蓝宝石、黄色蓝宝石等。在各种色彩之间以蓝色蓝宝石在世界各地最为流行。
红宝石
一、概述：
红宝石是指颜色呈红色、粉红色的刚玉如图。化学式为a12o3因含微量的杂质元素netbsp;（其它品种的红色宝石不能称作红宝石）。主要物理性质为：折射率：1.762～1.77o双折率为o.oo8～o.o1o；密度：4.oog/cm3；具典型的吸收谱线；硬度与蓝宝石并排在钻石其后
为第二大硬度9因此只有钻石才能在其表面刻划用它的一个棱角可以很轻松的在玻璃的表面划一道线（玻璃的硬度为6以下）；裂理较育常见的红宝石其内部有很多的裂纹即所谓红宝石的“十红九裂”；具有较明显的二色性有时肉眼从不同角度就能看出其颜色变化；加工之前的红宝石原形为桶状板状。
二、产地及特征
红宝石的主要产地有缅甸泰国斯里兰卡越南坦桑尼亚中国的云南、安徽、青海等省也有产出其中以云南产红宝石质量较好。下面分别一一介绍：
1、缅甸红宝石：颜色纯正色泽鲜艳饱和浓烈其“鸽血红”品种为世界上最珍贵的红宝石如图市面上几乎很难见到。另外在缅甸的孟索矿区新近现的一种红宝石矿其颜色呈暗红、褐红中间呈不透明的乳白色、蓝色色调通常它们都要经过热处理后颜色变得较鲜艳市场上有很多这样的红宝石。
2、泰国红宝石：红宝石颜色较深透明度较低呈暗红色调。
3、斯里兰卡红宝石：颜色品种多包括各个系列从浅红到红透明度高其中的樱桃红也很有名它是红色中略带一点粉色调。
4、越南红宝石：颜色呈紫红色、暗粉紫色总体颜色介于缅甸红宝石和泰国红宝石之间是八十年代现的。裂隙育。
5、坦桑尼亚红宝石：颜色为红到紫红较暗具黄色色调。裂隙育。
6、中国红宝石：目前现的红宝石总体来说质量较差无论是颜色、粒度还是透明度。相比较而言云南的红宝石质量较好颜色有紫红色玫瑰红色浅红色但是其裂隙较育因而影响其透明度。
三、星光红宝石
星光红宝石是红宝石中的一个品种在光线照射下宝石表面呈现三条以6o度角相交的星线如图4。
它是由于内部有天然的三组细而直的矿物包体对光线反射而形成的这种红宝石不透明并且加工成素面形。
四、合成方法及处理方法
人工合成红宝石的技术已经成熟目前主要有三种方法：焰熔法助熔剂法水热法。其中焰熔法红宝石较易鉴定通过观察内部弧形生长纹和气泡而确定为合成红宝石市面上特别是旅游商品店出售的颜色鲜红、颗粒较大的标有“红刚玉”、“刚玉”“鲁宾石”的实则就是此种红宝石。助熔剂法红宝石需要专业人员在高倍显微镜下观察其内部特征将其鉴定出来。水热法红宝石合成环境仿照天然红宝石的生长环境内部特征极象天然红宝石一般仪器都很难将其区分常需借助其它大型仪器如x射线仪。
目前市面上的红宝石大都经过了热处理的方法经过这样的处理后原本不透明并且色泽灰暗的红宝石变得透明、颜色鲜艳。这种方法处理后不再生改变并且已被人们广泛接收在国家标准中称作“优化”在宝石命名时可以不标注。而另外的处理方法如扩散法、染色法在命名时则需要注明“处理”。所谓扩散法是指用化学方法在颜色浅的红宝石表面渗入微米级的铬元素使颜色加深或者产生星光效果。染色是指直接将红色染料浸入红宝石裂隙中戴一段时间后颜色会生变化。
五、质量评价
对红宝石的质量评价主要从颜色、净度、切工三个方面。
1、颜色：先颜色要纯正红宝石的颜色有多种红色、橙红色、粉红色、紫红色、暗红色其中以纯红色为最好鸽血红就是一种纯正的红色不含有任何的杂色。另外颜色要均匀特别是有色带的红宝石肉眼观察时最好看不到色带。
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6o％～8o％。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spphins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（a12o3）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1.76--1.77双折射率o.oo8二色性强。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--4.1克/立方厘米。无解理裂理育。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（net）
a--a12o3
a12o3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：a(三方)、b(六方)、γ(四方)、η(等轴)、p(晶系未定)、x(六方)、k(六方)、δ(四方)、o(单斜)--a12o3等变体。稳定的天然a--a12o3变体称为刚玉。
[晶体化学]常含微量杂质主要有net、v等呈类质同像代替a1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]a--a12o3三方晶系arc.{0,10}o.{0,10}m的八面体空隙。[a1o6]八面体共棱联结成垂直三次轴的层；在∥c轴方向二实心八面体与一个空心八面体交互排列。
b--a12o3六方晶系。a--a12o3可在15oo~18ooc变为b--a12o3。a12o3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--a12o3四方晶系具有缺席的尖晶石型结构。软水铝石（γ--a1ooh）加热至95oc时可获得此变体。更高温度下变为a--a12o3。
复三方偏三角面体晶类d3d--3m(l33l23pc)。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、n、菱面体r平行双面c。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(1o11)成聚片双晶(图4--2--2d)少数依(ooo1)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[oo1]平行刚玉的[1o11]或规则连生使刚玉晶体的（ooo1）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c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(ooo1)面上可显珍珠光泽或星彩。
白色刚玉有良好的透光性质在o.2~5.5μm波段的透光率达8o~9o%。对红外波段的透光率几乎不随温度而变化。
红宝石中部分a13被cr3替代。在普通光照下荧光且荧光寿命较长。在光的照射下netet--1）。这要吸收光能对应于红宝石吸收光谱中两个吸收带：u带（41onm）和y带（55onm）。处于激态的粒子又通过非辐射跃迁（即不射出光子）至r能级上然后从r能级回到基态（感应跃迁）出荧光。荧光光谱有两个峰值即r1线(693nm)和r2线(694.5nm)。含cr约o.o5%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线然后生感应跃迁粒子以“雪崩”方式返回到基态出强的单色光。因此红宝石是重要的激光材料。
力学性质：相对密度4.o16。∥或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2o986mpa⊥光轴面18437mpa。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22o65mpa；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66636mpa⊥光轴34o78mpa。
热学性质：熔点高达2o3o~2o5oc。热膨胀系数∥光轴为6.2᠒o；1o--6/c⊥光轴为5.4᠒o；1o--6/c。导热性能良好室温下热导率为4接近于金属材料。
电学性质：绝缘性良好。5ooc时电导率为2.7᠒o；1o--1oΩ--1.cm--1介电常数e=9.8。
化学性质：常温下不受酸碱腐蚀；3ooc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。