Звездчатый сапфир и звездчатый рубин. Технологии изготовления и обработки.

Звездчатые сапфиры бывают ЛЮБОГО ЦВЕТА. В США, например, наиболее ценятся самые редкие - звездчатые зеленые сапфиры. Такие сапфиры практически невозможно получить, так как любая термическая обработка приводит к изменению валентности (атомного окружения) атомов (ионов) Fe2+. Атомы железа с таким эффективным зарядом в той или иной мере и являются центрами зеленой окраски.

Любителю может показаться, что нужно просто найти термически необработанный зеленый сапфир и изготовить из него звездчатый кабошон. Вот теперь мы дошли до самого главного. Звездчатые сапфиры и рубины ВСЕГДА термически обработаны. Или в мастерских триттеров, или в результате повышенных послеростовых температур в природе из-за возникающего достаточно редко (уже после роста кристалла) сильнейших сдвигов тектонических плит.

Почему все звездчатые корунды, а также их первичные "родственники - корунды с эффектом " блестящей шелковистости" и корунды с эффектом кошачьего глаза ВСЕГДА ТЕРМИЧЕСКИ ОБРАБОТАНЫ? Чаще человеком и очень редко в природе?

Фотографии нумеруются слева направо и сверху вниз.

Эффект звездчатости это множественный эффект кошачьего глаза, вызванный ПУСТЫМИ трубочками (канальцами) от растворившихся в процессе термической обработки так называемых игольчатых включений рутила. Если включения рутила не растворились, то свет на них преломляется незначительно. Такую сетку рутила (см фотографию № 8) можно увидеть только в лупу или в микроскоп.

Очень редко в корундах при росте усов рутила в одном направлении, что обусловлено искажением решетки корунда из-за гигантских давлений (напряжений) реализуется структура усов в виде равномерно распределенных линий (см. фото № 11). В этом случае в корунде после отжига и растворения включений TiO2 МОЖЕТ реализоваться редко встречающийся УЗКИЙ кошачий глаз (см. фото 12). Естественно, что в странах с повышенными геммологическими знаниями населения (США, Япония), такой сапфир кошачий глаз стоит в десятки раз дороже более красивого звездчатого сапфира. Такой камень очень редок.

В обычных условиях (отсутствие напряжений, искажающих решетку сапфиров и рубинов) игольчатые включения рутила РАВНОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕНЫ ВДОЛЬ 6-ти ЭКВИВАЛЕНТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ. Слово "эквивалентных" в данном случае означает, что иголкам рутила все равно, вдоль какого из шести направлений им расти. И эти включения равномерно распределяются вдоль всех шести. В этом случае и возникает тот самый эффект звездчатости.

Перед кабошонированием кристалл корунда должен быть кристаллографически сориентирован таким образом, чтобы все канальца образовывали четкие и ровные шестигранники в плоскости поверхности кабошона (см. фото № 9). В этом случае центр звезды будет располагаться точно в вершинке кабошона. Если же кристалл будет сориентирован плохо. То звезда будет где-нибудь на боковой поверхности кабошона или вообще несколько ее лучей видны не будут. На языке кристаллографии это означает, что кабошон должен быть сориентирован вдоль плоскости гексагональной структуры корунда типа (0001) с симметрией (осью) вращения шестого порядка.

Теперь, вооружившись популярными знаниями кристаллографии, и вполне строгими и всегда выполняющимися в кристаллах закономерностями, прокомментируем все фотографии в соответствии с их нумерацией слева - направо и сверху вниз.

1 - Этот аллювиальный кусочек рубина, то есть, отгалтованный и отполированный в песчано-глинистой смеси где-нибудь в предгорьях горы (холма) Аруша в Танзании, очень перспективен для изготовления диффузионного звездчатого сапфира. Во-первых, этот кусочек обработан природой и все трещины в нем уже реализовались - то что могло разрушится уже разрушилось. Во-вторых, кусочек полупрозрачный, значит после диффузионной обработки, звезда будет очень контрастной и четкой, так как будет оптически видны ВСЕ блестящие канальца на глубине от поверхности нуля до 1-2 мм. В-третьих, кристалл уже неплохо сориентирован вдоль плоскости (0001), о чем говорит хорошо видимый 120-градусный угол гексагональной структуры поверхности камня (слева внизу сиреневого слоя на поверхности). После высокотемпературного диффузионного отжига при высоких температурах (диффузия Ti из порошка TiO2) рубин станет более красным и ярким. Отжиг при еще более высокой температуре приведет к растворению диффузионного рутила с образованием в приповерхностном слое множества блестящих канальцев, направленных вдоль шести эквивалентных направлений. После этого делаем кабошон.

2 - Из этого куска рубина, вырезанного из горной породы цоизит (Танзания, Мерелани), сделать звездчатый кабошон вряд ли удастся. Мерелани, так как на левой боковой поверхности куска видны остатки слоя зеленого цоизита. Этот кусок содержит предельное количество линейных и плоских дефектов. Это так называемые дислокационные стенки, которые на самом деле являются микроскопическими трещинами. Почти весь объем рубиновых включений в цоизите (результирующая горная порода называется аниолитом) фактически состоит из множества разориентированных мелких кристалликов. То есть, вообще говоря, рубин из цоизита является не совсем монокристаллическим. Скорее это сильно-текстурованный поликристалл. В результате рассеяния света на границах кристалликов и микротрещин такой рубин обычно полностью не прозрачный и нуждается в операции залечивания трещин стеклообразным Pb2O3. То есть, изготовление диффузионного звездчатого рубина обойдется многим дороже.

3 - На фотографии изображены сырьевые рубины, которые также могут использоваться для изготовления звездчатых кабошонов. Однако точные характеристики подобных камней не известны. Нужны сами камни и лупа.

4 - Типичное сапфировое сырье для изготовления звездчатых кабошонов. Преимущества: яркий синий цвет и четкая гексагональная структура позволяет избежать дополнительных операций термической обработки для улучшения цвета и операции ориентирования заготовок. Происхождение камня, скорее всего, Национальный парк Илакака, Мадагаскар.

5 - Качественное полупрозрачное сырье для изготовления звездчатых сапфиров (см комментарии к первой фотографии). Однако в данном случае придется немного повозиться с оптимальным ориентированием и раскроем заготовок. Зеленоватый оттенок говорит о тайском (Бангаджа) или нигерийском (Плато Джос) происхождении камня.

6 - Заготовка для черного звездчатого сапфира (Канчанабури, Бо Пхлой, Тайланд). Нужно повозиться с ориентацией таким образом, чтобы увидеть на поверхности не часть, а весь гексагональный рисунок.

7- Типичный диффузионный звездчатый сапфир. Улучшение цвета и залечивание трещин не проводилось. Для ускорение процесса диффузии, перед началом этой операции проводили шлифовку поверхности кабошона грубым абразивом 50-100 мкм. Далее диффузионный отжиг и отжиг, растворяющий рутил при более высокой температуре.

8 - Картина интерференции света на не растворенных игольчатых включениях рутила. Такие не растворенные включения прямое доказательство того, что данный сапфир в условиях лабораторий и мастерских не обрабатывался вовсе. То есть, торговая маркировка соответствует Sph-N.

9 - Правильный гексагональный рисунок растворенных канальцев рутила, наблюдаемая на плоской поверхности дна звездчатого кабошона.

10 - Звездчатый кабошон зеленого "самого дорогого" цвета (США, Япония). И звезда "не внятная" и цвет не яркий, но такой цвет с помощью отжигов или диффузии получить не возможно, так как соответствующим центром окраски является преобладающие над Fe3+, двухвалентные ионы железа. При любом отжиге происходит минимизация концентрации Fe2+. Происхождение кабошона вне сомнений месторождение Бангаджа - Тайланд.

11 - Интерференционная картина ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ включений рутила. Реализуется в очень редких случаях, когда рост игл рутила происходит в сильно искаженной решетке сапфира. Сапфир находился под воздействием гигантских напряжений при сдвиге тектонических плит.

12. Практическая очень дорогая и редкая реализация эффекта кошачьего глаза в сапфире. Такой сапфир в геммологически продвинутых странах стоит в несколько десятков раз дороже самого дорогого звездчатого сапфира такого же размера. Примерная цена в США - несколько десятков тысяч долларов.

Приносим извинения за качество фотографий. Они заимствованы из интернета. Среди своих просто не нашли.

Ну вот, Вы теперь немного технолог. Однако успехов Вам и других. =

                        

Благодарю! Очень интересная информация. Нигде ее раньше не мог найти!

Очень познавательно. Спасибо за ваш образовательный труд.

Очень интересно! Спасибо!

Благодарю, очень познавательная статья, а ещё даже не знал что зелёный самый дорогой из звездчатых. Я не увидел белого сапфира, а у меня есть такой звездчатый 1.99кт, фото добавляю, это без обработки, что Вы можете добавить о белых, а то в Вашей статье о них не говорится.

    

Вы невнимательно прочитали сообщения темы. Термически НЕ обработанных звездчатых корундов не бывает. Иначе откуда взялись пустые канальца - трубочки от рутила?

Не белые, а бесцветные. Со всеми вытекающими отсюда последствиями для декоративной привлекательности камня и цены.

Спасибо за информацию. В 90- годах привезли в подарок из Непала кольцо с крупным "звездчатым рубином". "Звезда" в камне расплывчатая + имеется "трещина" в камне - жаль хотелось бы натуральный, необработанный камень, но пока не судьба, видимо.

Тем не менее, информация крайне полезна. Благодарю.