Сапфи́р (от (sappheiros) — синий камень, возможно от (sapir) или персидского названия с тем же значением) — драгоценный камень различных оттенков, одна из разновидностей корунда. В минералогии сапфирами называются корунды исключительно синего цвета, в ювелирной промышленности — любых цветов, кроме сиренево-красного (такие камни называются рубинами). Синий окрас сапфира обуславливается присутствием примесей титана (Ti) и железа (Fe). В старину сапфир (или сафир), как и другие ценные минералы синей окраски, назывался баусом.
Существуют синтетические сапфиры, широко используемые в технике и ювелирном деле. Синтезируют как оптически прозрачные бесцветные химически чистые сапфиры (лейкосапфиры), так и окрашенные разнообразными примесями. Искусственные сапфиры были впервые синтезированы в 1904 году французским химиком .
Сапфир является оксидом алюминия (химическая формула Al2O3).
Свойства и разновидности
Сапфир характеризуется высокой твёрдостью (9 по Моосу) и сильным блеском. Показатель преломления света . Температура плавления 2040 °C. Плотность . Прозрачен в инфракрасной области до длины волны . Оптически анизотропен. Диэлектрик.
Ювелирные сапфиры Сапфиры имеют богатую цветовую гамму: кроме камней классического синего цвета, встречаются также и цветные (так называемые «фантазийные») сапфиры — экземпляры корунда ювелирного качества оранжевого, розово-оранжевого (цвета лотоса, так называемые «падпараджа»), гранатово-красного (с эффектом плеохроизма), жёлтого, зелёного и розового цветов, а также бесцветные камни (лейкосапфиры). Высоко ценятся «звёздчатые сапфиры» — разновидности камня с хорошо выраженным эффектом астеризма. Однако более всего в сапфире ценится васильково-синий бархатистый цвет умеренной интенсивности. Тёмноокрашенный сапфир, в отличие от изумруда глубоких цветов, ценится меньше.
Синий цвет сапфира обусловлен примесями титана и железа в матрице Al2O3. Примесь хрома даёт розовый окрас, такие корунды зачастую называют рубинами. Ванадий окрашивает сапфиры в фиолетовый цвет. Железо без примеси титана — в жёлтые и зеленоватые тона.
Схожий с сапфиром по цвету минерал кордиерит иногда называют «водяным сапфиром» (устаревший термин).
Месторождения Сапфиры часто присутствуют в магматических горных породах, прежде всего в сиенитах, пегматитах и породах основных (бедных кремнезёмом) раздновидностей. Реже встречаются в кристаллических сланцах и метаморфированных карбонатах. Наиболее известные месторождения находятся на территории США (штаты Монтана и Северная Каролина), Австралии (Виктория, Квинсленд, Новый Южный Уэльс), Мадагаскара, ЮАР, Индии, Шри-Ланки, Бирмы, Таиланда и России.
В России находки сапфира приурочены к проявлениям синего корунда, в которых встречаются в том числе и прозрачные, пригодные к огранке камни. Синий сапфир встречается на Урале и на Кольском полуострове (Хибины). Уральские сапфиры, как правило, имеют сероватый оттенок, кольские сапфиры обладают своеобразным зеленоватым оттенком при глубокой васильково-синей окраске.
Вероятно, что наиболее крупным голубым сапфиром, добытым в природе, стал камень, случайно найденный рентгенологом Стивом Майером в США в середине 1960-х годов. Обследуя вместе с приятелем заброшенные карьеры вблизи городка (штат Северная Каролина), он обнаружил крупный обломок голубоватого горного хрусталя. Майер принёс камень на работу, где стал использовать его в качестве пресс-папье. Спустя несколько месяцев один из пациентов обратил внимание на камень и посоветовал Майеру показать его геммологу или ювелиру. К удивлению рентгенолога, специалисты определили, что простой «кусок хрусталя» оказался огромным кристаллом голубого сапфира массой чуть более 3500 карат.
История слова и камня Ещё древние тамилы, жители Юго-Восточной Азии, нередко находили сероватые непрозрачные камни, отличавшиеся исключительной твёрдостью. Эти камни они называли «корунда́м». Отсюда пошло звучание индийского «каурунтаки» и санскритского «курувинда» — позднее перешедшее (через латынь) в современную минералогию в общеизвестной форме «корунд». Прозрачные красные камни получили название «рубин» (от латинского «рубенс» — краснеющий), а прозрачные синие — сапфир. Однако, древние евреи и греки (а вслед за ними и римляне) так называли не современный сапфир (синий корунд), а лазурит (ляпис-лазурь).
В средневековой Руси рубины и сапфиры были известны под общим названием «яхонты». Это слово образовалось из системы сложной фонетической адаптации к русскому языку. Примерный путь можно проследить примерно так: персидский «йакунд» — арабский «йакут» — славянский «яхонт». При этом рубин назывался «яхонтом червлёным», а сапфир чаще всего — «лазоревым».
Применение Синие прозрачные сапфиры используют в ювелирных изделиях. Наиболее прозрачные камни подвергают огранке, обычно бриллиантового типа. Менее прозрачные ювелирные образцы, в том числе так называемые звёздчатые сапфиры, обрабатываются в форме кабошона. На Востоке сапфиры, несмотря на их твёрдость, часто гравируют, вырезая изображения и буквы на их поверхности. Синтетические лейкосапфиры находят применение в качестве сырья для изготовления офтальмологических скальпелей и хрусталиков глаза; для производства высокопрочных оптически прозрачных элементов (иллюминаторов космических станций, защитных стёкол оптических средств ракет и самолётов, защитных стёкол экранов в мобильных телефонах, часах и фотоаппаратах высшего ценового сегмента), в производстве бронестекла; как подложки в микросхемах; в стоматологии — для изготовления эстетичных брекетов, в промышленности — для изготовления сопел для гидроабразивных станков. В отличие от кварца, лейкосапфир не реагирует с парами щелочных металлов вплоть до самых высоких температур, поэтому из искусственного лейкосапфира массово изготавливаются горелки натриевых ламп высокого давления. Лейкосапфиры также находят применение в различных областях лазерной техники. Синтетический сапфир, активированный ионами Ti3+, используется в качестве активных элементов в титан-сапфировых лазерах.
Синтетические сапфиры Сегодня сапфир востребован в технике и ювелирном деле. В первую очередь это касается оптически прозрачного сапфира — лейкосапфира. Благодаря выдающейся твердости и термостойкости его широко используют в качестве износостойких и термостойких окон, например в разнообразных мобильных гаджетах: наручных часах, сотовых телефонах. Также сапфировые подложки используют в полупроводниковой промышленности при изготовлении полупроводниковых микросхем и светодиодов по технологии кремний на изоляторе (Кремний на сапфире). Многие типы светодиодов изготавливаются на сапфировой подложке.
Искусственные сапфиры были впервые синтезированы в 1904 году французским химиком (или Вернейлем, как его иногда называют на старый лад). Использованный им метод синтеза — капельное осаждение в кислород-водородном пламени — носит сейчас название метод Вернейля. Сегодня этот метод также используется для промышленного синтеза сапфиров.
Позже был придуман метод Чохральского и его разновидности (метод Киропулоса, метод Степанова) — вытягивание кристалла из расплава с использованием затравочного кристалла. Сегодня по этому методу получают сапфиры массой до 300 килограммов.
В мире производится сотни тонн синтетических сапфиров в год, в основном в Китае, Японии, США и России. В России работает одно из крупнейших в мире предприятий по синтезу сапфиров — АО «Монокристалл» в Ставрополе.
Полученные сапфиры разрезают и полируют алмазными инструментами под размер заказчика.
Основные применения искусственных сапфиров: Ювелирное дело. Стойкая к удару, истиранию, температуре, ионизирующей и ультрафиолетовой радиации оптика. В том числе стёкла для гаджетов, бронестёкла военной техники. Подложки полупроводниковых микросхем по технологии кремний на изоляторе (Кремний на сапфире). Подложки для оптоэлектронных устройств на основе нитрида галлия (GaN)«Gallium nitride collector grid solar cell» (2002) . Этот процесс используется в том числе для производства синих светодиодов, на основе которых делается белое светодиодное освещение. Активированное добавками рабочее тело для твердотельных лазеров. Изоляторы со сверхмалыми токами утечки, например в электрометрии.
Знаменитые сапфиры Крупнейший сапфир (весом в 1404,49 карата), получивший название «Звезда Адама», был добыт на Шри-Ланке в августе 2015 года. Чёрная звезда Квинсленда (733 карата). Звезда Индии (563 карата). Сапфир Логан (423 карата). Звезда Азии (330 карат). Сапфир державы Российской империи (195 карат). Сапфир святого Эдуарда (167 карат). Располи (135 карат). Сапфир Стюартов (104 карата).
Галерея
Примечания
Литература
Ссылки
Рубин и сапфир — свойства, разновидности, история использования Генезис и месторождения сапфиров Сапфир на сайте Mindat.org Сапфир в атласе минералов Сапфиры императорского дома Романовых Сапфир как разновидность корунда.
Категория:Драгоценные камни Категория:Разновидности корунда Категория:Минералы тригональной сингонии