Облагородження рубінів і сапфірів

Природні сапфіри і рубіни ідеальної якості зустрічаються досить рідко і мають дуже високу вартість. Велика частина природної сировини, що видобувається, - це продукція низької або середньої якості, для підвищення якої використовуються різні методи облагородження.

Що ж саме мається на увазі під якістю дорогоцінного каменю? Основними її критеріями є розмір каменю, його стійкість до механічних ушкоджень, колір, прозорість і вага.
Більшість коштовних каменів, що видобуваються, маленькі, не відрізняються міцністю і привабливим кольором. Збільшити камінь можливо лише одним способом - нарощуючи на нього штучний. Тому увага і зусилля фахівців в галузі облагородження дорогоцінних каменів зараз більше зосереджені на поліпшенні кольору і прозорості каменю, усуненні його дефектів, збільшенні міцності.
В цій статті ми детальніше зупинимося на методах облагородження дорогоцінного корунду. Також розглянемо важливе питання ідентифікації таких каменів, а значить виявлення екземплярів дешевших в порівнянні з природними аналогами гарної ювелірної якості.

Тріщини заповнені свинцевим склом

Поліпшення прозорості каменю.
На зовнішній вигляд корунду впливають тріщини, які особливо властиві рубінам, часто з різними включеннями. Тому для посилення прозорості каменю, використовується такий метод, як обробка із заповненням тріщин органічною або неорганічною речовиною. Органічна речовина, наприклад, безбарвна олія, віск, або рідше смола проникає в тріщини і витісняє повітря, що знаходиться в них. Завдяки такій обробці тріщини стають практично непомітними.
У разі застосування деяких неорганічних заповнювачів, приміром, скла, для їх проникнення в тріщини каменю потрібна термообробка (яка сама по собі також сприяє поліпшенню прозорості). Часто в якості такого заповнювача використовують свинцеве скло.

У 2006 році вченими-гемологами були проведені дослідження рубінів, облагороджених методом заповнення склом, з метою визначення довговічності заповнювача, його стійкості, а також ознак його розпізнавання. Для вивчення було взято 50 каменів різних родовищ і продавців.
Експеримент показав, що термічна стійкість скла дозволяє проводити з каменем операції переогранки/закріпки. Так, при температурі до 600 °С та вище з каменем нічого не відбувається, а вже при температурі 700 °С і вище наповнювач починає витікати і продовж декількох хвилин він увесь виявляється на поверхні каменю. Негативно діє на наповнювач кислотний розчин або інші їдкі речовини, які застосовуються зазвичай при очищенні ювелірних виробів, - він також ушкоджується. Навіть звичайний концентрат лимонного соку, нашатирний спирт або відбілювач впливає на заповнювач.

На фото: необроблені рубіни, рубіни, що пройшли термообробку і рубіни, облагороджені склозаповненням

Щодо ідентифікації рубінів, облагороджених методом заповнення склом, то наповнювач можна побачити за допомогою мікроскопу або лупи. Такий камінь відрізнятиметься помаранчевими або синіми відблисками різної інтенсивності у різних каменів - вони помітні при обертанні. Також в наповнювачі можна побачити бульбашки і інколи відсвіт жовтого відтінку.
За результатами досліджень, очевидно, що правдива інформація про метод облагородження рубінів важлива крім усього іншого ще і тому, що покупцеві треба знати про правила зберігання облагородженого склозаповненням рубіну і його ремонту ювелірами у разі потреби. Адже він "боїться" таких речовин, які абсолютно не впливають на природний камінь високої якості.

Хоча термообробка в "чистому вигляді", тобто без застосування хімічних реагентів і барвників, дає стабільний результат, все одно для гемолога важливо знати, чи піддавався їй камінь. Чому так, стане зрозумілим далі.
Термообробку не завжди просто ідентифікувати, особливо коли проводилася вона при невисокій температурі - до 1200 градусів. Часто для точного визначення необхідно використати лазерну томографію або спектральний аналіз.

Колір каменю.
Сировина, що добувається, часто має тьмяний, невиражений, занадто світлий колір або ж взагалі є безбарвною. У такому разі колір каменю необхідно посилити або зовсім змінити.

Забарвлені рубіни

Наявність тріщин у таких каменів є корисним чинником - вони дають можливість зробити глибше просочення барвником і отримати привабливий колір. Часто сітку тріщин для цих цілей роблять спеціально.
Корунд з тріщинами просочується барвниками червоного або синього кольору, смарагди - зеленого кольору. Для берилів використовують масляні розчини барвників, а для корунду - інші спиртові або розчинні у воді. Таке фарбування є поверхневим, воно має нестабільний результат, погіршує блиск каменю і його ефектність. Його можна без зусиль визначити, використовуючи вату, просочену ацетоном.

Існує інший спосіб поліпшення кольорових властивостей дорогоцінних каменів - дифузійна обробка. Вона являє собою нагрівання до 1800 °С огранованого каменю, на який заздалегідь нанесений барвник. Під дією високих температур барвник проникає в камінь через його поверхню. При дифузійній обробці мінералів групи корунду застосовують, як правило, титан (надає каменю синього кольору) і хром (відтінки від рожевого до червоного). Визначити, що камінь пройшов таку обробку можна, зануривши його в імерсійну рідину, або за допомогою дифузійного світла.

Ідентифікація титанодифузії у сапфірах

Також для надання корунду жовтих відтінків при їх дифузійній обробці застосовують берилій, він має невелику атомну масу, глибоко проникає в мінерал і може не лише посилювати, але і перекривати його колір. У каменях розміром менше 3 мм при такій обробці не видно меж забарвлення. Варто зазначити, що не усі жовті сапфіри пройшли дифузійну обробку - такого кольору також можна досягти способом термообробки каменю в окислювальному середовищі. Ідентифікувати дифузію із застосуванням берилію не складає труднощів для гемолога - для цього розроблені спеціальні технології і устаткування.

Цікаво, що деякі природні сині сапфіри вже містять незначні домішки берилію, тому прийнято вважати облагородженими берилієвою дифузією лише ті корунди, які вміщують не менше 5 ppm берилію.
У практиці зустрічаються сапфіри Шри-Ланки, у яких спостерігаються безбарвні краї, і які містять в собі берилій. Проте, подальше дослідження таких каменів виявляє, що швидше за все над ними проводився звичайний відпал, а берилій потрапив в них з печі, де він залишився від попереднього відпалу.

Геуди: до і після термічної обробки

Перетворення занадто світлих, молочних або білих (геуда) сапфірів в камені насиченого глибокого синього кольору також відбувається за допомогою їхньої термічної обробки. Що ж відбувається в камені при сильному (до 1800 °С) нагріванні? Фарбування каменю відбувається за рахунок реакції заліза, що зазвичай міститься в корунді, і титану, який вивільняється при відпалі з включень рутилу). Можна назвати цей метод "внутрішня самодифузія".
Практично усі сині сапфіри, які надходять на світовий ринок з Шри-Ланки, - це геуди, що пройшли термообробку. Простий відпал допустимий, оскільки дає стабільний результат, проте в даному випадку термообробка повинна обов'язково вказуватися при продажі каменю. Причина добре помітна на фото. Часто продавці коштовних каменів і ювелірних виробів цю вимогу ігнорують - приховуючи факт термообробки сапфіру, продають його на 30-50% дорожче.

Включення рутилу до і після випалення

Термообробка також може формувати в корунді рутилові голки, тим самим створювати ефект астеризму.
Покращені рожеві сапфіри не завжди легко ідентифікувати - адже для деякої зміни кольору досить нагрівати камінь до відносно невисоких температур (від 800 °С). Червоні і рожеві сапфіри часто мають синюватий відтінок, який надає їм хромофор. Цей елемент легко руйнується, якщо сапфір нагрівати в окислювальному середовищі.
Термообробка застосовується також і з метою освітлення занадто темних сапфірів. Для того, щоб оброблюваний камінь не розколовся і на ньому не з'явилися нові тріщини, його вкривають бурою. При нагріванні бура утворює досить агресивний розплав, який розчиняє верхній шар корунду і ті елементи, які знаходяться в його тріщинах. Зазвичай перед нагріванням такі елементи вводяться у буру. Якщо при цьому в надлишку утворюється окис алюмінію, він загоює тріщини каменю, а доля розплаву бури осідає в залікованих тріщинах, утворюючи скловидний залишок. Такі скловидні залишки в тріщинах добре видно при дослідженні за допомогою електронного мікроскопу, їх слід обов'язково вказувати при сертифікації каменю в гемологічній лабораторії.

При утворенні (в процесі розчинення поверхні корунду) істотної кількості окису алюмінію, після охолодження він є зайвим. Такий окис алюмінію допомагає корунду позбавитися тріщин і часто використовується як речовина, що "заліковує" тріщини. Заліковування тріщин методом термообробки з бурою інколи використовується також і для синтетичних каменів.

10 років тому на ринку дорогоцінних каменів уперше з'явилися сапфіри помаранчевого кольору. Через деякий час було встановлено, що такий колір отримують за допомогою облагородження рожевих сапфірів методом берилієвої дифузії. Таке облагородження часто можна визначити візуально, заздалегідь зануривши камінь в імерсійну рідину. Проте, іноді берилій настільки глибоко проникає в камінь, що визначити його можна тільки за допомогою хімічного аналізу, спектрального аналізу та інших сучасних методів діагностики.

Висновки:
Покупцеві зовсім не обов'язково розбиратися в тонкощах облагородження, важливіше зрозуміти наступне: найдорожчими є чисті, насичені в кольорі, необроблені дорогоцінні рубіни, сапфіри і смарагди. Облагородження покращує зовнішній вигляд каменів - вони стають дуже схожими на ті самі природні дорогі екземпляри, але коштують значно дешевше.

На скільки? Це залежить від методу облагородження. Є методи, які погіршують якість каменю в цілому (якщо брати усі показники, у тому числі і його збереження в часі) при поліпшенні зовнішніх ознак і не погіршують. Перші обов'язково повинні згадуватись (бути зазначені в сертифікаті) при продажі - такі камені коштують дешево (десятки доларів за карат), другі - можуть не вказуватися, такі камені коштують дорожче (в середньому, сотні доларів за карат).

Таблиці методів вказуваних і не вказуваних в сертифікатах.
Читайте також статтю про методи облагородження дорогоцінних каменів.