Облагораживание рубинов и сапфиров

Природные сапфиры и рубины идеального качества встречаются достаточно редко и имеют очень высокую стоимость. Большая часть добываемого природного сырья – это продукция низкого или среднего качества, для повышения которого используются различные методы облагораживания.

Что же именно подразумеваеся под качеством драгоценного камня? Основными его критериями являются размер камня, его стойкость к механическим повреждениям, цвет, прозрачность и вес.
Большинство добываемых драгоценных камней маленькие, не отличаются прочностью и привлекательным цветом. Увеличить камень возможно только одним путем – наращивая на него искусственный. Поэтому внимание и усилия специалистов в области облагораживания драгоценных камней сейчас больше сосредоточены на улучшении цвета и прозрачности камня, устранении его дефектов, увеличении прочности.
В этой статье мы подробней остановимся на методах облагораживания драгоценных корундов. Также рассмотрим важный вопрос идентификации таких камней, а значит выявления экземпляров более дешевых по сравнению с природными аналогами хорошего ювелирного качества.
Трещины заполнены свинцовым стеклом

Улучшение прозрачности камня.
На внешний вид корундов влияют трещины, которые особенно свойственны рубинам, часто с разными включениями. Потому для усиления прозрачности камня, используется такой метод, как обработка с заполнением трещин органическим или неорганическим веществом. Органический, например, бесцветное масло, воск или реже смола, проникает в трещины и вытесняет находящийся в них воздух. Благодаря такой обработке трещины становятся практически незаметными.
В случае применения некоторых неорганических заполнителей, к примеру, стекла, для их проникновения в трещины камня необходима термообработка (которая сама по себе также способствует улучшению прозрачности). Часто в качестве такого заполнителя используют свинцовое стекло.

В 2006 году учеными-геммологами были проведены исследования рубинов, облагороженных методом заполнения стеклом, с целью определения долговечности заполнителя, его стойкости, а также признаков его распознавания. Для изучения были взяты 50 камней различных месторождений и продавцов.
Эксперимент показал, что термическая стойкость стекла позволяет проводить с камнем операции переогранки/закрепки. Так, при температуре до 600 °С с камнем ничего не происходит, а уже при температуре 700 °С и выше наполнитель начинает вытекать и в течении нескольких минут он весь оказывается на поверхности камня. Негативно действует на наполнитель кислотный раствор или другие едкие вещества, которые применяются обычно при очистке ювелирных изделий, – он также повреждается. Даже обыкновенный концентрат лимонного сока, нашатырный спирт или отбеливатель сказывается на заполнителе.

На фото: необработанные рубины, рубины, прошедшие термообработку и рубины, облагороженные стеклозаполнением

Что касается идентификации рубинов, облагороженных методом заполнения стеклом, то наполнитель можно увидеть с помощью микроскопа либо лупы. Такой камень будет отличаться оранжевыми или синими бликами разной интенсивности у разных камней – их видно при вращении. Также в наполнителе можно увидеть пузырьки и иногда отсвет желтого оттенка.

По результатам исследований, очевидно, что правдивая информация о методе облагораживания рубинов важна кроме всего прочего еще и потому, что покупателю нужно знать о правилах хранения облагороженного стеклозаполнением рубина и его ремонта ювелирами в случае необходимости. Ведь он «боится» таких веществ, которые не оказывают абсолютно никакого действия на природный камень высокого качества.

Хотя термообработка в «чистом виде», то есть без применения химических реагентов и красителей, даёт стабильный результат, всё равно для геммолога важно знать, поддавался ей камень или нет. Почему так, станет понятно дальше.
Термообработку не всегда просто идентифицировать, особенно когда проводилась она при невысокой температуре – до 1200 градусов. Часто для точного определения необходимо использовать лазерную томографию или спектральный анализ.

Цвет камня.
Добываемое сырье часто имеет тусклый, невыраженный, слишком светлый цвет либо же является вообще  бесцветным. В таком случае цвет камня необходимо усилить или вовсе изменить.

Окрашенные рубины

Наличие трещин у таких камней является полезным фактором – они дают возможность сделать более глубокую пропитку красителем и получить привлекательный цвет. Часто сетку трещин для этих целей делают специально.
Корунды с трещинами пропитываются красителями красного или синего цвета, изумруды – зеленого цвета. Для бериллов используют масляные растворы красителей, а для корундов – другие спиртовые или растворимые в воде. Такое окрашивания является поверхностным, оно имеет нестабильный результат, ухудшает блеск камня и его эффектность. Его можно без труда определить, используя вату, пропитанную ацетоном.

Существует другой способ улучшения цветовых свойств драгоценных камней – диффузионная обработка. Она представляет собой нагревание до 1800 °С ограненного камня, на который предварительно нанесен краситель. Под действием высоких температур краситель проникает в камень через его поверхность. При диффузионной обработке минералов группы корунда применяют, как правило, титан (придает камню синий цвет) и хром (оттенки от розового до красного). Определить, что камень прошел такую обработку можно, опустив его в иммерсионную жидкость, либо с помощью диффузионного света.

Идентификация титанодиффузии в сапфирах

Также для придания корундам желтых оттенков при их диффузионной обработке применяют бериллий, он имеет небольшую атомную массу, глубоко проникает в минерал и может не только усиливать, но и перекрывать его цвет. В камнях размером менее 3 мм при такой обработке не видно границ окраски. Стоит отметить, что не все желтые сапфиры прошли диффузионную обработку – такого цвета также можно добиться способом термообработки камня в окислительной среде. Идентифицировать диффузию с применением бериллия не составляет труда для геммолога – для этого разработаны специальные технологии и оборудование.
Интересно, что некоторые природные синие сапфиры уже содержат незначительные примеси бериллия, поэтому принято считать облагороженными бериллиевой диффузией только те корунды, которые вмещают не менее 5 ppm бериллия.

В практике встречаются сапфиры Шри-Ланки, у которых наблюдаются бесцветные края, и которые содержат в себе бериллий. Однако дальнейшее исследование таких камней показывает, что скорее всего над ними проводился обычный отжиг, а бериллий попал в них из печи, где он остался от предыдущих отжигов.

Превращение слишком светлых, молочных или белых (геуда) сапфиров, в камни насыщенного глубокого синего цвета также происходит с помощью их термической обработки. Что же происходит в камне при сильном (до 1800 °С) нагревании? Окрашивание камня происходит за счёт реакции железа, обычно содержащегося в корунде, и титана, который высвобождается при отжиге из включений рутила). Можно назвать этот метод «внутренняя самодиффузия».
Практически все синие сапфиры, которые поступают на мировой рынок из Шри-Ланки, – это геуды, прошедшие термообработку. Простой отжиг допустим, так как даёт стабильный результат, однако в данном случае термообработка должна обязательно указываться при продаже камня. Причина хорошо видна на фото. Часто продавцы драгоценных камней и ювелирных изделий это требование игнорируют - скрывая факт термообработки сапфира, продают его на 30-50 % дороже.

Включения рутила до и после обжига
Термообработка также может формировать в корунде рутиловые иглы, тем самым создавать эффект астеризма.
Улучшенные розовые сапфиры не всегда легко идентифицировать – ведь для некоторого изменения цвета достаточно нагреть камень до относительно невысоких температур (от 800 °С). Красные и розовые сапфиры часто имеют синеватый оттенок, который придает им хромофор. Этот элемент легко разрушается, если сапфир нагреть в окислительной среде.

Термообработка применяется также и с целью осветления слишком темных сапфиров. Для того, чтоб обрабатываемый камень не раскололся и на нем не появились новые трещины, его покрывают бурой. При нагревании бура образует достаточно агрессивный расплав, который растворяет верхний слой корунда и те элементы, которые находятся в его трещинах. Обычно перед нагреванием такие элементы вводятся в буру. Если при этом в излишке образуется окись алюминия, она заживляет трещины камня, а доля расплава буры оседает в залеченных трещинах, образуя стекловидный остаток. Такие стекловидные остатки в трещинах хорошо видны при исследовании с помощью электронного микроскопа, их следует обязательно указывать при сертификации камня в геммологической лаборатории.

При образовании (в процессе растворения поверхности корунда) существенного количества окиси алюминия, после остывания оно является лишним. Такая окись алюминия помогает корунду избавиться от трещин и часто используется в качестве вещества «залечивающего» трещины. Залечивание трещин методом термообработки с бурой иногда используется также и для синтетических камней.

10 лет назад на рынке драгоценных камней впервые появились сапфиры оранжевого цвета. Спустя некоторое время было установлено, что такой цвет получают с помощью облагораживания розовых сапфиров методом бериллиевой диффузии. Такое облагораживание часто можно определить визуально, предварительно погрузив камень в иммерсионную жидкость. Однако иногда бериллий настолько глубоко проникает в камень, что определить его можно только с помощью химического анализа, спектрального анализа и других современных методов диагностики.

Выводы:
Покупателю совсем не обязательно разбираться в тонкостях облагораживания, важнее понять следующее: самыми дорогими являются чистые, насыщенные в цвете, не прошедшие обработку драгоценные рубины, сапфиры и изумруды. Облагораживание улучшает внешний вид камней – они становятся очень похожими на те самые природные дорогие экземпляры, но стоят значительно дешевле их.

На сколько? Это зависит от метода облагораживания. Есть методы, которые ухудшают качество камня в целом (если брать все показатели, в том числе и его сохранность во времени) при улучшении внешних признаков и не ухудшают. Первые обязательно должны оговариваться (быть обозначены в сертификате) при продаже – такие камни стоят дешево (десятки долларов за карат), вторые – могут не указываться, такие камни стоят дороже (в среднем, сотни долларов за карат).

Таблицы методов указываемых и не указываемых в сертификатах.
Читайте также о статью о методах облагораживания драгоценных камней.