Сапфир

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Значения Шаблон:Минерал

Файл:Zaffiro tagliato.jpg
Огранённый синий сапфир
Файл:Star-Saphire.jpg
Астеризм в кабошоне из звёздчатого сапфира

Сапфи́р (от Шаблон:Lang-grc (sappheiros) — синий камень, возможно от ивр. ספּיר‎ (sapir) или персидского названия с тем же значением) — драгоценный камень различных оттенков, одна из разновидностей корунда<ref name="БСЭ">Шаблон:БСЭ3</ref>. 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<ref>Шаблон:ВТ-ТСД</ref>), 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<ref name="f"/>. Искусственные сапфиры были впервые синтезированы в 1904 году французским химиком Шаблон:Нп3<ref name="Кругосвет">[[Категория:Слова {{ #switch: Кругосвет|ar =арабского|de =немецкого|el =греческого|en =английского|es =испанского|it =итальянского|ja =японского|fa =персидского|fr =французского|la =латинского|nl =нидерландского|pl =польского|ru=русского|uk=украинского|cs=чешского|lt=литовского|grc=греческого|zh=китайского|неопределённого}} происхождения{{#if:http://www.krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/geologiya/SAPFIR.html%7C{{ #switch: http://www.krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/geologiya/SAPFIR.html%7Cда=/ru%7Cнет=%7C/http://www.krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/geologiya/SAPFIR.html}}%7C/ru}}]]</ref>.

Сапфир является оксидом алюминия (химическая формула Al2O3)<ref name="БСЭ"/>.

Свойства и разновидности

Файл:Several corundum crystals.jpg
Разновидности сапфира

Сапфир характеризуется высокой твёрдостью (9 по Моосу) и сильным блеском. Показатель преломления света Шаблон:Nobr. Температура плавления 2040 °C. Плотность Шаблон:Nobr. Прозрачен в инфракрасной области до длины волны Шаблон:Nobr. Оптически анизотропен. Диэлектрик<ref name="f">Шаблон:ФЭС</ref>.

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<ref name="БСЭ"/>. Примесь хрома даёт розовый окрас, такие корунды зачастую называют рубинами<ref name="Britannica">Шаблон:Британника онлайн</ref>. 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<ref name="Britannica" />. 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<ref name="Гмл">Шаблон:Книга</ref>Шаблон:Rp. Обследуя вместе с приятелем заброшенные карьеры вблизи городка Шаблон:Нп5 (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)<ref name="Гмл" />Шаблон:Rp.

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<ref name="Britannica" />.
  • 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<ref name="Светодиодное освещение">Шаблон:Cite web</ref>.

Файл:Verneuil process diagram.svg
Упрощённая схема метода Вернейля

Искусственные сапфиры были впервые синтезированы в 1904 году французским химиком Шаблон:Нп3 (или Вернейлем, как его иногда называют на старый лад)<ref name="Кругосвет"/>. 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<ref>Шаблон:Cite web</ref><ref>Шаблон:Cite web</ref>, метод Степанова<ref>Шаблон:Cite web</ref>) — вытягивание кристалла из расплава с использованием затравочного кристалла. Сегодня по этому методу получают сапфиры массой до 300 килограммов<ref name="mailru">Шаблон:Cite web</ref>.

В мире производится сотни тонн синтетических сапфиров в год, в основном в Китае, Японии, США и России<ref name=scheel>Шаблон:Книга</ref><ref>Шаблон:Книга</ref>. В России работает одно из крупнейших в мире предприятий по синтезу сапфиров — АО «Монокристалл» в Ставрополе<ref name="mailru" /><ref>Шаблон:Cite web</ref>.

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)<ref>«Gallium nitride collector grid solar cell» (2002) Шаблон:US patent</ref>. Этот процесс используется в том числе для производства синих светодиодов, на основе которых делается белое светодиодное освещение<ref name="Светодиодное освещение"/><ref>Шаблон:Cite web</ref>.
  • Активированное добавками рабочее тело для твердотельных лазеров.
  • Изоляторы со сверхмалыми токами утечки, например в электрометрии.

Знаменитые сапфиры

Галерея

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Ссылки

Шаблон:Навигация

Шаблон:Библиоинформация Шаблон:^v Шаблон:Окислы (минералы) Шаблон:Самоцветы

Источник — https://camokathomelab.servebeer.com/mediawiki/index.php?title=Сапфир&oldid=34409