Рубин - Ruby

Рубин
Корунд-winza-17d.jpg
Натуральные кристаллы рубина из Винза, Танзания
Общее
КатегорияОксид минеральный разнообразие
Формула
(повторяющийся блок)
оксид алюминия с участием хром, Al2О3: Cr
Кристаллическая системаТригональный
Кристалл классШестиугольный скаленоэдр (3м)
Символ HM: (3 2 / м)
Космическая группар3c[1]
Идентификация
ЦветОранжево-красный через ярко-пурпурно-красный.
Хрустальная привычкаТабличные шестиугольные призмы с оконцовкой
РасщеплениеНет настоящего расщепления
ПереломРаковидный, осколочный
УпорствоХрупкий
Шкала Мооса твердость9.0
БлескСубадамантин, стекловидное тело, жемчужный (на проборах)
ПолосаБелый
ПрозрачностьПрозрачный, полупрозрачный
Удельный вес3.97–4.05
Оптические свойстваОдноосный / -
Показатель преломленияпω=1.768–1.772
пε=1.760–1.763
ДвулучепреломлениеОт 0,008 до 0,010
ПлеохроизмСильный: пурпурно-красный - оранжево-красный
Дисперсия0.018
Ультрафиолетовый флуоресценцияКрасный под длинной волной
Общие примесиCr. (иногда: Ti, Fe)
использованная литература[2]
Основные страны-производители рубина

А Рубин от розового до кроваво-красного цвета драгоценный камень, разнообразие минеральная корунд (оксид алюминия ). Другие разновидности корунда ювелирного качества называются сапфиры. Рубин - один из традиционных кардинальные драгоценности, вместе с аметист, сапфир, изумруд, и алмаз.[3] Слово Рубин происходит от рубер, латинский для красного. Цвет рубина обусловлен элементом хром.

Некоторые драгоценные камни, которые в народе или исторически называются рубинами, например Рубин Черного принца в британском Императорская государственная корона, на самом деле шпинель. Когда-то они были известны как «рубины Балас».

Качество рубина определяется его цветом, огранкой и чистотой, которые, наряду с карат вес, влияет на его стоимость. Самый яркий и самый ценный оттенок красного, называемый кроваво-красным или голубиной кровью, имеет большую ценность по сравнению с другими рубинами аналогичного качества. После того, как цвет следует за ясностью: подобно бриллиантам, чистый камень будет иметь премию, но рубин без иголок рутил включения может указывать на то, что камень был обработан. Рубин - традиционный камень на июль и обычно розовее чем гранат, хотя некоторые родолит Гранаты имеют такой же розоватый оттенок, что и большинство рубинов. Самый ценный рубин в мире, продаваемый на аукционе, - это Восход Рубин.

Физические свойства

Кристаллическая структура рубинов

Рубины имеют твердость 9,0 на Шкала твердости минералов Мооса. Только среди природных драгоценных камней муассанит и алмаз являются более твердыми, алмаз имеет твердость по шкале Мооса 10,0, а муассанит находится где-то между корундом (рубином) и алмазом по твердости. Сапфир, рубин и чистый корунд - это α-оксид алюминия, наиболее стабильная форма Al.2О3, в котором 3 электрона покидают каждый алюминий ион присоединиться к правильной октаэдрической группе из шести соседних O2− ионы; в чистом корунде это оставляет все ионы алюминия с очень стабильной конфигурацией без неспаренных электронов или незаполненных энергетических уровней, и кристалл становится совершенно бесцветным.

Кристаллическая структура рубина с замещением Al3+ ионы (синий) с Cr3+ (красный). Плотность замещения Cr3+ ионов в этой модели составляет примерно 2%, что соответствует обычно встречающемуся максимальному легированию.[4]

Когда атом хрома заменяет случайный атом алюминия, он тоже теряет 3 электрона, чтобы стать хромом.3+ ион для поддержания баланса заряда Al2О3 кристалл. Однако Cr3+ ионы больше и имеют электронные орбитали в разных направлениях, чем алюминий. Октаэдрическое расположение буквы O2− искажены, и уровни энергии различных орбиталей этих Cr3+ ионы незначительно изменены из-за направления на O2− ионы.[5] Эти различия в энергии соответствуют поглощению в ультрафиолетовой, фиолетовой и желто-зеленой областях спектра.

Пропускание рубина в оптическом и ближнем ИК спектрах. Обратите внимание на две широкие фиолетовые и желто-зеленые полосы поглощения и одну узкую полосу поглощения на длине волны 694 нм, которая является длиной волны рубинового лазера.

Если один процент ионов алюминия заменяется хромом в рубине, желто-зеленое поглощение приводит к красному цвету драгоценного камня.[5] Кроме того, поглощение на любой из указанных выше длин волн стимулирует флуоресцентный излучение красного света с длиной волны 694 нм, которое усиливает его красный цвет и воспринимается блеск.

После поглощения коротковолнового света есть короткий промежуток времени, когда кристаллическая решетка рубина находится в возбужденном состоянии, прежде чем произойдет флуоресценция. Если 694-нанометровые фотоны проходят через кристалл в течение этого времени, они могут стимулировать большее количество флуоресцентных фотонов, которые излучаются синфазно с ними, тем самым усиливая интенсивность этого красного света. Установив зеркала или другие средства для многократного пропускания излучаемого света через кристалл, рубиновый лазер таким образом получается очень высокая интенсивность последовательный красный свет.

Все натуральные рубины имеют недостатки, в том числе цветные примеси и включения рутил иглы, известные как «шелковые». Геммологи используют эти игольчатые включения, обнаруженные в природных рубинах, чтобы отличить их от синтетических материалов, имитаторов или заменителей. Обычно грубый камень перед резкой нагревают. В наши дни почти все рубины обрабатываются в той или иной форме, причем термическая обработка является наиболее распространенной практикой. Необработанные рубины высокого качества имеют большую премию.

Некоторые рубины показывают трех- или шеститочечный астеризм или "звезда". Эти рубины разрезаны на кабошоны для правильного отображения эффекта. Астеризмы лучше всего видны при единственном источнике света и перемещаются по камню при движении света или вращении камня. Такие эффекты возникают, когда свет отражается от «шелка» (структурно ориентированного рутил игольчатые включения) определенным образом. Это один из примеров, когда включения повышают ценность драгоценного камня. Кроме того, рубины могут менять цвет - хотя это случается очень редко - а также болтовня или эффект «кошачьего глаза».

Рубин против розового сапфира

Как правило, корунд ювелирного качества всех оттенков красного, включая розовый, называют рубинами.[6][7] Однако в Соединенных Штатах, чтобы его можно было назвать рубином, необходимо соблюдать минимальную насыщенность цвета; в противном случае камень будет называться розовый сапфир.[6] Проводить различие между рубинами и розовыми сапфирами - дело относительно новое, возникшее где-то в 20 веке. Часто различие между рубином и розовым сапфиром неясно и может быть предметом споров.[8] В результате сложности и субъективности таких различий торговые организации, такие как Международная ассоциация цветных драгоценных камней (ICGA) приняла более широкое определение рубина, которое включает его более светлые оттенки, включая розовый.[9][10]

Возникновение и добыча

Исторически рубины добывали в Таиланде, в Пайлин и Самлаутский район из Камбоджа, а также в Афганистан, Австралия, Бразилия, Колумбия, Индия, Намибия, Япония, и Шотландия; после Вторая мировая война рубиновые отложения обнаружены в Мадагаскар, Непал, Пакистан, Таджикистан, Танзания, и Вьетнам.[11]

В Республика Северная Македония это единственная страна в континентальной Европе, где есть природные рубины. В основном их можно найти в окрестностях города Прилеп. Македонские рубины обладают неповторимым малиновым цветом. Рубин также включен в герб Македонии.[12] Несколько рубинов были найдены в штатах США Монтана, Северная Каролина, Южная Каролина и Вайоминг.

Шпинель другой красный драгоценный камень, который иногда встречается вместе с рубинами в том же самом драгоценном гравии или мраморе. Красные шпинели могут быть ошибочно приняты за рубины теми, у кого нет опыта работы с драгоценными камнями. Однако тончайшая красная шпинель может иметь стоимость, приближающуюся к стоимости среднего рубина.[13]

В Могок Долина в Верхнем Мьянма (Бирма) на протяжении веков была основным мировым источником рубинов. В этом регионе было добыто несколько исключительных рубинов, однако в последние годы было найдено мало хороших рубинов. В центральной части Мьянмы в районе Монг Сюй начали добывать рубины в 1990-х годах и быстро стали основным районом добычи рубина в мире. Последнее обнаруженное месторождение рубина в Мьянме находится в Намья (Намязейк), расположенном в северном штате Качин.

В Пакистанский Кашмир существуют огромные доказанные запасы миллионов рубинов на сумму до полумиллиарда долларов.[14] Однако по состоянию на 2017 год из-за отсутствия инвестиций был только один рудник (Читта Катха).[15] В Афганистан, рубины добывают на Джегдалеке.[16]

Факторы, влияющие на стоимость

Рубины, как и другие драгоценные камни, классифицируются с использованием критериев, известных как четыре C, а именно цвет, огранка, чистота и вес в каратах. Рубины также оцениваются на основе их географического происхождения.

Цвет: При оценке цветных драгоценных камней цвет является наиболее важным фактором. Цвет делится на три составляющие: оттенок, насыщение и тон. Оттенок относится к цвету, как мы обычно используем этот термин. Прозрачные драгоценные камни встречаются в чистые спектральные оттенки красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, фиолетового.[17] В природе редко бывают чистые оттенки, поэтому, говоря об оттенке драгоценного камня, мы говорим о первичных и вторичных, а иногда и третичных оттенках. Рубин определяется как красный. Все остальные оттенки корунда драгоценных камней называют сапфиром. Рубин может иметь ряд вторичных оттенков, включая оранжевый, фиолетовый, фиолетовый и розовый.

Процедуры и улучшения

Повышение качества драгоценных камней путем обработки - обычная практика. Некоторые методы лечения используются почти во всех случаях и поэтому считаются приемлемыми. В конце 1990-х годов большие поставки недорогих материалов вызвали внезапный всплеск предложения термообработанных рубинов, что привело к снижению цен на рубины.

Используемые улучшения включают изменение цвета, улучшение прозрачности за счет растворения включений рутила, заживление переломов (трещин) или даже полное их заполнение.

Наиболее распространенное лечение - это нагревание. Большинство рубинов нижнего ценового сегмента подвергаются термообработке для улучшения цвета, удаления фиолетовый оттенок, синие пятна и шелк. Такая термообработка обычно происходит при температуре около 1800 ° C (3300 ° F).[18] Некоторые рубины подвергаются процессу слабого нагрева трубки, когда камень нагревается на древесном угле до температуры около 1300 ° C (2400 ° F) в течение 20–30 минут. Шелк частично порвался, и цвет улучшился.

Еще одно лечение, которое стало более частым в последние годы, - это свинцовое стекло начинка. Заполнение трещин внутри рубина свинцовым стеклом (или аналогичным материалом) значительно улучшает прозрачность камня, делая ранее непригодные рубины пригодными для использования в ювелирных изделиях.[19] Процесс состоит из четырех этапов:

  1. Необработанные камни предварительно полируются, чтобы удалить все поверхностные загрязнения, которые могут повлиять на процесс.
  2. Шероховатость очищается фтороводород
  3. Первый процесс нагрева, во время которого не добавляются наполнители. Процесс нагрева удаляет загрязнения внутри трещин. Хотя это можно сделать при температуре до 1400 ° C (2500 ° F), скорее всего, это произойдет при температуре около 900 ° C (1600 ° F), поскольку рутиловый шелк все еще не поврежден.
  4. Второй процесс нагрева в электрической духовке с разными химическими добавками. Различные растворы и смеси показали свою эффективность, однако в настоящее время в основном используется стекольный порошок, содержащий свинец. Рубин окунают в масла, затем покрывают порошком, заливают плиткой и помещают в духовку, где он нагревается до температуры около 900 ° C (1600 ° F) в течение одного часа в окислительной атмосфере. Порошок оранжевого цвета при нагревании превращается в пасту от прозрачного до желтого цвета, заполняющую все трещины. После охлаждения цвет пасты становится полностью прозрачным и резко улучшает общую прозрачность рубина.[20]

Если необходимо добавить краситель, стеклянный порошок может быть «усилен» оксидами меди или других металлов, а также такими элементами, как натрий, кальций, калий и т. Д.

Второй процесс нагрева можно повторить три-четыре раза, даже применяя разные смеси.[21] При нагревании украшений, содержащих рубины (для ремонта), их нельзя покрывать борной кислотой или другим веществом, так как это может протравить поверхность; его не нужно «защищать», как алмаз.

Лечение можно определить по пузырькам в полостях и трещинах с помощью 10-кратной лупы.[22]

Синтетические и имитационные рубины

Искусственный рубин при обычном свете (вверху) и под зеленым лазерным светом (внизу). Горит красный свет

В 1837 году Годен сделал первые синтетические рубины путем сплавления калийные квасцы при высокой температуре с небольшим содержанием хрома в качестве пигмента. В 1847 г. Эбельмен изготовлен из белого сапфира путем сплавления глинозем в борной кислоте. В 1877 г. Эдмон Фреми и промышленный стеклодув Чарльз Фейл производил хрусталь корунд из которых можно было вырезать небольшие камни. В 1887 году Фреми и Огюст Верней изготовлен искусственный рубин путем сплавления BaF2 и Al2О3 с небольшим количеством хрома на Красная жара. В 1903 году Верней объявил, что может производить синтетические рубины в промышленных масштабах, используя этот процесс плавления пламенем, позже известный как Вернейский процесс.[23] К 1910 году лаборатория Вернея расширилась до производственного цеха с 30 печами, при этом ежегодное производство драгоценных камней достигло 1000 кг (2000 фунтов) в 1907 году.

Другие процессы, в которых могут быть произведены синтетические рубины, включают: Процесс вытягивания Чохральского, процесс флюса и гидротермальный процесс. Большинство синтетических рубинов получают путем плавления в пламени из-за низкой стоимости. Синтетические рубины могут не иметь дефектов, видимых невооруженным глазом, но при увеличении могут обнаруживаться изогнутые стрии и пузырьки газа. Чем меньше их количество и чем менее очевидны недостатки, тем ценнее рубин; если нет никаких дефектов (то есть идеальный рубин), и в этом случае будут подозревать, что он искусственный. Присадки добавляются в некоторые промышленные рубины, поэтому их можно идентифицировать как синтетические, но для большинства из них требуется геммологический тестирование для определения их происхождения.

Синтетические рубины используются не только в геммологии, но и в технологических целях. Жезлы из синтетического рубина используются для изготовления рубиновые лазеры и мазеры. Первый рабочий лазер изготовил Теодор Х. Майман в 1960 г.[24] Майман использовал твердотельный синтетический рубин со световой накачкой для получения красного лазерного света с длиной волны 694 нанометра (нм). Рубиновые лазеры все еще используются. Рубины также используются там, где требуется высокая твердость, например, в местах, подверженных износу в современных механических часовых механизмах, или в качестве наконечников сканирующих щупов в координатно-измерительная машина.

Имитация рубины также продаются. Красный шпинель, красный гранаты, а цветное стекло было ошибочно объявлено рубинами. Подделки восходят к римским временам, и уже в 17 веке были разработаны методы окрашивания фольги в красный цвет - путем сжигания красной шерсти в нижней части печи - которую затем помещали под имитационный камень.[25] Торговые условия, такие как балас рубин для красной шпинели и рубеллит для красных турмалин может ввести в заблуждение ничего не подозревающих покупателей. Поэтому такие термины не рекомендуется использовать многими геммологическими ассоциациями, такими как Комитет по гармонизации лабораторных руководств (LMHC).

Рекорды и знаменитые рубины

Рубины на Национальный музей естественной истории, Вашингтон., СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
  • Смитсоновский институт Национальный музей естественной истории В Вашингтоне, округ Колумбия, собраны одни из самых больших и лучших в мире рубинов. Бирманский рубин весом 23,1 карата (4,62 г) в платиновом кольце с бриллиантами был подарен бизнесменом и благотворителем. Питер Бак в память о его покойной жене Кармен Лусиа. Этот драгоценный камень имеет насыщенный красный цвет в сочетании с исключительной прозрачностью. Крой с точными пропорциями обеспечивает яркие красные отблески. Камень добывали из Могок регион Бирма (сейчас же Мьянма ) в 1930-е гг.[26]
  • В 2007 году лондонский ювелир Garrard & Co представили на своем сайте рубин весом 40,63 карата в форме сердца.[27]
  • 13/14 декабря 2011 г. Элизабет Тейлор вся коллекция украшений была продана на аукционе Кристи. В продажу было включено несколько украшений с рубинами, в частности кольцо с драгоценным камнем весом 8,24 карата, которое побило рекорд по «цене за карат» для рубинов (512 925 долларов за карат, т.е. более 4,2 миллиона долларов в общей сложности).[28] и ожерелье[29] который был продан за 3,7 миллиона долларов.
  • В Колокол Свободы Рубин самый крупный добываемый рубин в мире. Он был украден во время ограбления в 2011 году.[30]
  • В Восход Рубин это самый дорогой рубин в мире, самый дорогой цветной драгоценный камень и самый дорогой драгоценный камень, кроме алмаза. В мае 2015 года он был продан на аукционе в Швейцарии анонимному покупателю за 30 миллионов долларов США.[31]
  • Синтетический кристалл рубина стал усиливающей средой в первом в мире оптическом лазере, задуманном, спроектированном и построенном Теодор Х. "Тед" Майман, 16 мая 1961 г. Исследовательские лаборатории Хьюза.[24][32] Представление об усилении электромагнитного излучения за счет механизма стимулированное излучение уже были успешно продемонстрированы в лаборатории с помощью мазер, используя другие материалы, такие как аммиак, а затем рубин, но рубиновый лазер был первым устройством, работающим на оптических длинах волн (694,3 нм). Опытный образец лазера Маймана все еще находится в рабочем состоянии.
Амулет с рубиновым глазом из Месопотамии, коллекция Адилнор, Швеция.

Исторические и культурные ссылки

  • Ранние записи о транспортировке рубинов и торговле ими упоминаются в литературе по Северный шелковый путь Китая, при этом около 200 до н.э рубины несли по этому древнему путь движется на запад из Китая.[33]
  • Рубины всегда были в почете в азиатских странах. Их использовали для украшения доспехов, ножен и сбруи дворян Индии и Китая. Рубины были заложены под фундамент зданий, чтобы обеспечить удачу строению.
  • Традиционная индуистская астрологическая вера считает рубины «драгоценным камнем солнце а также небесное божество Сурья, лидер девяти небесных тел (Наваграха ). "Считается, что поклонение и ношение рубинов делает Солнце благоприятным для их владельца. [34]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Корундовые данные о Webmineral В архиве 1 октября 2007 г. Wayback Machine
  2. ^ Ruby на Gemdat.org В архиве 17 марта 2015 г. Wayback Machine
  3. ^ Драгоценные камни В архиве 18 декабря 2017 г. Wayback Machine, Макс Бауэр, стр. 2
  4. ^ Изображения молекулярных моделей из Miramodus
  5. ^ а б «Рубин: причины цвета». В архиве с оригинала 21 марта 2016 г.. Получено 28 марта, 2016.
  6. ^ а б Матлинс, Антуанетта Леонард (2010). Цветные драгоценные камни. Gemstone Press. п. 203. ISBN  978-0-943763-72-9. В архиве из оригинала 2 мая 2016 г.
  7. ^ Рид, Питер (1991). Геммология. Баттерворт-Хайнеманн. п. 337. ISBN  0-7506-6449-5. В архиве с оригинала от 2 января 2017 г.
  8. ^ Мудрый, Ричард Г. "Знаток драгоценных камней; детали, часть II". Архивировано из оригинал 26 апреля 2012 г.
  9. ^ Хьюз, Ричард В. «По чертам рубин и сапфир». ruby-sapphire.com. В архиве с оригинала от 13 января 2012 г.
  10. ^ Федерман, Дэвид. «Розовый сапфир». Современный ювелир. Архивировано из оригинал 31 января 2012 г.
  11. ^ «Архивная копия». В архиве с оригинала 30 декабря 2014 г.. Получено 23 декабря, 2014.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  12. ^ «Это новый герб Республики Македония». Independent.mk. Архивировано из оригинал 30 марта 2017 г.. Получено 30 марта, 2017.
  13. ^ Венк, Ханс-Рудольф; Булах, А. Г. (2004). Минералы: их состав и происхождение. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 539–541. ISBN  0-521-52958-1.
  14. ^ «Рубины, сокровища пакистанского Кашмира». Франция24.
  15. ^ Кэролайн Нелли Перро. «Рубины, сокровища пакистанского Кашмира».
  16. ^ «Опасный мир пакистанской торговли драгоценными камнями». Maclean's.
  17. ^ Мудрый, Ричард В. (2006). Секреты торговли драгоценными камнями, Путеводитель по драгоценным камням для знатока. Брансуик Хаус Пресс. С. 18–22. ISBN  0-9728223-8-0.
  18. ^ Термическая обработка рубина и сапфира. Бангкок, Таиланд: Gemlab Inc., 1992. ISBN  0940965100.
  19. ^ Винсент Пардье Свинцовые стеклянные наполненные / восстановленные рубины В архиве 31 августа 2011 г. Wayback Machine. Лаборатория испытаний драгоценных камней Азиатского института геммологических наук. Февраль 2005 г.
  20. ^ Ричард В. Хьюз (1997), Рубин и Сапфир, Боулдер, Колорадо, Издательство RWH, ISBN  978-0-9645097-6-4
  21. ^ Милисенда, C C (2005). "Rubine mit bleihaltigen Glasern gefullt". Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft (на немецком). Deutschen Gemmologischen Gesellschaft. 54 (1): 35–41.
  22. ^ «Свинцовые рубины, наполненные стеклом». GIA Global Dispatch. Геммологический институт Америки. 16 февраля 2012 г. Архивировано с оригинал 14 июня 2012 г.. Получено 22 января, 2020.
  23. ^ "Бахадур: Справочник драгоценных камней". 1943. В архиве из оригинала 27 сентября 2007 г.. Получено 19 августа, 2007.
  24. ^ а б Майман, Т. (1960). «Вынужденное оптическое излучение в рубине». Природа. 187 (4736): 493–494. Bibcode:1960Натура.187..493М. Дои:10.1038 / 187493a0. S2CID  4224209.
  25. ^ "Томас Николс: Гравюра или история драгоценных камней". 1652. В архиве с оригинала 19 августа 2007 г.. Получено 19 августа, 2007.
  26. ^ "Кармен Люсия Руби". Выставки. Архивировано из оригинал 9 марта 2008 г.. Получено 28 февраля, 2008.
  27. ^ «Сады - Сокровища (большие и важные украшения)». Архивировано из оригинал 29 июля 2012 г.. Получено 8 ноября, 2010.
  28. ^ Легендарные драгоценности, вечерняя распродажа и украшения (сессии II и III) | Пресс-релиз | Кристи В архиве 29 января 2012 г. Wayback Machine. Christies.com (14 декабря 2011 г.). Проверено 11 июля 2012.
  29. ^ Рубиново-бриллиантовое колье Элизабет Тейлор В архиве 5 марта 2016 г. Wayback Machine. News.yahoo.com (07.09.2011). Проверено 11 июля 2012.
  30. ^ «Архивная копия». В архиве с оригинала 29 декабря 2016 г.. Получено 17 марта, 2017.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  31. ^ «Самый дорогой цветной драгоценный камень в мире продается за 30 миллионов долларов». BBC. 13 мая 2015 года. В архиве из оригинала 13 мая 2015 г.. Получено 13 мая, 2015.
  32. ^ «Скончался изобретатель лазера Майман; будет дань памяти годовщине первого лазера». Laser Focus World. 9 мая 2007 г. В архиве из оригинала 27 сентября 2007 г.. Получено 14 мая, 2007.
  33. ^ К. Майкл Хоган, Шелковый путь, Северный Китай В архиве 2 октября 2013 г. Wayback Machine, Мегалитический портал. 19 ноября 2007 г.
  34. ^ Смит, Генри Г. (1896). «Глава 2, Сапфиры, Рубины». Драгоценные камни и драгоценные камни. Государственный принтер Чарльза Поттера, Австралия. В архиве из оригинала от 29 сентября 2007 г.

внешние ссылки