(1) 사파이어 색상
사파이어는 주로 무색, 파란색, 녹색, 노란색, 주황색, 갈색, 분홍색, 보라색, 회색, 검정색 및 기타 색상이 있습니다. 국제 보석 산업에서는 커런덤 원석을 색상에 따라 루비와 사파이어의 두 가지 범주로 나눕니다. 전통적인 분류에서는 중간~진한 빨간색의 커런덤 원석을 집합적으로 루비라고 하며, 루비를 제외한 모든 색상의 커런덤 원석을 집합적으로 사파이어라고 합니다. 라이트 레드 커런덤 원석은 사파이어로 분류되므로 라이트 레드 사파이어와 핑크 사파이어라는 이름이 붙습니다. 실제 적용에서는 핑크 사파이어와 루비의 경계를 정확하게 구별하는 것이 어렵습니다. 1989년 방콕에서 열린 국제 유색보석협회(ICA) 연례회의에서는 레드와 사파이어의 경계에 대한 새로운 원칙을 제안했습니다. 즉, 붉은색을 띠는 모든 커런덤 원석은 루비로 분류하고, 그 외의 색상을 지닌 커런덤 원석은 루비로 분류한다는 것입니다. 루비용.
사파이어는 가시광선 스펙트럼에서 주황색, 노란색, 녹색, 청록색, 파란색, 보라색의 거의 모든 색상을 포함하여 색상이 매우 풍부합니다(그림 5-7). 커런덤은 다른 색상의 광물입니다. 순수한 사파이어의 색상은 무색이지만 대부분의 사파이어에는 일정량의 미량 원소가 포함되어 있습니다. 이러한 미량 원소는 사파이어의 색상에 직접적인 영향을 미칩니다. 블루 사파이어의 색상은 주로 미량의 철과 티타늄이 존재하기 때문입니다. 사파이어에 철과 크롬이 동시에 존재하면 사파이어가 황금색이나 주황색으로 보일 수 있습니다. 크롬만 있으면 핑크 사파이어와 붉은 루비가 형성됩니다. 미량원소의 다양한 조합은 유색 사파이어라고도 불리는 특별한 색상의 사파이어를 만들어냅니다. 커런덤의 다양한 미량 원소와 색상 간의 대응 관계는 표 5-2에 나와 있습니다.
그림 5-7 다양한 색상의 유색 사파이어
표 5-2 다양한 색상을 유발하는 요소와 사파이어 색상 간의 대응
다양한 원산지 색상 사파이어에도 따라야 할 특정 규칙이 있습니다. 다양한 산지에서 생산된 사파이어는 색상 시리즈에 따라 아래에 설명되어 있습니다.
1. 파란색 계열
청색 계열은 사파이어 중에서 가장 널리 분포된 색상 계열입니다(그림 5-8). 전 세계 거의 모든 커런덤 생산 지역에서 블루 사파이어가 생산됩니다. 아프가니스탄의 Wardak, 탄자니아의 Winza 등 광산 지역에서는 주로 루비를 생산하지만 블루 사파이어도 소량 생산됩니다. 블루 사파이어는 전체 커런덤 계열의 보석 중에서 가장 널리 분포된 색상 다양성입니다.
그림 5-8 블루 사파이어
2. 옐로우 계열
스리랑카 옐로우 사파이어는 갈색 색조가 없는 밝은 노란색에서 중간 색조를 띕니다. 이러한 어두운 색상 중 일부는 열처리를 통해 천연 노란색 사파이어에서는 거의 발견되지 않는 진한 노란색, 금색, 오렌지색을 생성할 수 있습니다. 매우 희귀한 핑크 오렌지 파드마 사파이어는 주로 스리랑카와 베트남에서 발견됩니다. 때때로 탄자니아의 움바(Umba) 광산 지역에서 파드마(Padma) 사파이어와 색상이 유사한 갈색-오렌지색 사파이어를 발견할 수 있습니다. 태국산 고품질 옐로우 사파이어는 황금색에서 주황색까지 다양합니다. 호주 퀸즈랜드산 옐로우 사파이어는 녹색을 띠고 있습니다. 스리랑카, 태국, 호주는 진한 황색 사파이어의 주요 산지입니다(그림 5-9).
그림 5-9 옐로우 사파이어
3. 그린 계열
최고 품질의 그린 사파이어는 스리랑카에서 생산되지만 매우 드뭅니다. 스리랑카 그린 사파이어의 색상은 태국, 호주, 중국 산둥에서 생산되는 그린 사파이어보다 연합니다. 태국, 호주, 중국 산둥성에서 생산된 그린 사파이어의 색상은 청록색 또는 황록색을 띠는 경향이 있으며 그레이 스케일이 더 짙습니다. 캐럿 품질이 10ct를 초과하고 색상과 투명도가 좋은 그린 사파이어는 매우 드물지만 시장 수요는 크지 않습니다(그림 5-10).
그림 5-10 그린 사파이어
4. 보라색 계열
이 계열에는 주로 보라색과 보라색 사파이어가 포함되며, 주요 원산지는 모곡, 미얀마, 스리랑카입니다. . 그리고 베트남. 보라색 사파이어의 가격은 루비만큼 비쌀 수도 있습니다.
5.BGY 사파이어
호주 동부, 태국-캄보디아 파일린 지역, 중국 산동성 창러 지역(그림 5-11), 마다가스카르 북부 안트시라나나 지역에서 생산됩니다. 모든 사파이어 현무암 유형의 마그마 기원입니다. 이들 광산 지역에서 생산되는 사파이어는 주로 청/청-보라색-청록색/황록-황색이므로 BGY 사파이어, 즉 청록색-황색 사파이어라고 부릅니다.
그림 5-11 Shandong Changle BGY 사파이어
(2) 사파이어 색상의 이유
블루 사파이어 색상의 주된 이유는 이핵 원자가입니다. 주 간 전하 이동. 청색 사파이어에서 Fe2+와 Ti4+는 면으로 연결된 인접한 팔면체에 위치합니다. Fe와 Ti 이온 사이의 거리는 0.265nm입니다. 두 개의 d 궤도는 결정 축을 따라 중첩됩니다. Fe3+로, Ti4+는 Ti3+, 즉 Fe2++Ti4+→Fe3++Ti3+로 변환됩니다. 전하 이동 과정에서 스펙트럼 흡수 에너지는 2.1eV이고 흡수대의 중심은 588nm에 위치하므로 사파이어의 c축 방향으로는 청색만 투과되어 청색을 나타낸다(그림 5-12). ). 두 개의 팔면체가 수직 c축 방향의 모서리로 연결되면 전하 이동 흡수 대역이 장파 방향으로 약간 이동하여 사파이어가 이상한 빛 방향에서 청록색으로 보이게 됩니다.
그림 5-12 블루 사파이어의 색상 원인
노란색과 주황색 사파이어의 색상에 대한 두 가지 주요 설명이 있습니다. 하나는 동핵 원자 사이의 색상 전달입니다. 다른 하나는 색의 마음이 색으로 이어진다는 것입니다. 태국과 호주산 옐로우 사파이어와 오렌지색 사파이어의 스펙트럼에 철 흡수 밴드가 존재한다는 사실은 이러한 옐로우 사파이어의 색상 유발 메커니즘이 철 이온과 관련이 있을 수 있음을 증명합니다. Fe2+가 Fe3+로 변환되면 스펙트럼 흡수가 수반되어 노란색 또는 주황색이 됩니다. 스리랑카 사파이어의 색상 설명은 다양합니다. 이 원산지의 노란색 또는 주황색 사파이어의 색상은 주로 캐비티 중심의 색상 때문입니다. 2가 양이온은 커런덤 격자의 3가 알루미늄 이온을 대체하여 양전하가 부족한 격자 위치에 양전하 트랩을 형성합니다. 전기적 중성을 유지하려면 2가 양이온 주위에 상응하는 1가 양이온이 있거나 전자 공극이 생성되어야 합니다. 사파이어가 산화 조건에서 가열되면 전자 결손이 형성되고 1가 양이온이 방출되어 누락된 1가 양이온의 균형을 맞춥니다. 따라서 2가 불순물 이온과 전자 공극 ***은 모두 가시광선을 흡수하여 노란색이나 주황색을 생성합니다.