Сапфи́р (от др.-греч. σάπφειρος (sappheiros) — синий камень, возможно от ивр. ספּיר ‎ (sapir) или персидского названия с тем же значением) — драгоценный камень различных оттенков, одна из разновидностей корунда . 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 в России сапфир (или сафир ), 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 . Искусственные сапфиры были впервые синтезированы в 1904 году французским химиком (англ.) ( .

Сапфир является оксидом алюминия (химическая формула Al ₂ O ₃ ) .

Свойства и разновидности

Сапфир характеризуется высокой твёрдостью (9 по Моосу ) и сильным блеском . Показатель преломления света 1,762—1,778 . Температура плавления 2040 °C. Плотность 3,93 г/см ³ . Прозрачен в инфракрасной области до длины волны 6500 нм . Оптически анизотропен . Диэлектрик .

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 Al ₂ O ₃ . Примесь хрома даёт розовый окрас, такие корунды зачастую называют рубинами . 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

Наиболее известные месторождения сапфира приурочены к пегматитам или к россыпям и находятся на территории США , Австралии , Мадагаскара , Индии , Шри-Ланки , Вьетнама , Бирмы , Таиланда и Китая . В России нет крупных месторождений, в которых сапфир может добываться в промышленных масштабах: его находки 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 ^:102 . Обследуя вместе с приятелем заброшенные карьеры вблизи городка (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) ^:11 .

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.
• 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 Ti ³⁺ , 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 ( ). Многие типы светодиодов изготавливаются на сапфировой подложке .

Искусственные сапфиры были впервые синтезированы в 1904 году французским химиком (англ.) ( (или Вернейлем , как его иногда называют на старый лад) . 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 , метод Степанова ) — вытягивание кристалла из расплава с использованием затравочного кристалла. Сегодня по этому методу получают сапфиры массой до 300 килограммов .

В мире производится сотни тонн синтетических сапфиров в год, в основном в Китае, Японии, США и России . В России работает одно из крупнейших в мире предприятий по синтезу сапфиров .

Полученные сапфиры разрезают и полируют алмазными инструментами в 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 ( ).
• Подложки для оптоэлектронных устройств на основе нитрида галлия (GaN). Этот процесс используется в том числе для производства синих светодиодов , на основе которых делается белое светодиодное освещение .
• Активированное добавками рабочее тело для твердотельных лазеров.
• Изоляторы со сверхмалыми токами утечки, например в электрометрии

Знаменитые сапфиры

• Крупнейший сапфир (весом в 1404,49 карата), получивший название « », был добыт на Шри-Ланке в августе 2015 года.
• Чёрная звезда Квинсленда (733 карата)
• Звезда Индии (563 карата)
• Сапфир Логан (423 карата)
• (330 карат)
• (195 карат)
• Сапфир святого Эдуарда (167 карат)
• (135 карат)
• Сапфир Стюартов (104 карата)

Галерея

• 
  423-каратный (85 г.) синий сапфир Логан
• 
  Необработанный грубый жёлтый сапфир, найденный на Сапфировом руднике в Спокане, недалеко от Хелены, штат Монтана
• 
  Каплевидный синий сапфир
• 
  Тёмно-синий сапфир, вероятно австралийского происхождения, демонстрирует блестящий поверхностный блеск, типичный для огранённых корундовых драгоценных камней.
• 
  Розовый сапфир
• 
  Гранёный падпараджа
• 
  Кристаллическая структура сапфира
• 
  Кольцо с сапфиром, изготовленное в 1940 году
• 
• 
  Сапфир из Мадагаскара
• 
  Синтетический сапфир
• 
  Синтетический звёздчатый сапфир
• 
  Ксеноновая дуговая лампа Cermax с выходным окном из синтетического сапфира
• 
  Монокристаллический сапфировый ком, выращенный . Приблизительно 200 мм в диаметре и около 30 кг. (Второй фон виден на заднем плане.)

См. также

• Список минералов

Примечания

Литература

• Андерсон Б. Определение драгоценных камней. — М. : Мир, 1983.
• Киевленко Е. Я., Сенкевич Н. Н., Гаврилов А. П. Геология месторождений драгоценных камней. — М. : Недра, 1974.
• Пыляев М. И. Драгоценные камни. — М. : Стрелец, 1990.
• Рид П. Геммология. — М. : Мир, 2003.
• Ферсман А. Рассказы о самоцветах. — М. : Наука, 1974.
• Рубин и сапфир. — М. : Наука, 1974.

Ссылки

• (англ.)
• (англ.) (нем.) (исп.)
• (нем.)
• (рус.) .