合成紅寶石鑒定特徵

紅寶石作為世界四大名貴彩色寶石之一，產量稀有，價值珍貴。為了滿足對紅寶石的大量需求，市場上陸續出現不同方法合成的紅寶石。目前市場上主要可見四種合成紅寶石的方法：焰熔法、助熔劑法、水熱法、晶體提拉法。不同方法合成紅寶石的物理、化學性質與天然紅寶石几乎一致，因此生長特徵就成為重要的鑒定特徵。

01 焰熔法合成紅寶石

合成原理

純凈的氧化鋁（Al2O3）粉末和致色劑經2000℃左右的氫氧焰熔化，再降溫固化形成單晶體紅寶石。

鑒定特徵

表面特徵

1.原始晶形：焰熔法合成紅寶石原始晶形為梨晶，也有將梨晶破碎冒充天然紅寶石毛料在產地或礦區出售的情況。

2.顏色：焰熔法合成紅寶石內微量元素種類單一，顏色較天然紅寶石純正、艷麗。現在隨著合成工藝的發展，焰熔法合成紅寶石的顏色越來越豐富，顏色只能作為輔助鑒定特徵。

3.裂紋狀表面紋理：合成紅寶石有時拋光過程不夠仔細，比較容易產生裂紋狀的表面紋理，也被稱為「火痕」或者「顫痕」。

內部合成特徵

圖1 焰熔法合成紅寶石中的弧形生長紋

1.生長紋：弧形生長紋（圖1）是焰熔法合成紅寶石區別於天然紅寶石的重要依據。

2.氣泡：一般為球狀，也有拉長的氣泡，稱為 「蝌蚪狀」氣泡，且氣泡拉長方向常跟弧形生長紋垂直。

3.細小粉末：未發生完全熔融原料粉末，會殘留在生長晶體中。

發光性

天然紅寶石和焰熔法合成紅寶石在紫外光照射下均可發紅色熒光。大部分天然紅寶石中含Fe元素，會減弱其熒光效果，表現為惰性或弱紅色熒光，而焰熔法合成紅寶石致色元素單一，紅色熒光較強。當用查爾斯濾色鏡觀察紅寶石時，焰熔法紅寶石能夠顯示出更明顯的紅色。其他方法合成紅寶石也有相似現象。

Tips

焰熔法合成星光紅寶石與天然寶石的區別：合成星光紅寶石的星線僅存於樣品的表層，星線完整清晰，星線較細(圖2)。而天然紅寶石中星線產生於樣品內部，星線較粗，可能有缺失、不完整等特點。

圖2 合成星光紅寶石完整細直的星線

合成星光紅寶石中的針狀金紅石包體往往小於天然星光寶石中的針體，且弧形生長紋很明顯（圖3）。

圖3 焰熔法合成紅寶石中明顯的弧形生長紋

02 助熔劑法合成紅寶石

合成原理

助熔劑法合成紅寶石的工藝較複雜，其生長過程與天然紅寶石生長較為相似。在這種工藝里，氧化鋁和致色元素（如Cr元素）在大約1300℃的溫度下，熔解於助熔劑中，並添加少量氧化物，晶體便會生長。

鑒定特徵

表面特徵

1.原始晶形：助熔劑法合成紅寶石晶形主要呈板狀、粒狀。

2.顏色：助熔劑法合成紅寶石顏色較豐富，包括各種深淺不一的紅色。

內部合成特徵

1.金屬片：助熔劑法合成紅寶石內部可見到從鉑坩堝上剝落的鉑片，鉑片可呈三角形、六邊形或不規則多邊形狀。鉑片出現的幾率較低。

2.助熔劑殘餘：助熔劑法合成紅寶石中最主要的固態包體是助熔劑殘餘，這些助熔劑殘餘往往有特定的顏色和形態(圖4-6)。

圖4 助熔劑法合成紅寶石中的助熔劑殘餘

圖5 助熔劑法合成紅寶石中的助熔劑殘餘

圖6助熔劑法合成紅寶石中各種形態的助熔劑殘餘

03 水熱法合成紅寶石

合成原理

純凈的氧化鋁（Al2O3）粉末和致色劑經2000℃左右的氫氧焰熔化，再降溫固化形成單晶體紅寶石。水熱法合成技術是一種更接近天然寶石在熱液環境中生長的技術。在飽和溶液中放入種晶，溶質析出沉澱，籽晶不斷生長。

鑒定特徵

表面特徵

1.原始晶形：水熱法合成紅寶石晶體多為厚板狀至板狀，晶面上可見各種生長花紋。

2.顏色：目前面市的水熱法合成紅寶石可有淺紅到深紅的各種顏色，往往透明度很高，內部很純凈。

內部合成特徵

1.種晶片：水熱法生長晶體需使用種晶片，種晶片與其兩側的紅寶石有著明顯的界線，但往往會在磨製過程中切除。種晶片的兩側有時可見一些發育不規則的晶芽和霧狀包體。

2.生長紋：生長紋往往深淺不一，形態呈鋸齒狀、波紋狀（圖7、8）。

圖7 水熱法合成紅寶石內波紋狀生長紋

圖8 水熱法合成紅寶石內波紋狀生長紋

3.釘狀包裹體：水熱法合成紅寶石內可見一種特徵的「釘狀」流體包體，有時釘狀包體變得十分細小，表現為一根根密集且定向排列的細針。

4.金屬包裹體：它們呈分散狀或局部聚集分布，可具三角形、四邊形等多邊形的形狀，在透射光下不透明，反射光下可具金屬光澤。

04 晶體提拉法合成紅寶石

合成原理

晶體提拉法是一種利用籽晶從熔體中提拉生長出高質量單晶的方法，後來更進一步發展為可以控制晶體形狀的提拉法，也叫導模法，即可以直接從熔體中拉制出具有各種截面形狀晶體的生長技術。

鑒定特徵

晶體提拉法合成紅寶石與焰熔法合成紅寶石的特徵十分相似。

1.極細的彎麴生長紋和拉長的氣泡，有時還可見雲朵狀的氣泡群。

2.偶爾可見未熔化的原料粉末。

3.可能帶有籽晶的痕迹。

05 萊切雷特納合成紅寶石

合成原理

萊切雷特納（Lechleitner）合成紅寶石是一種在種晶表面利用助熔劑法合成出外部生長層的新產品，其種晶通常是焰熔法合成紅寶石，極少數為天然紅寶石。

鑒定特徵

1. 肉眼觀察內部相對潔凈，可見輕微的雲狀物。

2. 放大觀察，可能發現焰熔法合成紅寶石(或天然紅寶石)的內部特徵，以及助熔劑包裹體。

3. 如果種晶是天然紅寶石，在長波紫外光下萊切雷特納合成紅寶石合成生長層會顯示亮紅色熒光，與種晶較弱的紅色熒光形成鮮明對比。

結 語

隨著合成技術越來越成熟，合成紅寶石的特徵不比以前明顯，甚至會出現和天然紅寶石一樣的內部特徵。想要確定紅寶石的天然性，需要到專業的鑒定機構進行檢測。

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