Moderní vylepšení safírů a rubínů | Internetová platforma Typical Jeweler

V přírodních ložiskách korundu (rubíny a safíry) je vzácné najít kameny výjimečné kvality. Vysoce kvalitní kameny jsou extrémně vzácné a je potřeba zušlechťovat suroviny střední a nízké kvality, které tvoří většinu těženého objemu. Když mluvíme o zlepšování kvality, musíme nejprve definovat, co kvalita znamená. Mezi důležité ukazatele kvality kamene patří jeho velikost, hmotnost, barva, průhlednost a odolnost vůči mechanickému namáhání.

Těží se mnoho kamenů, které jsou příliš malé velikosti, neatraktivní barvy, špatně průhledné a nedostatečně pevné. Zvětšit velikost je však možné pouze syntézou, pěstováním syntetického korundu na malém kousku přírodního korundu použitého jako semeno. Dnes se však pozornost vývojářů technologií povrchové úpravy kamene soustředí především na zlepšení jejich barvy, průhlednosti a mechanické pevnosti. Dále se budeme zabývat metodami zušlechťování, jakož i znaky identifikace rafinovaných kamenů, a proto levnějších než přírodní bez vady.

ZLEPŠENÍ PRŮHLEDNOSTI KAMENE.

Prasklé kameny se často ošetřují čirým olejem, voskem nebo méně často pryskyřicí. Organické plnivo je absorbováno trhlinami v kameni a nahrazuje vzduch, který tam byl dříve. Po tomto ošetření se trhliny stanou sotva viditelnými.
Výplň trhlin ale může být i anorganická, v tomto případě se často používá sklo. Aby sklo proniklo do trhlin, je nutné tepelné zpracování. Jeho režimy závisí na technologii zpracování. V procesu studia kamenů jsme se setkali s výplněmi vyrobenými z olovnatého skla, které se taví při nízkých teplotách (přibližně 700 °C). Typ výplně trhlin olovnatým sklem je poměrně snadno rozpoznatelný.

(Foto) Vyplňování trhlin olovnatým sklem.

Roviny trhlin obsahují bubliny plynu a sklovité výplně vytvářejí „záblesky barvy“ od modravé po oranžovou, viditelné v kameni při pohledu pod mikroskopem. Myslíme si, že v ceně kamene není velký rozdíl, ať už se jedná o kámen s výplní trhlin epoxidovou pryskyřicí, boritým sklem nebo olovnatým sklem. Nemá cenu žádat odborníky o identifikaci složení výplně trhlin.

V každém případě takový kámen patří do kategorie zušlechtěných s výplní trhlin (v dnešní době takový kámen patří mezi přírodní-syntetické imitace, není považován za drahý kámen, profesor napsal svůj článek PŘEDTÍM, než největší laboratoře učinily tak důležité dohodnuté rozhodnutí)

Tepelné zpracování korundu během procesu vyplňování trhlin navíc vede k čištění kamenů od nečistot, kterými jsou často „oblaky“ tenkých jehliček rutilu. Tepelné zpracování se provádí při teplotách nad 1200 C, což umožňuje takový korund vyčistit.

Pro obchodování je velmi důležité vědět, zda rubín nebo safír prošel tepelným zpracováním, či nikoli. Diagnostická laboratoř by měla být schopna identifikovat ohřev korundu a zaznamenat tuto skutečnost ve své zprávě. Ohřev korundu však není vždy snadné identifikovat. Zejména pokud byly během tepelného zpracování použity nízké teploty (méně než 800 stupňů). Absorpční spektra a laserová tomografie často poskytují cenné informace pro konečné rozhodnutí v této otázce.

ZLEPŠENÍ BARVY KAMENE.

Často se těží bezbarvé nebo velmi lehké suroviny. Pokud takové kameny obsahují síť trhlin, lze je natřít atraktivnějšími barvami. V některých případech je síť trhlin vytvářena záměrně, aby se zajistilo, že impregnace pronikne hluboko do kamene.

Impregnace krakovaného korundu se obvykle provádí červenými a modrými barvivy. Podobný postup se zeleným barvivem se velmi často používá pro zvýraznění barvy smaragdů. Impregnace se provádí barvivem rozpuštěným v olejových látkách (pro smaragdy a beryly) nebo jinými ve vodě a alkoholu rozpustnými barvivy (to je typické pro skupinu korundu).

(Foto) Barvené rubíny.

To znamená, že barva kamene získaná impregnací barvivy je nestabilní a barva může vytékat z prasklin. Identifikaci takového zjemnění lze snadno provést pomocí vaty namočené v acetonu, která okamžitě ukáže zbarvení. Povrchové zbarvení rubínů nebo safírů zlepšuje jejich barvu, ale zhoršuje jejich lesk – pokud takové zbarvení umyjete a zbavíte se, kámen ve výrobku se stane mnohem výhodnějším.

Dosažení stabilnějšího přidání barvy je možné difuzním zpracováním. Proces probíhá při vysokých teplotách (až 1800 C). Látky, které dodávají barvu, se nanášejí na povrch předem kompletně opracovaných kamenů a vlivem teploty difundují povrchem do kamene. Pro difuzní rafinaci korundu se obvykle používají Ti, Cr a Be.

Titan, když je difundován, dodává kameni další modrou barvu za předpokladu, že je v korundu již dostatek dvojmocného železa. Tento proces byl často používán v polovině 80. let. Difúzí chrómu vznikají korundy růžové až červené barvy. Vzhledem k velké atomové hmotnosti chrómu není jeho průnik do kamene hluboký, i když na to může být vynaloženo značné množství času.

(Foto) Difuze titanu v safírech.

Identifikaci takového zušlechtění korundu lze pozorováním kamene v difuzním světle nebo ponořením kamene do imerzní kapaliny: modré nebo červené difúzní zbarvení se vyskytuje pouze v tenké povrchové vrstvě kamene o tloušťce pouhých několika desetin milimetru.

Malá atomová hmotnost berylia umožňuje hlubší průnik do korundu difúzí. 3mm kameny byly zcela difúzně obarveny beryliem bez viditelných barevných hranic. Berylium poskytuje žlutou složku barvy. Navíc nová barva způsobená difúzí berylia může ve skutečnosti „zakrýt“ tu dříve existující. Například růžové safíry mohou přecházet do oranžova.

Nelze však zapomínat, že na trhu jsou tepelně zesílené žluté safíry, vyráběné cca od roku 1985, jejichž barva je způsobena jednoduchým tepelným zpracováním v oxidačním prostředí, při jejich zpracování tedy neprobíhala žádná difúze.

Identifikace difúze berylia dnes není problém, protože teoretická možnost jejího využití pro rafinaci korundů je známa a existují potřebná zařízení a technologie pro identifikaci. Analytické metody jsou dostatečně citlivé, aby spolehlivě identifikovaly i nízké úrovně koncentrace berylia.

Na trhu se však objevily modré safíry, u kterých je zaručeno, že neobsahují berylium, ale přirozeně obsahují velmi nízké hladiny berylia. Proto se za safíry s beryliem považují pouze korundy obsahující více než 5 ppm berylia. Některé srílanské safíry, které vykazovaly efekt „bezbarvého okraje“, ve skutečnosti neobsahovaly berylium a my jsme dospěli k závěru, že důvodem tohoto výsledku byla povaha jejich konvenčního tepelného vylepšení.

Malé množství berylia mohlo také pocházet z kontaminace pece beryliem, které se dříve používalo pro difuzi berylia u žlutých a oranžových safírů. Některé inkluze, které byly považovány za „typické“ pro korundy se zvýšenou difuzí, a které se jeví jako malé bělavé kroužky, ve skutečnosti nejsou důkazem, že tyto korundy byly ošetřeny difuzí berylia.

ZMĚNA BARVY KAMEŇŮ.

Pokud je modrý safír příliš světlý nebo dokonce mléčně bílý (geuda), pak zahřívání v redukční atmosféře může vytvořit modré zbarvení kamene. Při vysokých teplotách (kolem 1800 °C) se řady inkluzí rutilu TiO2, které jsou v korundu běžné, rozpouštějí a titan spolu se železem, které je v korundu také obvykle přítomno, působí jako chromofor a barví kámen do modra.

Struktura vměstků před (rutil) a po tepelném zpracování.

Tento proces lze podmíněně nazvat „vnitřní difúzí“, protože samotná chromoforová látka je již obsažena v kameni a teplota způsobuje pouze „vnitřní pohyb a spojení“ jejích složek.

Při nákupu sytě modrých průhledných safírů v drahých špercích si mnozí ani neuvědomí, že to byly původně geudy – velmi světlé srílanské či jiné safíry. Geudy z různých ložisek (a v rámci stejného ložiska) se skutečně výrazně liší svým chemickým složením. V důsledku toho by jejich optimální tepelné zpracování mělo být prováděno podle různých schémat.

Foto Na rozdíl od difuzně ošetřených safírů (které jsou vždy mnohonásobně levnější než tepelně ošetřené) je světový trh naprosto nakloněn jednoduše zahřátým safírům. To neznamená, že by zcela neošetřené safíry měly stát stejně jako zahřáté. Při stejné kvalitě mohou být o třetinu nebo dvakrát dražší, pokud je na to kupující upozorněn (což se v praxi nejčastěji nedělá). Fotografie níže ukazuje geudy (světle zbarvené safíry ze Srí Lanky) různých typů před a po tepelném ošetření. Teď je to už velmi dobře rozeznatelné, že?

(Fotografie) Téměř bezbarvé safíry (geudy) před a po tepelném zpracování.

Tepelný proces „vnitřní difúze“ může také vytvořit asteristický („hvězdný“) efekt v korundu tvorbou „pseudorutilových jehliček“. K tvorbě „pseudorutilových jehliček“ obvykle dochází mezi 1300 °C a 1400 °C a vede ke vzniku hustých trojrozměrných tvarů, které na kamenech s kabošonovým brusem vytvářejí šestipaprskovou hvězdu.

Často se stává, že se barva růžových safírů a rubínů „vylepšuje“. Zde nastává problém s identifikací ošetřených kamenů, protože určité změny barvy jsou možné i při velmi nízkých teplotách (až do 800 °C a vyšších). Růžová nebo červená barva přírodního korundu má obvykle namodralý nádech, způsobený chromoforem typickým pro safír. Tato modrá barevná složka může být zničena tepelným zpracováním v oxidačním prostředí.

Stejné tepelné zpracování se používá i k vyleštění některých velmi modrých safírů. Během tepelného zpracování se korundy obvykle potahují boraxem (tavidlem), aby se zabránilo jejich praskání a štěpení. Zahřívání s nečistotami vede k dalšímu typu zušlechťování.
Pokud se k zahřívání rubínů nebo safírů použije borax (tavidlo), pak se boritan sodný přemění na taveninu, jejíž povaha je velmi agresivní. Tavenina rozpouští povrch korundu a mnoho z toho, co se na něm náhodou dostalo, a také látku, která skončila v prasklinách korundu. Původně čistá tavenina boraxu je o tyto látky „obohacena“.

Když se vlivem koroze povrchu korundu vytvoří velký podíl oxidu hlinitého, toto množství oxidu hlinitého se po ochlazení stane „nadměrným“. Právě tento oxid hlinitý zaceluje trhliny v korundu. Mnoho tepelně upravených rubínů mělo praskliny, které byly zahojeny popsaným procesem.
Část výše zmíněné taveniny boraxu se hromadí v zacelených trhlinách korundu ve formě skelného zbytku. To se zjišťuje pečlivým zkoumáním kamene pod elektronovým mikroskopem a skutečnost o přítomnosti této sklovité výplně trhlin v korundu je nutné uvést v odborných posudcích gemologických laboratoří.

Ne všechny korundy na trhu se „pouhým zahříváním“ upravují, protože spolu s procesem zahřívání lze použít i jiné technologie rafinace. Použití boraxu tak umožňuje zacelení trhlin, čímž se zvyšuje odolnost kamene vůči mechanickým vlivům v důsledku rekrystalizace trhlin. Zahřívání může zatraktivnit barvu kamene a také zlepšit jeho čirost – rozpustit v něm zakalené oblasti.

To znamená, že když odborník v gemologické laboratoři zkoumá kámen se stopami po zahřívání, musí jej také zkontrolovat na možnost difuzní úpravy a na přítomnost sklovitých zbytků v prasklinách.

Několikrát jsme se v naší praxi setkali s tepelně upravenými syntetickými kameny, které obsahovaly zacelené praskliny se skelným zbytkem. Syntetické kameny pěstované Verneuilovou metodou měly trhliny zacelené nebo rekrystalizované pomocí boraxu, aby napodobily přírodní tepelně zpracované kameny.

V polovině roku 2001 se na thajském trhu s drahokamy začaly objevovat neobvyklé oranžové safíry. Později bylo prokázáno, že tyto kameny byly původně růžové safíry, následně vylepšené metodou difúze berylia.

Miliony hmotnostních zlomků berylia (z hmoty korundu) stačí k výrazné změně barvy mnoha vzorků korundu. V případě některých oranžových safírů upravených difúzí berylia může k identifikaci typu úpravy stačit ponoření do imerzní kapaliny a kontrola okrajů kamene. Často ale berylium zcela pronikne do drahokamu a tato vizuální metoda nefunguje.

(Foto) „Oranžové“ růžové safíry.

Oranžový okraj obklopující růžové jádro v oranžovém safíru z Madagaskaru ošetřeném difúzí berylia. Barevný okraj je dobře viditelný, když je kámen umístěn v jodethylenu. Berylium ale často proniká celým kamenem a identifikace zjemnění berylia je pak možná pouze chemickou analýzou nebo spektrální analýzou látky odpařené z povrchu, stejně jako dalšími moderními metodami drahé laboratorní diagnostiky.