红宝石化学性质
红宝石和蓝宝石的主要成分
红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3（刚玉）。
红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化合物；而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛化合物。
1900年，科学家曾用氧化铝熔融后加入少量氧化铬的方法，制出了质量为2g-4g的红宝石。
现在，已经能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。
红蓝宝石主要成分是氧化铝。
红宝石是里面有氧化铁而呈红色，绿宝石是含氧化铍。
除了红宝石以外，剩下的氧化铝宝石都叫蓝宝石，不论什么颜色，不仅是蓝色的，也有黄色紫色的蓝宝石白宝石、蓝宝石、红宝石之间的区别蓝宝石与红宝石一样，同属刚玉类宝石（CORUNDUM），成分为AL2O3，其硬度、比重及光性数据与红宝石基本相同，所不同的是蓝宝石中含的微量元素为Fe和Ti，因而呈蓝色。
天然红宝石（Ruby）指的是在天然条件下形成的红色宝石级刚玉矿物，其成分为Al2O3，但它的红色则是由微量的铬元素引起。
在国际上，红宝石的红色不能太浅，否则就不能叫红宝石，而只能归入艳色蓝宝石一类。
红宝石红宝石的英文名称为Ruby，源于拉丁文Ruber，意思是红色。
红宝石的矿物名称为刚玉。
红宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素铬（Cr3+ ）而成红至粉红色。
属三方晶系。
晶体形态常呈桶状、短柱状、板状等。
集合体多为粒状或致密块状。
透明至半透明，玻璃光泽。
折光率1.76-1.77，双折射率0.008-0.010。
二色性明显，非均质体。
有时具有特殊的光学效应-星光效应，在光线的照射下会反射出迷人的六射星光，俗称“六道线”。
硬度为9，密度3.95-4.10克/立方厘米。
无解理，裂理发育。
红宝石在长、短波紫外线照射下发红色及暗红色荧光。
红宝石的红色之中，最具价值的是颜色最浓，被称为‘鸽血’的宝石，非常贵重。
这种几乎可称为深红色的鲜艳强烈色彩，更把红宝石的真面目表露的一览无遗。
遗憾的是大部分红宝石颜色都呈淡色，并且带有粉的感觉，因此带有鸽血色调的红宝石，更有价值。
未经热处理及热处理的缅甸红宝石的特征对比
BCR-2G$使用ICPMS Data Cal软件处理原始数
据，采用多外标无内标的校正方法进行定量计算,
测试单位为武汉上谱分析科技有限责任公司$
红外光谱普通透射法测试采用中国地质大学
（武汉）珠宝学院提供的德国Bruker公司生产的
型号为Vertex80的傅里叶红外光谱仪，测试条
件:普通透射法，测试范围4 000〜400 cm-1，分辨
第23卷第3期 2021年 5月
宝石和宝石学杂志（中英文） Journal of Gems 2 Gemmology
Vol. 23 No. 3
May
2021
未经热处理及热处理的缅甸红宝石的特征对比
宋秋容，沈锡田
（中国地质大学珠宝学院，湖北武汉430074）
摘要：从泰国一宝石处理商处获得一批未经热处理和热处理的缅甸红宝石，对其基本宝石学特征、化学成
红色 红色 深红色 深红色 深红色 深红色 深红色 深红色 红色 红色 粉红色 粉色
宝石和宝石学杂志（中英文）
射
Ne
No
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1. 769
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1. 770
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1. 763
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1. 761
2021 年
荧 SW 性 惰性 性 惰性 性 惰性 惰性 性 惰性 惰性
N-7
红色
1. 760
1. 768
N-8
色
1. 761
1. 769
3. 89 3. 90 3. 86 3. 96 4. 01 3. 98
红宝石
"宝石之王"——红宝石红宝石的英文名称为Ruby，源自拉丁文，意思是红色。
属于刚玉族矿物，三方晶系。
因其成分中含铬而呈红到粉红色，含量越高颜色越鲜艳。
血红色的红宝石最受人们珍爱，俗称“鸽血红”。
红宝石质地坚硬，硬度仅在金刚石之下。
其颜色鲜红、美艳，可以称得上是“红色宝石之冠”。
瑰丽、华贵的红宝石是宝石之王，是宝中之宝，其优点超过所有的宝石。
有的古书中认为红宝石是“上帝创造万物时所创造的十二种宝石中最珍贵的。
”人们钟爱红宝石，把它看成爱情、热情和品德高尚的代表，光辉的象征。
传说佩戴红宝石的人将会健康长寿、爱情美满、家庭和谐。
相传昔日缅甸的武士在身上割开一个小口，将一粒红宝石嵌入口内，他们认为这样可以达到刀枪不入的目的。
国际宝石界把红宝石定为"七月生辰石"，是高尚、爱情、仁爱的象征。
一、物理化学性质红宝石的化学组成主要为Al2O3，含有少量（0.5%~3.0%）的Cr2O3。
属于三方晶系，晶体呈六边形桶状或柱状，晶面上可见到斜交的双晶纹。
颜色为鲜红色、玫瑰红色、粉红色。
由于含铬，在强光下能发出红色荧光，显得格外艳丽。
玻璃至半金刚光泽。
硬度9，密度3.9~4.1g/cm3。
折射率1.762~1.770，双折射率为0.008，具红-橙二色性。
发育平直的裂理面。
常含有包裹体，因产地和成因不同而有所差异。
图1 天然红宝石(鸽血红色) 图2 天然红宝石(玫瑰红色)二、肉眼鉴定特征市场上流通的红宝石有：天然红宝石、优化处理的天然红宝石、合成红宝石、与红宝石相似的红色天然宝石以及仿制品。
由于合成红宝石、优化处理的天然红宝石的物理化学特征与天然红宝石类似，用常规仪器难以准确区别它们在物理性质上的差异。
肉眼鉴定主要根据三个方面：颜色在宝石中的展布特征；宝石内部包裹体的特征；宝石表面可能见到的裂理和感生面。
（一）天然红宝石天然红宝石根据成因和产出特征，可以分为三类：第一类产于气成-热液接触变质带大理岩中，以缅甸红宝石为代表；第二类产于玄武岩中，以泰国红宝石为代表；第三类产于变质斜长岩中，以印度红宝石为代表。
红宝石吸收光谱
红宝石（ruby）是一种宝石，主要成分为铝氧化物（Al₂O₃），其中的铝离子（Al³⁺）被少量的铬离子（Cr³⁺）取代，赋予红宝石其独特的红色。
红宝石的吸收光谱是研究其物理性质和识别真伪的重要手段之一。
在这篇文章中，我们将深入探讨红宝石的吸收光谱，包括其原理、特征峰、影响因素以及在宝石学和科学研究中的应用。
### **1. 红宝石的吸收光谱原理：**#### **a. 能级结构：**红宝石的红色颜色主要源于铬离子的能级结构。
铬离子（Cr³⁺）的电子分布在其能级中，而红宝石中的铬主要处于Cr³⁺的高自旋态。
铬的电子能级分为若干个，其中最重要的是在可见光范围内的两个能级：t²g和e²g。
#### **b. 吸收现象：**红宝石的吸收光谱是指在不同波长下，宝石对光的吸收程度。
当红宝石暴露在可见光下时，其中的铬离子会吸收特定波长的光，使得宝石呈现出红色。
这种吸收现象与铬离子的电子跃迁有关，具体来说，是由于电子从t²g能级跃迁到e²g能级引起的。
### **2. 红宝石吸收光谱的特征峰：**#### **a. R1线：**红宝石吸收光谱中最为显著的峰之一是R1线，它位于约550纳米的橙黄光区域。
这个峰是由于铬离子的t²g到e²g的电子跃迁引起的，是红宝石独特红色的主要来源。
#### **b. R2线：**R2线是另一个显著的峰，位于约694纳米的红色光区域。
这个峰也与电子跃迁有关，是在较高的能级中发生的。
#### **c. R3线：**R3线是红宝石吸收光谱中较弱的峰，通常在630纳米左右。
它对于研究红宝石的特殊性质和真伪鉴定等方面也具有一定的意义。
### **3. 影响红宝石吸收光谱的因素：**#### **a. 温度：**温度的变化会影响红宝石的吸收光谱。
在高温下，铬离子的电子状态可能发生变化，导致吸收峰的位置和强度发生变化。
红宝石的结构特点及应用
红宝石的结构特点及应用红宝石是一种宝石级的铝酸盐矿物，化学式为Al2O3。
它的晶体结构特点是具有紧密堆积的六角密堆，每个铝离子都被六个氧离子包围。
红宝石的结构与其独特的物理性质密切相关，使其在各种领域有广泛的应用。
首先，红宝石因其独特的颜色而备受关注。
其鲜艳的红色是由于铝离子被一定数量的铬离子取代而形成的。
这种取代使得红宝石呈现出深红至浅红的不同色调，令人叹为观止。
红宝石的颜色一直被视为珍贵和华丽的象征，因此在珠宝行业中非常受欢迎。
此外，红宝石的硬度和耐磨性也使其在工业领域中具有广泛的应用。
红宝石的硬度达到9级，仅次于金刚石，这使得它能够抵抗大部分磨损和划痕。
因此，红宝石常被用作各种机械装置的轴承，例如高速摄像机的旋转盘和切割设备中的刀具。
此外，红宝石也因其独特的光学性质而在激光和光学领域中得到广泛应用。
红宝石是一种大能带宽度的输运性激光晶体，具有优秀的光学传导性能。
它的结构特点使得它能够在光学系统中发挥关键作用，例如用于制作光学谐振腔、光学滤光器、光学透镜和光纤激光器等。
此外，由于红宝石具有较高的热导率和热稳定性，所以在高温环境中也有重要的应用。
红宝石的热导率高达0.35 W/(cm·K)，是目前已知的任何晶体中最高的之一。
这使得红宝石成为一种理想的热散热材料，广泛应用于高功率激光、LED照明、红外传感器和高温传感器等领域。
除了以上应用之外，红宝石还具有医学和科研领域的重要应用。
红宝石激光器已经被广泛用于眼部手术，例如白内障手术、近视手术和视网膜手术等。
此外，红宝石还用于研究光与物质相互作用，如光生化学反应、激光诱导熔化和激光制备纳米材料等。
综上所述，红宝石由于其独特的结构特点在各个领域有广泛的应用。
其美丽的颜色使其成为珠宝行业中备受喜爱的宝石；它的硬度和热稳定性使其成为机械和照明行业中的重要材料；其光学特性使其在激光和光学领域有广泛的应用。
红宝石在科研和医学领域也起着重要的作用。
可以预见，随着科学技术的不断发展，红宝石的更多应用将会被发掘出来。
红宝石
37
五、合成红宝石及鉴别
GIC
④ 紫外荧光 在LW下，桂林水热 合成红宝石显中至 弱带橙色调的红色 荧光部分样品没有 荧光。
38
五、合成红宝石及鉴别
GIC
⑤ 面包屑状包裹体：在暗域下呈白色，形态 上与面包屑相似的包裹体，较小而且通常数 量不多。 ⑥ 尘埃状包裹体和种晶残余：尘埃状包裹体 成片地分布在无色种晶片与橙红色部分的交 界面上。
32
GIC （6）双晶：大多数没有双晶，但是在Chatham和 Kashan助溶剂法合成红宝石中，也存在双晶。 （7）发光性 ：助溶剂红宝石有较强的红色荧光， Ramaura红宝石加入了某些稀土元素 ，具特殊的 橙红色荧光。 （8）微量元素：有Pb, Bi, Na, Mo和Pt等天然没 有的化学成分。
4
二、宝石学性质
GIC
5. 多色性：红色/橙红色。 6. 折射率：Ne:1.760-1.762, No:1.768-1.771,。 7. 双折率: 0.008—0.009。 8. 光性: 一轴晶负光性符号。 9.滤色镜: 鲜艳的水红色，泰国红宝石暗红 色。
5
二、宝石学性质
GIC
10.红色荧光，同一样品的长波紫外荧光强 度大于短波发光性: 长波紫外线下可呈弱至 强红色荧光，短波紫外光下呈弱至中等紫 外荧光强度。 11. 吸收光谱：698、694、659nm吸收 线，620～540nm 的吸收带，476、 475、468nm 的细吸收线及450nm后 的全吸收。
四、红宝石的产地特征
5. 坦桑尼亚（Umba）红宝石
GIC
（１）颜色 ：常见紫红色、橙红色， （２）色带（生长带） ：Umba红宝石 粉红和红色则较少，与红宝石含 的生长带平行柱面，由含有尘埃状包体 较高的Fe、 Ti和相对低的Cr有关。 （３）双晶： 双晶发育，通常有二组或 的区域与不含这种包体的区域交替组成， 三组平行菱面体｛1011｝方向的聚片 生长带之间通常没有清晰的界线 。 （４）金红石针： 双晶，多组双晶面的交线构成框架图案， 双晶面的交线通常为水铝矿微晶所占据 金红石针长短不一， 形成管状体 ，与泰国红宝石极为相似。 并且数量较少，类似于泰国红宝石。
红宝石基本特征及其鉴定方式论文
红宝石的基本特征及其鉴别方法【摘要】：天然红宝石在全球是非常少见的，而且还很珍贵，但是人造并非太难，所以工业用红宝石都是人造的。
人们对宝石有独一无二的青睐。
然而，不同的宝石产自不同的地方，这就给宝石的鉴赏带来了很大难度。
市场上各种假宝石鱼目混珠，导致消费者上当受骗。
【关键词】：红色珍贵摩氏硬度一、红宝石基本特征：1、含义：红宝石(英文名称为Ruby，源自拉丁文，意思是红色。
)是指颜色呈红色、粉红色的刚玉，它是刚玉的一种，主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr)。
2、象征意义：宝石的英文名为Ruby，在圣经中红宝石是所有宝石中最珍贵的。
红宝石炙热的红色使人们总把它和热情、爱情联系在一起，被誉为“爱情之石”，象征着热情似火，爱情的美好、永恒和坚贞。
红宝石是七月的生辰石。
不同色泽的红宝石，来自不同的国度，却同样意味着一份吉祥。
3、红宝石的颜色分级：A 级：鸽血红色。
B 级：带玫瑰色的鸽血红色；C 级：玫瑰红色；D 级：桃红色，浅玫瑰红色；E 级：又可以分为3个亚级。
E1级，为略带紫罗色或褐色的红色，刻面交棱几乎总呈黑色调。
E2级，为粉红色略带紫罗蓝或橙色，在白炽光下明显变红。
E3级，红色带较深的橙色。
F级：略带紫罗蓝或褐色的红色，与E1不同之处是刻面交棱不呈黑色调。
4、化学与物理性质(1)化学性质：主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr3+)。
(2)物理性质为：折射率：1.762～1.770，双折率为0.008～0.010；密度：4.00g/cm3；具典型的吸收谱线；硬度与蓝宝石并排在钻石其后，为第二大硬度9，因此只有钻石才能在其表面刻划，用它的一个棱角可以很轻松的在玻璃的表面划一道线（玻璃的硬度为6以下）；折射率：1.762-1.770，（+0.009，-0.005）双折射率：0.008~0.010。
色散：低0.018多色性：二色性明显，常表现为：紫红/褐红，深红/红，红/橙红，玫瑰红/粉红光性：U—（一轴晶负光性）。
红宝石的粉末冶金及金属蚀刻工艺研究
红宝石的粉末冶金及金属蚀刻工艺研究红宝石，又称为刚玉，由氧化铝（Al2O3）构成，具有优秀的物理和化学性质，因而被广泛应用于领域。
红宝石的粉末冶金及金属蚀刻工艺是指通过将红宝石原料进行粉碎、成型、烧结等步骤，制备出红宝石陶瓷，以及利用红宝石陶瓷作为模板，进行金属蚀刻的工艺。
本文将分别介绍红宝石的粉末冶金和金属蚀刻工艺，并对其研究进行探讨。
红宝石的粉末冶金是一种将红宝石原料制备成陶瓷的方法。
首先，红宝石原料需要进行碾磨和筛分，以获得一定粒度的红宝石粉末。
随后，将红宝石粉末与一定比例的粘结剂混合，并通过成型方法，如压制或注塑，将混合物制成所需形状的坯体。
接下来，通过烘干和烧结工艺，使坯体中的粘结剂热解和红宝石晶体相互结合，形成致密的红宝石陶瓷。
最后，对红宝石陶瓷进行加工、打磨和抛光，以获得所需形态的红宝石制品。
红宝石的粉末冶金具有许多优点。
首先，通过粉末冶金方法制备的红宝石制品形状复杂，可以满足不同工艺和设计要求。
其次，红宝石陶瓷具有良好的化学稳定性和高硬度，能够在高温和腐蚀环境中保持稳定性。
此外，粉末冶金方法还可以实现红宝石制品的批量生产，提高生产效率和降低成本。
金属蚀刻是一种将金属材料在一定条件下与酸性溶液接触，从而实现金属表面腐蚀的工艺。
金属蚀刻工艺可以通过红宝石陶瓷作为模板，实现对金属的精细加工和蚀刻。
首先，将红宝石陶瓷制品与金属材料接触，并浸入含有腐蚀剂的酸性溶液中。
腐蚀剂对金属表面进行蚀刻，而红宝石陶瓷保护了金属表面未被蚀刻的区域。
通过控制腐蚀时间和蚀刻液的成分，可以实现对金属进行精细加工和蚀刻的目的。
红宝石陶瓷作为金属蚀刻的模板具有多重优势。
首先，红宝石陶瓷具有良好的耐酸碱性能，可以在酸性的蚀刻液中保持稳定性。
其次，红宝石陶瓷具有高硬度和优异的热传导性能，可以有效保护金属表面并控制蚀刻过程。
此外，红宝石陶瓷的制备工艺成熟，可以通过不同的粉末冶金方法制备出具有不同孔隙结构和形状的陶瓷模板，实现对金属的多样化蚀刻。
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色调
高于D型
紫外荧光
微弱
强于A、D型
最弱，色暗
包裹体
常含羽状包裹体(液相)或绺细针包体
多色性
中等；红宝石：紫红/橙红；蓝宝石：紫蓝/绿蓝
萤光性
无至强(紫外灯下)；红宝石红色荧光较强，蓝宝石弱至无
熔点、沸点
2050℃、3500℃
溶解度
在800-1000℃的硼酸液中可溶，溶于沸的300℃的硝酸液
刚玉的主要特性表
红宝石分类分级表
类别
级别
说明
A类
A+、A、A-
鸽血红色、透明、少包裹体、无裂纹
化学成分
Al2O3，含微量Cr、Fe、Ti、V、Ni等
结晶晶系
三方晶系
结晶习性
六方柱、六方双锥、桶状、板状
解理与裂理
无解理，有四组裂理
颜色
红、粉红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、棕
硬度
9 (摩斯硬度计)
比重
3.989-4.02，平均率
1.762-1.770
双折射
0.008-0.009
B类
B+、B、B-
鸽血玫瑰红色、透明、少包裹体、无或少裂纹
C类
C+、C、C-
玫瑰红色、透明、少包裹体、少裂纹
D类
D+、D、D-
浅玫瑰红色、透明、少包裹体、少裂纹
红宝石各类型特性表
类型
A型
B型
C型
D型
颜色
红
品红
橙红
黑红
色彩
①纯红色，局部微带红、棕红；②未受光照处带黑，但不如①型
品红，刻面紫红或橙红
微带橙色的红色，桌面上(垂直c轴)也如此