蓝宝石主要成分
蓝宝石
• 天然蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色（非蓝色）蓝宝 石。宝石市场上把深蓝色和带有紫色的蓝宝石称为“男 性蓝宝石”，浅色蓝宝石称为“女性蓝宝石”。 • 国际宝石界把蓝宝石定为“九月生辰石”，象征忠诚 与坚贞。据说蓝宝石能保护国土和君王免受伤害，有“ 帝王石”之称。
• 世界七大蓝宝石产地： 1.印度克什米尔 2.缅甸抹谷 3.斯里兰卡 4.泰国 5.中国（山东昌乐） 6.澳大利亚 7.柬埔寨马德望
蓝宝石的应用
• 蓝宝石的基本结构
蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子 以共价键型式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构，就颜色而 言，单纯的氧化铝结晶是呈现透明无色的，因不同颜色元素离子 渗透与生长中的蓝宝石，因而使蓝宝石显现出不同的颜色。在自 然界中蓝宝石晶体内含有钛离子（Ti3+）与铁离子（Fe3+）时 ，会使晶体呈现而成为蓝色蓝宝石（Blue Sapphire）。当晶体 内含有铬离子(Cr3+)时，会使晶体呈现红色，而成为红宝石 (Ruby)。又当晶体内含有镍离子(Ni3+)时，会使晶体呈现黄色， 而成为黄色蓝宝石。蓝宝石晶体在晶体的对称分类中属于中级晶 族，三方晶系。
(2)掺钛蓝宝石激光器及其应用 掺钛蓝宝石单晶(Ti3+:Al2O3)的激光应用最早于1982年被发现 后，对其研究不断深入，以Ti:Al2O3作为工作物质的各类激光器 也迅速发展。 Ti3+:Al2O3激光器为科学研究提供了便利和灵活的研究工具。 与其他具有竞争优势的激光材料相比，其主要特点是： （1）光谱输出范围从超窄单一频率到宽的带宽，覆盖几百纳米， 可提供超快脉冲(仅为电场的几个振荡)；
(4)蓝宝石光纤传感器及其应用 蓝宝石单晶光纤传感器因其在可见至近红外波段具有良好的光学 传输特性及蓝宝石单晶的耐高温特性，使得蓝宝石光纤可应用于 高温传感和生物医学领域的近红外激光传输。
蓝宝石的主要成分
蓝宝石的主要成分
蓝宝石的主要成分：
（1）氧化铝：是蓝宝石的主要成分，占蓝宝石总重量的60％以上。
它以六方晶体形式出现，无色透明。
（2）少量氧化铝（Al_2O_3）：主要含量在0.2％ - 0.4％，可能是通过补充少量钛或铌来获得的，它们形成了空孔结晶结构，某些孔也被四氧化铌等杂质填充而形成真空空位。
（3）银铝石酸盐（KCr_2O_4）：含量为0.1％-3.5％。
其中铝和铍的含量会影响宝石的颜色，当含量越高时，会使宝石的颜色变得更蓝。
（4）氧化钛（TiO_2）：是蓝宝石的一种次要成分，含量一般不超过1.0％，有时可以看到对蓝宝石的颜色有穿行效果。
（5）氧化钠（Na_2O）：少量存在，以丁酸钠和单水钠矿作为溶剂。
（6）氧化锰（MnO_2）：是一种罕见的成分，可以使蓝宝石获得增暖的色调，甚至混合成蓝紫色。
（7）氧化钒（V_2O_5）：只有少量存在，对宝石的颜色没有明显影
响，但可以提高宝石的颜色饱和度。
（8）三氧化硅（SiO_2）：是蓝宝石的一种次要成分，一般不超过0.5％，有时它们可以通过内充水以及其他衍生物混入到结晶种子中，因而影响宝石的颜色。
（9）氧化镁（MgO）：也是一种次要成分，含量一般较低，少于1.0％，其成分混合物如膨胀剂、锰酸盐和钒酸盐会影响蓝宝石颜色的一般蓝色调性。
（10）其他：还有斜长石、氧化钡、氧化锆等更为罕见的成分，但他们的代谢和影响比较小。
蓝晶石分类
蓝晶石分类蓝晶石是一种常见的宝石，也被称为蓝宝石或蓝色蓝宝石。
它属于蓝晶石矿物群，具有深蓝色的颜色，这种颜色是由含有铁和钛的氧化物引起的。
蓝晶石因其美丽的颜色和较高的硬度而受到广泛喜爱。
根据矿物学的分类，蓝晶石主要分为两种类型：天然蓝晶石和人造蓝晶石。
1.天然蓝晶石：天然蓝晶石是直接从地壳中开采出来的天然宝石。
它以其自然的蓝色和光泽而闻名，是一种非常珍贵的宝石。
天然蓝晶石可以进一步分为以下几个品种和类型：蓝宝石：蓝宝石是最著名的蓝晶石品种之一。
它的蓝色可能是浅蓝色、中蓝色或深蓝色。
蓝宝石可以在多个国家和地区产出，其中最著名的产地包括缅甸、斯里兰卡、泰国和澳大利亚。
铬蓝晶石：铬蓝晶石是一种含有铬的蓝晶石，它的颜色呈现出深绿色到蓝绿色。
这种矿石的颜色非常鲜艳，产地主要是斯里兰卡和坦桑尼亚。
钛铝矿蓝晶石：钛铝矿蓝晶石是一种含有钛和铝的蓝晶石，它的颜色可以是深蓝色到浅蓝色的不同色调。
它的产地主要是澳大利亚和斯里兰卡。
2.人造蓝晶石：人造蓝晶石是通过人工合成的。
它的成分和结构与天然蓝晶石相似，但是它是在实验室中通过化学反应和高温压制而制造出来的，并且具有相似的物理和化学性质。
人造蓝晶石可以分为两种类型：水合硅酸铝人造蓝晶石：这种类型的人造蓝晶石是由氢氧化铝和二氧化硅在高温高压下反应而制成的。
它的颜色可以根据不同的添加剂而变化，包括青色、蓝色和紫色。
氮化硼人造蓝晶石：氮化硼人造蓝晶石是由氮化硼和金属成分在高温环境中反应而制成的。
它的颜色通常为浅蓝色或浅紫色。
总的来说，蓝晶石是一种美丽而珍贵的宝石，它具有不同的类型和变种。
无论是天然蓝晶石还是人造蓝晶石，它们都各具特色，为人们带来了无尽的美丽与魅力。
红宝石和蓝宝石
红宝石和蓝宝石红宝石和蓝宝石同属一种名叫刚玉的矿物，其成分是AL203。
红宝石历来为珍贵宝石之一。
红宝石因刚玉中含Cr而呈红色；蓝宝石因含Ti、Fe呈蓝色，除红宝石外，其它所有能做宝石的刚玉矿物都泛称蓝宝石，而且依其颜色分别称为：蓝色蓝宝石、绿色蓝宝石、金黄色蓝宝石和白色蓝宝石等。
此外，还有星光红宝石、星光蓝宝石和变色蓝宝石。
由于红蓝宝石的硬度仅次于钻石，而且有美丽的颜色，在所有宝石中是仅次于钻石的宝玉，如今它们同钻石、祖母绿一起称为世界上“四大珍贵宝石”。
通常红宝石个体比蓝宝石小，历来10ct以上的红宝石就非常珍贵、罕见。
主要物理性质化学成分：AL203。
含Cr呈红色，Ti、Fe呈蓝色，含Fe呈黄色。
形态：桶状、锥状、板状、不规则粒状、晶面上常有斜纹或横纹。
解理：无。
硬度：9。
透明度：透明—不透明。
密度：红宝石3.95～4.05g／cm3，通常4.00g／cm3；蓝宝石3.95～4.03g／cm3，通常3.99g ／cm3。
颜色多色性：红宝石：淡紫红—桔红色。
蓝色蓝宝石：深紫蓝色—蓝色。
绿色蓝宝石：深绿色—黄绿色。
黄色蓝宝石：弱黄色到黄色一浅黄色。
’光泽：断口呈玻璃光泽，抛光面呈玻璃一金刚光泽。
折光率：NO＝1.770—1.762。
双折射率：0.008～0.010。
色散：0.018 (低)。
紫外荧光：长波红宝石弱至强，红、橙红。
吸收光谱：红宝石在红光区有693nm三条清晰的吸收线。
蓝宝石在蓝光区有450nm吸收线。
包裹体：常有丝状物，针状包体，生长纹生长色带和双晶纹。
评价因素l、颜色：颜色是决定红、蓝宝石价值的最重要因素。
只有中等深浅到暗红色至紫红色的透明刚玉才能称为红宝石，色调较浅到非常浅的叫浅红色蓝宝石。
红色的好坏依次为鸽血红、鲜红、紫红一深紫红；蓝宝石最理想的颜色是中深色调的蔚蓝和墨水蓝色，色调太淡或太暗的蓝宝石价值低。
人们对于优质深橙色和似金绿宝石颜色的蓝宝石评价很高，主要因它可做首饰以外，还是收藏家的珍品。
蓝宝石特性
1.2 蓝宝石晶体成分与一般性质蓝宝石晶体是纯净氧化铝最基本的单晶形态。
化学成分是三氧化二铝(A12O3),晶型为α- A12O3，分子量为101.9612，在20℃时的密度为3.98克/毫升。
蓝宝石的化学性能非常稳定，一般不溶于水和酸、碱腐蚀，只有在高温下（300℃以上）可被氢氟酸（HF）、磷酸（H3PO4）和熔化的氢氧化钾（KOH）所腐蚀。
蓝宝石的硬度很高，仅次于金刚石。
它具有很好的透光性、热传导性和电气绝缘性，力学性能也很好。
蓝宝石的熔点为2050℃，沸点为3500℃，最高工作温度约1900℃。
1.3蓝宝石的晶体结构蓝宝石晶体（α- A12O3）是一种简单配位型氧化物晶体，属六方晶系，其晶格常数为：a=b=0.4785nm，c=1.2991nm，α=β=90°,γ= 120°[6] ,蓝宝石C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小（与GaN之间失配率小于4％）蓝宝石晶体不同取向面的图形如下：2图1：蓝宝石晶体结构侧面图[7]图2：蓝宝石晶体切面图[8]图3：A12O3的分子结构图[7]图4：蓝宝石晶体结构上视图[7]3图5：蓝宝石结晶面示意图[8]在蓝宝石的应用上，有三个方向面是较为重要的。
即C面——（0001）面，r面——（1-102）和a面——（10-10），图5表示出了蓝宝石晶体结构的表示法及重要的方向。
下表表示蓝宝石晶体的一些物理性质：表1 氧化铝(Al2O3)特性表分子式Al2O3密度 3.95-4.1 g/cm3晶体结构六方晶格晶格常数 a =4.758Å , c =12.991Å单位晶胞中的分子数 2莫氏硬度9 (仅次于钻石:10)熔点2050 ℃沸点3500 ℃热膨胀系数 5.8×10-6 /K比热0.418 W.s/g/k热导率25.12 W/m/k (@ 100℃)折射率no =1.768 ne =1.760dn/dt 13x10 -6 /K(@633nm)透光特性T≈80% (0.3～5μm)介电常数11.5(∥c), 9.3(⊥c)1.4 蓝宝石晶体的重要性质1.4.1 蓝宝石的热学性质1.4.1.1蓝宝石的热膨胀系数蓝宝石的热膨胀性能具有各向异性的特点，其热膨胀系数随温度的变化如下： 4图6：蓝宝石晶体热膨胀系数与温度之间的关系[9]从图中可以看出，无论平行于C方向还是垂直于C方向，它的热膨胀系数都不太大，相差也较小。
珠宝鉴赏红蓝宝石ppt课件
红宝石、蓝色蓝宝石二色性较强，其它颜色的 蓝宝石稍弱。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
8.发光性 紫外线下红宝石均可发现红色荧光，日光也
可激发其红色荧光，但含Fe高者荧光较弱。 蓝 宝石一般无荧光，但含Cr的斯里兰卡和美国蒙大 拿州蓝宝石有时呈粉色荧光。而斯里兰卡产的一 些黄色蓝宝石可具杏黄色或橙黄色荧光。 9.比重
（1） 云南红宝石 产量很少，颜色呈玫瑰红色和
红色，浓艳且均匀。但包体和杂质
含量较高，大多只能用做弧面宝石。
（2） 安徽霍山红宝石 半透明，浅紫色至玫瑰红色，颜色较浅。部分半透
明-不透明的红宝石具有很好的星光。
（3） 青海红宝石 呈深玫瑰红，常常有蓝色的色带或色斑，透明度较
差，一般达不到刻面级宝石的质量。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
4.越南红宝石
（1） 颜色及色带 颜色从粉红到红色，多带有紫色色调，也出现有最
佳的鸽血红。具有流纹状的颜色分带，可参杂有粉红色、 橙红色、无色和蓝色条带。此外还可出现呈烟雾状的蓝 色色斑，可经热处理消除。
4.光泽及透明度 透明-不透明，抛光表面具亮玻璃光泽或亚金
刚光泽。
5.折射率 1.762-1.770
6.硬度 刚玉的摩氏硬度为9，是迄今为止自然界中
所发现的、硬度仅次于钻石的第二号高硬度物 质。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
蓝宝石
蓝宝石蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝（Al2O3）。
蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛（Ti）和铁（Fe）杂质所致；蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色。
蓝宝石的产地在泰国、斯里兰卡、马达加斯加、老挝、柬埔寨，其中最稀有的产地应属于克什米尔地区的蓝宝石，而缅甸是现今出产上等蓝宝石最多的地方。
一、基本信息中文名称：蓝宝石主要成分：氧化铝（Al2O3）颜色：可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色产地：泰国，斯里兰卡，马达加斯加，老挝，柬埔寨二、基本介绍蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝（Al2O3）。
一般认为蓝宝石的英文sapphire源自希腊文sappheiros，意为蓝色的石头。
蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛（Ti）和铁（Fe）杂质所致；蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色，只是这些品种的蓝宝石都不大值钱。
唯一非蓝色而贵重的是一种粉橙色的蓝宝石，称为Padparacha或Padparadja。
蓝宝石的产地在泰国、缅甸、锡兰（斯里兰卡）、非洲的马达加斯加、克什米尔地区、老挝、柬埔寨，其中最稀有的产地应属于克什米尔地区的蓝宝石。
亦有宝石专家指出，全世界只有三个地方出产上等蓝宝石：缅甸、斯里兰卡、马达加斯加。
缅甸产的蓝色蓝宝石被收藏家视为瑰宝，它的颜色让人联想到天空及海洋。
据美国宝石学院表示，中古世纪的神职人员会在教士戒上镶嵌蓝色蓝宝石，就是因为这颜色是天堂的象征。
蓝宝石的成分为氧化铝，因含微量元素钛（Ti4+）或铁（Fe2+）而呈蓝色。
属三方晶系。
晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何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0.008，二色性强。
非均质体。
有时具有特殊的光学效应-星光效应。
硬度为9，密度3.95-4.1克/立方厘米。
人工蓝宝石加工介绍
掏棒: 以特定方式从蓝宝石晶体中掏取出蓝宝石晶棒
滚磨: 用外圆磨床进行晶棒的外圆磨削,得到精确的外圆尺寸精度
品检: 确保晶棒品质以及以及掏取后的晶棒尺寸与方位是否合客户规格
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晶棒
蓝宝石基片制造工艺流程
机械加工
基片
定向:在切片机上准确定位蓝宝石晶棒的位置,以便于精准切片加工 切片:将蓝宝石晶棒切成薄薄的晶片 研磨:去除切片时造成的晶片切割损伤层及改善晶片的平坦度 倒角:将晶片边缘修整成圆弧状,改善薄片边缘的机械强度,避免应力集中造成缺陷 抛光:改善晶片粗糙度,使其表面达到外延片磊晶级的精度 清洗:清除晶片表面的污染物(如:微尘颗粒,金属,有机玷污物等) 品20检21/:10以/1高0 精密检测仪器检验晶片品质(平坦度,表面微尘颗粒等),以合乎客户要求8
4 蓝宝石基板应用种类 广大外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:
1:C-Plane蓝宝石基板 这是广大厂家普遍使用的供GaN生长的蓝宝石基板面.这主要是因为
蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定,在 C面进行磊晶的技术成熟稳定.
2:R-Plane或M-Plane蓝宝石基板 主要用来生长非极性/半极性面GaN外延薄膜,以提高发光效率.通常
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3
热交换法装置示意图
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热交换法的工艺流程 将装有原料的坩埚放在热交换器中心，籽
晶置于坩埚底部中心处并固定于热交换器 一端，加热坩埚内的原料至完全熔化。
由于氦气流过热交换器起冷却作用，籽 晶并不熔化。待温场稳定后逐渐加大氦气 流量，氦气从熔体中带走的热量随之增大， 使熔体延籽晶逐渐凝固并长大，同时逐渐 降低加热温度直至整个坩埚内的熔体全部 凝固。
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美丽的六射星光，被称为"星光蓝宝石"。
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蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色（非蓝 色）蓝宝石。颜伤害，有"帝 王石"之称。国际宝石界把蓝宝石定为"九月诞生
石"，象征慈爱、忠诚和坚贞。蓝宝石是世界五 大珍贵高档宝石之一。
蓝宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3）， 因含微量元素钛（Ti4+）或铁（Fe2+）而呈蓝色。 属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状 等，几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明， 玻璃光泽。
蓝宝石原石
折光率 1.76-1.77，双折射率 0.008，二色 性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应-星 光效应。硬度为 9，密度 3.95-4.1 克/立方厘米。 无解理，裂理发育。在一定的条件下，可以产生
蓝宝石与相似蓝色宝石、合成蓝色宝石的区 别。与其相似的蓝色宝石有蓝色尖晶石、蓝色碧 玺、蓝锆石、蓝锥矿、蓝晶石、堇青石等。与其
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相似的合成宝石有合成蓝宝石、合成尖晶石、含 钴蓝玻璃。蓝色尖
未加工蓝宝石
晶石：颜色均一，微带灰色，晶体呈八面体， 均质体，无二色性。蓝色碧玺：颜色为带绿蓝色，
的靛蓝色，颜色鲜艳，属优质蓝宝石。斯里兰卡、 泰国、中国、澳大利亚产的蓝宝石也各具特色。 蓝宝石具有脆性，佩带时应避免摔打、磕碰。
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晶体为复三方柱状，硬度、密度、折光率都较蓝 宝石低，二色性极明显，双折射率大。蓝锆石： 经加热处理的锆石，颜色鲜艳，色散强，双折射 率高。合成蓝宝石：颜色均一，洁净，包裹体稀 少，有圆气泡，均质体。
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蓝宝石的评价与选择。蓝宝石的评价与选择 因素是颜色、重量、透明度和净度。蓝宝石的最 大特点是颜色不均匀，聚片双晶不发育，二色性 强。缅甸地区产的蓝宝石，呈鲜艳的蓝色（含钛 致色），因含包裹体，可产生六射或十二射星光。 印度克什米尔蓝宝石，呈矢车菊蓝色，是微带紫