GemPen®─合成藍寶
2022-12-22
市面上常見合成藍寶有火焰法和助熔劑法,火焰法(Flame fusion) 又稱為維爾納葉焰熔法(Verneuil process),在氫氧爐的容器中合成,頂部有篩網,篩網上放氧化鋁和鐵或鈦粉末,利用震動器或是鐵鎚,讓粉末通過篩網掉落。粉末會在通過火焰時融化,滴落在一個平面上,冷卻過程中,藍寶的結晶逐漸形成。助熔劑法(Flux) 是在鉑金坩鍋中內部先置入一塊種晶,加入氧化鋁、致色元素及助熔劑後加熱,在1300度的高溫下使得熔液達到飽和,再緩慢的以0.5~1度的速度降溫,使得氧化鋁達到過飽和的狀態析出,依附在種晶上生長結晶成合成剛玉。
合成藍寶內部可能會有弧型生長紋、助熔劑的殘餘、坩鍋上的鉑金片或面紗狀內含物,經過放大觀察可以與天然藍寶區別(圖一)。
圖一、合成藍寶內部的鉑金片反光及白色面紗狀內含物。
表一、合成藍寶內含物照片。
與紅寶石相同GemPen®也能用在合成藍寶上,天然藍寶用Filter 1到Filter 3照射時,無或近無螢光,在Filter 4下可能會受微量元素鉻影響,有紅色螢光,與合成藍寶不同。
這次樣本助熔法A 在Filter 1有明顯藍色螢光,較強的螢光沿助熔劑殘留分布(圖二)。助熔法B明顯是不同的製程,Filter 1有綠藍色螢光,Filter 2和Filter 3隱約有點綠色螢光,Filter 4有明顯綠色螢光。火焰法合成藍寶Filter 1有藍色螢光,可看出弧型生長紋(圖三),Filter 2有微弱螢光,Filter 3和Filter 4沒有螢光,Filter 3的紫色色塊是反射光。
天然與合成藍寶在螢光表現上有明顯不同,所以若遇到乾淨、顯微鏡下看不出特徵的合成藍寶,可用GemPen®協助判斷。
表二、合成藍寶在四個濾鏡下的螢光反應。
圖二、助熔法A 在Filter 1有明顯藍色螢光,較強的螢光沿助熔劑殘留分布。
圖三、上圖,弧型生長紋從亭部比較容易看到。下圖,GemPen®從正面就能觀察到弧型生長紋。