GemPen®─合成藍寶

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。