Облагораживание ювелирных разновидностей корунда с применением облучения

Природа происхождения окраски драгоценных камней, в частности рубинов и сапфиров, весьма разнообразна. В некоторых случаях минералы в природе образовываются под воздействием природного облучения. Это происходит благодаря тому, что кристаллы растут вблизи, например, ториевых и урановых рудников, которые могли образоваться еще во времена зарождения нашей Вселенной. Радиоактивные элементы этих источников довольно значительное время остаются в земной коре благодаря длительному периоду полураспада и способны влиять на формирование цвета и полностью преображать минерал.

На основе этого абсолютно природного процесса был изобретен метод облагораживания драгоценных камней – облучение.

Суть метода заключается в воздействии на образец одним из возможных вариантов излучения в течение определенного времени.

Надо сказать, что самым корректным подходом к облагораживанию ювелирных разновидностей корунда является экспериментальный подбор технологических параметров непосредственно к образцам конкретного источника. Это связано с совершенно уникальными условиями образования различных месторождений и необходимостью подбора наиболее точных технологических параметров воздействия для увеличения вероятности получения более корректного прогноза. Поэтому здесь рассмотрим наиболее характерные примеры.

Для корундов некоторых месторождений часто используют гамма- и рентгеновское излучение. В результате воздействия излучением на корунд возможны следующие варианты изменения цвета: усиление желтой окраски (от бледно-желтой до насыщенно желтой), а в некоторых случаях даже формирование цвета падпараджа.

Такой метод для сапфиров используется довольно редко в связи с его неустойчивостью. Кроме того, что метод облучения имеет не всегда предсказуемый результат, процесс может быть обратим и по прошествии некоторого времени камень постепенно бледнеет (выцветает), а если подвергать камень нагреванию в восстановительной атмосфере, процесс выцветания протекает гораздо быстрее.

Необходимо сказать, что окраска сапфиров, облученных в природе или искусственно, может быть одинаково нестабильна.

Однако для закрепления результата облучения сегодня применяют ступенчатую обработку, где вторым этапом используют нагревание в окислительной атмосфере, что делает цвет устойчивым.

В случае с получением цвета сапфира падпараджа (при исходном бледно-желтом) чаще всего прибегают к высокотемпературному нагреванию в присутствии химического элемента бериллия (бериллиевая диффузия) для получения более устойчивого и предсказуемого результата.

Чтобы различать сапфиры со стабильной и нестабильной окраской, часто применяют тест на выцветание (fading test). Его суть заключается в разной реакции на облучение сапфиров, окрашенных примесью железа, и сапфиров с радиационной природой окраски.

Результаты fading test с восстановлением окраски с помощью ультрафиолетового излучения в желтом сапфире. Фото: SSEF.

Результат изменения цвета под воздействием УФ-облучения сапфира падпараджа. Фото: SSEF. 

Причем достаточно выдержать образец под УФ-лампой или даже на солнце, например, в течение суток. При этом цвет облученных сапфиров меняется, хоть и незначительно, но для эксперта совершенно очевидно. В то время как цвет камней с устойчивой окраской остается неизменным.

Цвет облученных образцов с нестабильной окраской можно усилить путем повторного облучения, но цвет получится по-прежнему неустойчивый и с течением времени будет выцветать.

Известный минералог и химик Курт Нассау, основательно проанализировав экспериментальные данные по природе происхождения желтой окраски и цвета падпараджа, написал статью, где подробно описал все диагностические особенности этих камней, и вывел семь типов желтых сапфиров c разной степенью устойчивости цвета.