人造宝石是一类人工合成的,以Al2O3、SiO2、Mg0、TO2等为主要成分的,坚硬、美观、透明、均质的人工晶体。人造宝石分为刚玉系合成宝石、尖晶石系宝石和金红石系宝石,见表6-1。刚玉合成宝石的主要成分是Al2O3,掺入不同杂质而呈现不同颜色。尖晶石系宝石是以尖晶石为主要成分,尖晶石是一种复杂的配位型氧化物,成分为(Mg、Fe)Al2O3,由于Co、Mn等杂质含量的不同而呈不同颜色。金红石系宝石由于金红石(TiO2)本身具有的颜色或掺入微量的铬而具有不同的颜色。
表6-1 人造宝石的种类
宝石类型 | 颜色 | 着色剂 | |
刚玉系合成宝石 | 浅红宝石 | 浅粉红色 | Cr2O3 0.01%~0.05% |
粉红宝石 | 粉红色 | Cr2O3 0.1%~0.2% | |
红宝石 | 红色 | Cr2O3 2%~3% | |
金黄宝石 | 橙黄色 | Cr2O3 0.2%~0.5%,NiO 0.5% | |
紫宝石 | 紫色 | TiO2 0.5%,Fe2O3 1.5%,Cr2O3 0.1% | |
蓝宝石 | 蓝色 | TiO2 0.5%,Fe2O3 1.5% | |
变色宝石 |
蓝紫色(日光下) 红紫色(灯光下) |
V2O3 3%~4% | |
黄青玉 | 金黄色 | NiO 0.5%,Cr2O3 0.01%~0.05% | |
黄宝石 | 黄色 | NiO 0.5%~1.0% | |
白宝石 | 无色 | 无 | |
尖晶石系宝石 | 浅海蓝宝石 | 天蓝色 | CoO 0.01%~0.05% |
海蓝宝石 | 海水色 | CoO 0.5%~1.0% | |
绿宝石 | 浅绿色 | CoO 0.05%~0.1%,MnO 0.5%~1% | |
尖晶石 | 蓝紫色 | CoO 0.5%~1.5% | |
金红石系宝石 | 金红石 | 浅黄色 | 无 |
金红石 | 深蓝色 | 无 | |
金红石 | 橘红色 | Cr2O3 0.5% |
通常所说的红宝石,是掺铬的氧化铝晶体。由于Cr3+部分取代了氧化铝中的Al3+,而使晶体带红色,随着Cr3+浓度的增加,颜色由浅变深。蓝宝石则是在氧化铝晶体中掺入了铁和钛的氧化物。刚玉星光宝石是一种名贵的宝石珍品,它是在刚玉宝石中加入微量的星化剂(如Ti、Al等),在一定温度下进行星化处理,使宝石中的掺入物由于溶解度降低而从晶体中脱溶,析出的针状晶体沉积在宝石晶胞的六个柱面上,沿垂直于宝石的c轴切割并琢磨抛光后,在弧面上就能呈现出6条美丽的星线,似从宝石的中心射出。
人造宝石最初是作为装饰品来使用的,但现在90%以上是用于工业和科学技术方面,主要用于精密机械工业、电器仪表、铁道信号机、船舶罗盘仪、电表、精密仪器等用的轴承或通孔钻。