Safir

Safir (från annan grekisk σάπφειρος (sappheiros) - en blå sten, möjligen från hebreiska ספיר ‏ (sapir) eller ett persiskt namn med samma betydelse) är en ädelsten i olika nyanser, en av varianterna av korund [1] . I mineralogin är safirer uteslutande blå korund , i smyckesindustrin - vilken färg som helst utom lila- röd (sådana stenar kallas rubiner ). Den blå färgen på safir beror på förekomsten av titan (Ti) och järn (Fe) föroreningar . I gamla dagar i Ryssland kallades safir (eller safir [2] ), liksom andra värdefulla blåfärgade mineraler, baus .

Det finns syntetiska safirer som ofta används inom teknik och smycken. De syntetiserar både optiskt transparenta färglösa kemiskt rena safirer (leukosafirer) och färgade med olika föroreningar [3] . Konstgjorda safirer syntetiserades första gången 1904 av den franske kemisten Auguste Verneuil.[4] .

Safir är aluminiumoxid (kemisk formel Al 2 O 3 ) [1] .

Egenskaper och varianter

Safir kännetecknas av hög hårdhet (9 Mohs ) och stark briljans . Ljusets brytningsindex är 1,762-1,778 . Smältpunkt 2040 °C. Densitet 3,93 g/ cm3 . Transparent i det infraröda området upp till en våglängd på 6500 nm . Optiskt anisotropisk . Dielektrisk [3] .

Smycken safirer

Safirer har ett rikt färgområde: förutom klassiska blå stenar finns det också färgade (den så kallade "fantasy") safirer - exemplar av ädelstenskvalitet korundorange, rosa-orange (lotusfärg, den så kallade " padparadscha " "), granatröd (med pleokroism ), gula, gröna och rosa färger, samt färglösa stenar (leukosafirer). "Star safirer" är högt värderade - sorter av sten med en väl uttalad asterism effekt . Men blåklintsblå sammetslen färg av måttlig intensitet är mest värderad i safir. Mörkfärgad safir, till skillnad från djupfärgad smaragd , är mindre värderad.

Den blå färgen på safir beror på titan- och järnföroreningar i Al 2 O 3 -matrisen [1] . En inblandning av krom ger en rosa färg, sådana korund kallas ofta rubiner . Vanadin färgar safirer lila. Järn utan titaninblandning - i gula och grönaktiga toner.

Liknande i färg som safir, kallas mineralet kordierit ibland som "vattensafir" (en föråldrad term).

Insättningar

De mest kända safirfyndigheterna är begränsade till pegmatiter eller placers och finns i USA , Australien , Madagaskar , Indien , Sri Lanka , Vietnam , Burma , Thailand och Kina . Det finns inga stora fyndigheter i Ryssland där safir kan brytas i industriell skala: dess fynd är begränsade till manifestationer av blå korund, där det också finns genomskinliga stenar som är lämpliga för skärning. Blå safir finns i Ural och Kolahalvön ( Khibiny ). Ural safirer har som regel en gråaktig nyans, Kola safirer har en säregen grönaktig nyans med en djup blåklintblå färg.

Det är troligt att den största blå safiren som hittades i naturen var en sten som av misstag hittades av radiologen Steve Meyer i USA i mitten av 1960-talet [5] :102 . När han utforskade övergivna stenbrott med en vän nära staden Canton (North Carolina), upptäckte han ett stort fragment av blåaktig bergkristall . Mayer tog stenen till jobbet, där han började använda den som pappersvikt . Några månader senare lade en av patienterna märke till stenen och rådde Mayer att visa den för en gemolog eller juvelerare. Till radiologens förvåning fastställde experter att en enkel "kristallbit" visade sig vara en enorm blå safirkristall som vägde drygt 3 500 karat .

Ordets och stenens historia

Även de gamla tamilerna , invånarna i Sydostasien, hittade ofta gråaktiga ogenomskinliga stenar, som utmärkte sig genom exceptionell hårdhet. Dessa stenar kallade de "korund". Härifrån kom ljudet av det indiska "kauruntaki" och sanskritet "kuruvind" - senare övergick (genom latin ) till modern mineralogi i den välkända formen " korund ". Transparenta röda stenar kallas "ruby" (från latin "rubens" - rodnad), och transparent blå - safir. De gamla judarna och grekerna (och efter dem romarna) kallade dock inte modern safir (blå korund) på detta sätt, utan lapis lazuli (lapis lazuli) [5] :11 .

I det medeltida Ryssland var rubiner och safirer gemensamt kända som " yahonts ". Detta ord bildades från ett system av komplex fonetisk anpassning till det ryska språket . En ungefärlig väg kan spåras ungefär så här: persisk "yakund" - arabiska "yakut" - slavisk "yahont". Samtidigt kallades rubinen "scarlet yahont" och safir oftast - "azurblå".

Applikation

• Blå transparenta safirer används i smycken i form av snitt. Star safirer skärs vanligtvis cabochon .
• Syntetiska leukosafirer används som råmaterial för tillverkning av oftalmiska skalpeller och ögonlinser ; för tillverkning av höghållfasta optiskt transparenta element ( fönster på rymdstationer, skyddsglasögon för optiska medel för raketer och flygplan, skyddsglasögon för skärmar i mobiltelefoner, klockor och kameror i det högsta prissegmentet), vid tillverkning av pansarglas ; som substrat i mikrokretsar ; inom tandvård - för tillverkning av estetiska fästen , inom industrin - för tillverkning av munstycken för vattenjetmaskiner.
• Till skillnad från kvarts reagerar leukosafir inte med alkalimetallångor upp till de högsta temperaturerna, så brännare för högtrycksnatriumlampor massproduceras av konstgjord leukosafir . Leukosafirer kan också användas inom olika områden av laserteknik .
• Syntetisk safir aktiverad med Ti3 + -joner används som aktiva element i titan-safirlasrar .

Syntetiska safirer

Idag är safir efterfrågad inom teknik och smycken. Först och främst gäller detta optiskt transparent safir - leukosafir. På grund av sin enastående hårdhet och värmebeständighet används den i stor utsträckning som slitstarka och värmebeständiga fönster, till exempel i en mängd olika mobila prylar: klockor, mobiltelefoner. Safirsubstrat används också inom halvledarindustrin vid tillverkning av halvledarmikrokretsar och lysdioder med användning av silicon on sapphire -teknologi ( sv: Silicon on sapphire ). Många typer av lysdioder tillverkas på ett safirsubstrat [6] .

Konstgjorda safirer syntetiserades första gången 1904 av den franske kemisten Auguste Verneuil.(eller Verneuil , som det ibland kallas på gammalt sätt) [4] . Syntesmetoden han använde - droppavsättning i en syre-väteflamma - kallas nu Verneuilmetoden . Idag används denna metod även för industriell syntes av safirer.

Senare uppfanns Czochralskimetoden och dess varianter (Kyropoulosmetoden [7] [8] , Stepanovmetoden [9] ) - att dra en kristall från en smälta med hjälp av en frökristall. Idag används denna metod för att tillverka safirer som väger upp till 300 kilogram [10] .

Världen producerar hundratals ton syntetiska safirer per år, främst i Kina, Japan, USA och Ryssland [11] [12] . Ett av världens största företag för syntes av safirer är verksamt i Ryssland [10] [13] .

De resulterande safirerna skärs och poleras med diamantverktyg till kundens storlek.

Huvudapplikationer för konstgjorda safirer:

• Smyckesaffär.
• Motståndskraftig mot stötar, nötning, temperatur, joniserande och ultraviolett strålning. Inklusive glas för prylar, skottsäkert glas för militär utrustning.
• Halvledarmikrokretssubstrat baserade på kisel på isolatorteknologi ( sv: Silicon on sapphire ).
• Substrat för optoelektroniska enheter baserade på galliumnitrid (GaN). [14] Denna process används också för att producera blå lysdioder , som används för att göra vit LED-belysning [6] [15] .
• Tillsatsaktiverad arbetsvätska för halvledarlasrar.

Kända safirer

• Den största safiren (som vägde 1404,49 karat), [16] kallad " Adams stjärna ", bröts i Sri Lanka i augusti 2015. [17]
• Black Star of Queensland (733 karat)
• Star of India (563 karat)
• Sapphire Logan (423 karat)
• Star of Asia (330 karat)
• St. Edwards safir (167 karat)
• Raspoli (135 karat)
• Stuart safir (104 karat)

Galleri

• 423 karat (85 g.) Blue Sapphire Logan

• En oskuren, grov gul safir hittades vid Safirgruvan i Spokane, nära Helena, Montana

• Teardrop blå safir

• En mörkblå safir, troligen av australiensiskt ursprung, som uppvisar en lysande ytglans som är typisk för slipade ädelstenar av korund.

• rosa safir

• Facetterad padparadscha

• Kristallstruktur av safir

• Safirring tillverkad 1940

• Sapphire Yogo

• Safir från Madagaskar

• Syntetisk safir

• Syntetisk stjärnsafir

• Cermax xenonbågslampa med utgångsfönster i syntetisk safir

• Enkristall safirklump odlad enligt Kyropoulos-metoden . Cirka 200 mm i diameter och cirka 30 kg. (Den andra bakgrunden är synlig i bakgrunden.)

Se även

• Lista över mineraler

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 Sapphire / A. S. Marfunin  // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
2. ↑ Safir  // Förklarande ordbok för det levande stora ryska språket  : i 4 volymer  / ed. V. I. Dal . - 2:a uppl. - St Petersburg. : M. O. Wolfs  tryckeri , 1880-1882.
3. ↑ 1 2 Perelomova N. V. Sapphire // Physical Encyclopedic Dictionary / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Soviet Encyclopedia, 1983. - S. 654. - 928 sid. — 100 000 exemplar.
4. ↑ 1 2 Sapphire - en artikel från uppslagsverket "Round the World"
5. ↑ 1 2 S. Akhmetov. Samtal om gemologi. - M . : Ung garde, 1989. - 237 sid. — ISBN 5-235-00499-X .
6. ↑ 1 2 LED-belysning (otillgänglig länk) . Hämtad 19 februari 2017. Arkiverad från originalet 20 februari 2017. (obestämd) 
7. ↑ Metod för att odla en kristall med Kyropoulos-metoden . Hämtad 19 februari 2017. Arkiverad från originalet 20 februari 2017. (obestämd)
8. ↑ Kyropoulos metod . Hämtad 19 februari 2017. Arkiverad från originalet 20 februari 2017. (obestämd)
9. ↑ Stepanovs metod . Hämtad 19 februari 2017. Arkiverad från originalet 20 februari 2017. (obestämd)
10. ↑ 1 2 Ryska "Monocrystal" är världens största tillverkare av safirkristaller . Hämtad 19 februari 2017. Arkiverad från originalet 20 februari 2017. (obestämd)
11. ↑ Scheel, Hans Jr̲g; Fukuda, Tsuguo. Kristalltillväxtteknik  (neopr.) . - Chichester, West Sussex: J. Wiley , 2003. - ISBN 0-471-49059-8 . Arkiverad 5 september 2012 på Wayback Machine
12. ↑ Elena R. Dobrovinskaya; Leonid A. Lytvynov; Valerian Pishchik. Sapphire : Material, tillverkning, applikationer  . - Springer, 2009. - P. 3. - ISBN 0-387-85694-3 .
13. ↑ Safirindustrin: tillbaka till framtiden . Hämtad 20 februari 2017. Arkiverad från originalet 21 februari 2017. (obestämd)
14. ↑ "Gallium nitride collector grid solar cell" (2002) US Patent 6,447,938
15. ↑ Status för safirindustrin. . Hämtad 20 februari 2017. Arkiverad från originalet 21 februari 2017. (obestämd)
16. ↑ Sri Lanka producerar världens största safir som väger 1404,49 karat . Tillträdesdatum: 6 januari 2016. Arkiverad från originalet 6 januari 2016. (obestämd)
17. ↑ Den största safiren för 175 miljoner dollar bröts i Sri Lanka . Tillträdesdatum: 6 januari 2016. Arkiverad från originalet 6 januari 2016. (obestämd)

Litteratur

• Anderson B. Definition av ädelstenar. — M .: Mir, 1983.
• Kievlenko E. Ya., Senkevich N. N., Gavrilov A. P. Geologi av avlagringar av ädelstenar. — M .: Nedra, 1974.
• Pylyaev M. I. Ädelstenar. - M . : Skytten, 1990.
• Reid P. Gemmology. — M .: Mir, 2003.
• Fersman A. Berättelser om ädelstenar. — M .: Nauka, 1974.
• Rubin och safir. — M .: Nauka, 1974.

Länkar

• Rubin och safir - egenskaper, sorter, användningshistorik
• Genesis och avlagringar av safirer
•  Sapphire på Mindat.org
• Sapphire in the Atlas of Minerals  (engelska)  (tyska)  (spanska)
• Safirer från Romanovernas kejserliga hus  (tyska)
• Safir som en mängd korund  (ryska) .

Ordböcker och uppslagsverk	biblisk Stor dansk Stor katalanska stor kines Stor norsk Stor ryss Brockhaus och Efron runt världen Litet Brockhaus och Efron V. Dahl Kroatisk Britannica (online) Universalis
I bibliografiska kataloger	GND : 4179096-0 J9U : 987007555792505171 LCCN : sh85117457

Mineralklass : Oxider ( IMA- klassificering , Mills et al., 2009 )
Underklass enkla oxider	cupritgrupp Cuprit periklasgrupp Vustit periklas Rutil grupp Brookite Cassiterit pyrolusit Rutil Uraninitgrupp Uraninit Korund-ilmenit familj Corundum Group Hematit Karelianite Korund Ilmenitisk grupp Ilmenite Kvartsfamilj Aventurin Ametist Ametrine hårig Heliotrop Strass rökkvarts Kvarts Coesite Cristobalite Leschatelierite Morion (mineral) Opal Cornelian Tridymit Kalcedon Krysopras Citrin Jaspis
Underklass komplexa oxider	Gausmanitisk grupp Gausmanit Perovskite grupp Loparite Perovskite Taaffeite grupp Taaffeite Tantaloniobater Columbite-tantalitgrupp Columbite-tantalit Manganotantalit Pyroklorgrupp Microlite Pyroklor Plumbomikrolite Samarskite grupp Samarskit Spinellgrupp Magnetit franklinit Chromite Spinell Jacobsite euxenitgrupp euxenit
Underklass Hydroxider	Diasporagrupp Boehmit Goethite Diaspora
Lista över mineraler Portal "Mineralogi" Projekt "Geologi"