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Zafiro sintético de dos tonos | Gemas y gemología

Lingote de zafiro sintético bicolor.

Figura 1. Bolas divididas de zafiro sintético bicolor cultivadas por fusión a la llama. Foto de Jennifer Stone-Sandberg; cortesía de RusGems.

En JOGS, la oficina de Bangkok de RusGems, una empresa de crecimiento de cristal sintético de Rusia, ofreció una variedad de materiales de gemas sintéticas. Olga Tanskaia nos muestra una amplia gama de colores para zafiro sintético, espinela, berilo, granate y otros cristales cultivados en laboratorio producidos mediante varios métodos de crecimiento de cristales. Ella señala que los sintéticos azules y rojos son siempre los más vendidos.

Figura 2. Izquierda: zafiro sintético bicolor de 14,83 quilates en los populares colores azul verdoso y violeta. Foto de Kevin Schumacher; cortesía de RusGems.Derecha: pequeños fardos que pueden ser carbón24 En el borde de verde azulado y púrpura en el cristal. Fotomicrografía de Nathan Renfro; campo de visión de 7,05 mm. «>
Zafiro sintético bicolor verde azulado y violeta.

Figura 2. Izquierda: zafiro sintético bicolor de 14,83 quilates en los populares colores azul verdoso y violeta. Foto de Kevin Schumacher; cortesía de RusGems.Derecha: pequeños fardos que pueden ser carbón24 En el borde de verde azulado y púrpura en el cristal. Fotomicrografía de Nathan Renfro; campo de visión de 7,05 mm.

Los zafiros sintéticos de dos tonos en bruto y cortados también son populares y demandados, como encontramos con los zafiros naturales este año (Figura 1). Este material crece por fusión a la llama, y ​​la composición de cromóforos de la composición en polvo cambia según la longitud deseada durante el crecimiento. Hay muchas combinaciones de colores diferentes para elegir, incluidos algunos tonos populares de verde azulado y morado (Imagen 2, izquierda). La aplicación de este enfoque de partición de color a estos cristales cultivados por fusión de llama se inspiró en el trabajo histórico sobre la síntesis de varillas de láser de rubí, donde se requerían regiones incoloras (o «sin dopar») en los extremos de las varillas (Figura 3). Para lograr esto, se desarrolló un proceso que hace crecer un solo cristal con alúmina pura hasta una cierta longitud, luego agrega el nivel deseado de cromo al crecimiento de la porción de la barra láser de esa longitud y luego vuelve a la alúmina pura.

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Una varilla de rubí sintético.

Figura 3. Las varillas de rubí sintético cultivadas por fusión a la llama muestran extremos libres de cromo. Foto de Jennifer Stone-Sandberg; cortesía de RusGems.

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Trajimos el zafiro sintético bicolor de corte escalonado de la Figura 51 al laboratorio de GIA para determinar la química de los elementos traza responsable de los tonos azul verdoso y violeta. Usando espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente por ablación láser (LA-ICP-MS), encontramos que el extremo azul-verde no contiene Be, Mg, Ti, V, Mn, Fe o Ni, pero contiene pequeñas cantidades de Cr y Ga. (alrededor de 4 ppma y 0,5 ppma) y una gran cantidad de Co (alrededor de 140 ppma). El extremo morado tampoco contiene Be, Mg, V, Mn, Fe o Ni, pero sí contiene pequeñas cantidades de Ti (0,6 ppma) y Ga (0,4 ppma), y grandes cantidades de Co (120 ppma) y Cr (470 ppma). ppma). El cobalto le da a este cristal el componente azul verdoso de su color, mientras que el cromo cambia el tono a violeta. Usamos espectroscopia UV-Vis para detectar picos de absorción que pueden usarse en la química de elementos traza para interpretar las dos regiones de diferentes colores. Identificamos picos de cromo a aproximadamente 400 y 560 nm, lo que resultó en un componente rojo en la fracción púrpura. También encontramos un medio pico púrpura a unos 640 nm, probablemente debido a Co3+En la mitad azul-verde, no encontramos Cr3+ pico, pero identifica Co3+ Los picos están alrededor de 640 nm y 440 nm, y el pico aparece alrededor de 600 nm debido al Co2+ (K. Schmetzer y A. Peretti, «Caracterización de un conjunto de zafiros sintéticos hidrotermales rusos experimentales», Revista de Gemología,rollo. 27, N° 1, 2000, págs. 1-7).

Al examinar las inclusiones en el límite entre dos secciones de diferentes colores, encontramos pequeños grupos de color azul brillante que pensamos que eran CoAl.24 (Fig. 2, derecha), un material con estructura de espinela llamado «azul cobalto» que se usa para dar su color azul al vidrio, la cerámica y los plásticos.

La capacidad de generar prácticamente cualquier tono (incluida la gama) en zafiro es evidente cuando se examinan los productos de RusGems. Es fascinante ver la evidencia del impacto directo de la industria del láser de alta tecnología en estas piedras preciosas sintéticas.

Jennifer Stone-Sundberg es Gemas y GemologíaZiyin Sun es asistente de investigación, Nicole Ahline es gemóloga sénior y Nathan Renfro es gerente de identificación de piedras de colores en GIA en Carlsbad, California.

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