Сапфи́р (от др.-греч. σάπφειρος (sappheiros) — синий камень, возможно от ивр. ‏ספּיר‏‎ (sapir) или персидского названия с тем же значением) — драгоценный камень различных оттенков, одна из разновидностей корунда^[1]. В минералогии сапфирами называются корунды исключительно синего цвета, в ювелирной промышленности — любых цветов, кроме сиренево-красного (такие камни называются рубинами). Синий окрас сапфира обуславливается присутствием примесей титана (Ti) и железа (Fe). В старину в России сапфир, как и другие ценные минералы синей окраски, назывался баусом.

Существуют синтетические сапфиры, широко используемые в технике и ювелирном деле. Синтезируют как оптически прозрачные бесцветные химически чистые сапфиры (лейкосапфиры) так и окрашенные разнообразными примесями.^[2]. Искусственные сапфиры были впервые синтезированы в 1904 году французским химиком Огюстом Вернеем (англ.)русск. (или Вернейлем, как его иногда называют на старый лад).^[3]

Сапфир является оксидом алюминия (химическая формула Al₂O₃)^[1].

Свойства и разновидности

Сапфир характеризуется высокой твёрдостью (9 по Моосу) и сильным блеском. Коэффициент преломления света 1,762—1,778. Температура плавления 2040 °C^[2].

Ювелирные сапфиры

Сапфиры имеют богатую цветовую гамму: кроме камней классического синего цвета, встречаются также и цветные (так называемые «фантазийные») сапфиры — экземпляры корунда ювелирного качества оранжевого, розово-оранжевого (цвета лотоса, так называемые «падпараджа»), гранатово-красного (с эффектом плеохроизма), жёлтого, зелёного и розового цветов, а также бесцветные камни (лейкосапфиры). Высоко ценятся «звёздчатые сапфиры» — разновидности камня с хорошо выраженным эффектом астеризма. Однако более всего в сапфире ценится васильково-синий бархатистый цвет умеренной интенсивности. Тёмноокрашенный сапфир, в отличие от изумруда глубоких цветов, ценится меньше.

Синий цвет сапфира обусловлен примесями титана и железа в матрице Al₂O₃^[1]. Примесь хрома даёт розовый окрас, такие корунды зачастую называют рубинами. Ванадий окрашивает сапфиры в фиолетовый цвет. Железо без примеси титана — в жёлтые и зеленоватые тона.

Схожий с сапфиром по цвету минерал кордиерит иногда называют «водяным сапфиром» (устаревший термин).

Месторождения

Наиболее известные месторождения сапфира приурочены к пегматитам или к россыпям и находятся на территории США, Австралии, Мадагаскара, Индии, Шри-Ланки, Вьетнама, Бирмы, Таиланда и Китая. В России нет крупных месторождений, в которых сапфир может добываться в промышленных масштабах: его находки приурочены к проявлениям синего корунда, в которых встречаются в том числе и прозрачные, пригодные к огранке камни. Синий сапфир встречается на Урале и на Кольском полуострове (Хибины). Уральские сапфиры, как правило, имеют сероватый оттенок, кольские сапфиры обладают своеобразным зеленоватым оттенком при глубокой васильково-синей окраске.

Вероятно, что наиболее крупным голубым сапфиром, добытым в природе, стал камень, случайно найденный рентгенологом Стивом Майером в США в середине 1960-х годов^[4]:102. Обследуя вместе с приятелем заброшенные карьеры вблизи городка Кантон^[en] (штат Северная Каролина), он обнаружил крупный обломок голубоватого горного хрусталя. Майер принёс камень на работу, где стал использовать в качестве пресс-папье. Спустя несколько месяцев один из пациентов обратил внимание на камень и посоветовал Майеру показать его геммологу или ювелиру. К удивлению рентгенолога, специалисты определили, что простой «кусок хрусталя» оказался огромным кристаллом голубого сапфира весом чуть более трёх с половиной тысяч карат.

История слова и камня

Ещё древние тамилы, жители Юго-Восточной Азии, нередко находили сероватые непрозрачные камни, отличавшиеся исключительной твёрдостью. Эти камни они называли «корунда́м». Отсюда пошло звучание индийского «каурунтаки» и санскритского «курувинда» — позднее перешедшее (через латынь) в современную минералогию в общеизвестной форме «корунд». Прозрачные красные камни получили название «рубин» (от латинского «рубенс» — краснеющий), а прозрачные синие — сапфир. Однако, древние евреи и греки (а вслед за ними и римляне) так называли не современный сапфир (синий корунд), а лазурит (ляпис-лазурь).^[4]:11

В средневековой Руси рубины и сапфиры были известны под общим названием «яхонты». Это слово образовалось из системы сложной фонетической адаптации к русскому языку. Примерный путь можно проследить примерно так: греческий «йаксинтос» — персидский «йакунд» — арабский «йакут» — славянский «яхонт». При этом рубин назывался «яхонтом червлёным», а сапфир чаще всего — «лазоревым».

Применение

• Синие прозрачные сапфиры используют в ювелирных изделиях в виде огранок. Звёздчатые сапфиры обычно обрабатываются в виде кабошона^{[источник не указан 172 дня]}.
• Синтетические лейкосапфиры находят применение в качестве сырья для изготовления офтальмологических скальпелей и хрусталиков глаза; для производства высокопрочных оптически прозрачных элементов (иллюминаторов космических станций, защитных стёкол оптических средств ракет и самолётов, защитных стёкол экранов в мобильных телефонах, часах и фотоаппаратах высшего ценового сегмента); как подложки в микросхемах; в стоматологии — для изготовления эстетичных брекетов, в промышленности — для изготовления сопел для гидроабразивных станков.
• В отличие от кварца, лейкосапфир не реагирует с парами щелочных металлов вплоть до самых высоких температур, поэтому из искусственного лейкосапфира массово изготавливаются горелки натриевых ламп высокого давления. Лейкосапфиры также находят применение в различных областях лазерной техники.
• Синтетический сапфир, активированный ионами Ti³⁺, используется в качестве активных элементов в титан-сапфировых лазерах.

Синтетические сапфиры

Сегодня сапфир востребован в технике и ювелирном деле. В первую очередь это касается оптически прозрачного сапфира — лейкосапфира. Благодаря выдающейся твердости и термостойкости его широко используют в качестве износостойких и термостойких окон, например в разнообразных мобильных гаджетах: наручных часах, сотовых телефонах. Также сапфировые подложки используют в полупроводниковой промышленности при изготовлении полупроводниковых микросхем и светодиодов по технологии кремний на изоляторе (en:Silicon on sapphire). Многие типы светодиодов изготавливаются на сапфировой подложке^[5].

Искусственные сапфиры были впервые синтезированы в 1904 году французским химиком Огюстом Вернеем (англ.)русск. (или Вернейлем, как его иногда называют на старый лад)^[3]. Метод синтеза — капельное осаждение в кислород-водородном пламени — так и назвали метод Вернейля. Сегодня этот метод также используется для промышленного синтеза сапфиров.

Позже был придуман метод Чохральского и его разновидности (метод Киропулоса^[6][7], метод Степанова^[8]) — вытягивание кристалла из расплава с использованием затравочного кристалла. Сегодня по этому методу получают сапфиры массой до 300 килограммов^[9].

В мире производится сотни тонн синтетических сапфиров в год, в основном в Китае, Японии, США и России^[10][11]. На территории России находится одно из крупнейших в мире предприятий по синтезу сапфиров^[9][12].

Полученные сапфиры разрезают и полируют алмазными инструментами в размер заказчика.

Основные применения искусственных сапфиров:

• Ювелирное дело.
• Стойкая к удару, истиранию, температуре, ионизирующей и ультрафиолетовой радиации оптика. В том числе стёкла для гаджетов, бронестёкла военной техники.
• Подложки полупроводниковых микросхем по технологии кремний на изоляторе (en:Silicon on sapphire).
• Подложки для оптоэлектронных устройств на основе нитрида галлия (GaN).^[13] Этот процесс используется в том числе для производства синих светодиодов, на основе которых делается белое светодиодное освещение^[5][14].
• Активированное добавками рабочее тело для твердотельных лазеров.

Знаменитые сапфиры

• Крупнейший сапфир (весом в 1404,49 карата),^[15] получивший название «Звезда Адама» был добыт на Шри-Ланке в августе 2015 года.^[16]
• Чёрная звезда Квинсленда (733 карата)
• Звезда Индии (563 карата)
• Сапфир Логан (423 карата)
• Звезда Азии (330 карат)
• Сапфир святого Эдуарда (167 карат)
• Располи (135 карат)
• Сапфир Стюартов (104 карата)

См. также

• Список минералов