藍寶石（Sapphire）主要成分為，是一種特殊的剛玉族礦物材料。藍寶石也是一種簡單配位性氧化物晶體，其晶體結構為六方晶格結構。自然界中的藍寶石因含有鈦（Ti??）、鐵（Fe2?）等元素呈現出藍色，同時含不同微量元素也會呈現黃色、粉色、橙色等色系。天然藍寶石產量稀少，早期常作為珍貴的珠寶飾品。而現在人工合成藍寶石技術已趨于成熟，合成晶體具有天然晶體的化學成分和物理性質，且具有晶體純度高、硬度高、成本低等特點，是一種優良的晶體材料。目前已廣泛應用于光學儀器、醫療設備、半導體等領域。
性質
光學性質
藍寶石為單光軸晶體，折射率為1.7，并且折射率會受溫度的變化產生細微影響。其光譜透過率高，透光范圍涵蓋紫外波段、可見光波段、近紅外波段以及中紅外波段。
機械性質
藍寶石的密度為 3.97-3.99 g/cm3。莫氏硬度為9，在自然界中藍寶石硬度僅次于金剛石，具有機械強度高、抗壓能力強、耐磨擦等優異的機械性能。
熱學性質
藍寶石熱穩定性好，熔點為 2323K，沸點為 3253K，具有很好的耐高溫效果。
電學性質
藍寶石是優異的介質材料，在室溫下其電阻率可達1×1011 Ω·cm，常用作高純度硅生長的襯底材料。
顏色
顏色成因
藍寶石的顏色主要由鐵和鈦兩種雜質引起。這兩種元素的離子通常占據剛玉中鋁的位置，這些離子在剛玉中的含量有多有少，并且不是總處于最佳呈色狀態。其含量的不同，賦存狀態的不同，引起藍寶石的顏色變化，有時呈淺藍，有時呈深藍，有時呈其它顏色。一般來說，含Ni2?、Fe3?者為黃色；含Fe3?和Mn??者為褐色；含V3?、Co2?、Ni2?者為綠色；含Cr3?、Fe3?、Ti??者為紫色；含Fe2?、Ti3?等離子者為藍色。
顏色分類
自然界中的寶石級白色藍寶石除紅寶石外，其余各種顏色如藍色、淡藍色、綠色、黃色、灰色、無色等，都稱為藍寶石，除了藍色藍寶石以外，其余也稱為彩色藍寶石。
藍色藍寶石
各種色調的藍色藍寶石：藍紫色、濃藍色、極深藍色、灰藍色、鐵藍色、淺藍色、黑藍色等。
彩色藍寶石
1）黃色藍寶石：金色藍寶石，是藍寶石中非常珍貴的品種，有名“東方黃寶石”、“黃寶石王”、“黃寶石帝”等。
2）深橙-橙紅色藍寶石（帕德馬藍剛玉）：淺-中等色調的微粉紅-橙色到粉紅-橙色，珍貴品種，尤為斯里蘭卡人所喜愛，故極少出口。
3）綠色藍寶石：大多是澳大利亞或泰國產的藍黑色藍寶石，經切割后，呈綠色，但淺綠色者罕見。又稱“東方祖母綠”。
4）微綠淺藍色藍寶石：又名“東方海藍寶石”或“海藍藍寶石”。
5）紫色-紫紅色藍寶石：又稱“紫晶藍寶石”，主色為紫色，顏色范圍涵蓋中紅紫色至紫羅蘭紫色。
6）粉紅色藍寶石：因粉紅色色調太淺而不能稱為紅寶石。
7）變色藍寶石：日光下呈藍色，夜間在燈光下呈微紅色或紫紅色，稱為變色藍寶石或稱金綠寶石藍寶石、金綠玉藍寶石。
8）無色藍寶石：或稱白色藍寶石，斯里蘭卡的“久達”（Geuda）藍寶石以白色者居多，加熱處理往往可變藍。無色藍寶石透明度差，多呈乳白色。
9）褐色藍寶石：一般不透明。若含細針狀金紅石晶體(具絲絹光澤)，可切磨成星光藍寶石。罕見的中等色調的透明的褐色藍寶石產于柬埔寨，美麗晶瑩,為珠寶界所歡迎。
星光藍寶石
星光藍寶石或稱星彩藍寶石，多為不透明-半透明。絲絹包裹體(針狀金紅石等定向排列而成)是產生星光的原因。出現星光的藍寶石以藍色(深藍、藍黑至淺藍、藍灰色等)、綠色者較常見，而橙色、黃色者極罕見。黑色星光藍寶石（“黑星石”）為極深的褐色、紫紅色或綠色，帶狀結構（色帶、生長紋、包體等構成六邊形帶狀）發育。
2013年9月，經過近三個月親自設計、打磨的一顆67.98克拉的星光藍寶石問世。
產地
天然藍寶石資源十分有限，但產地分布范圍廣，主要有緬甸、印度克什米爾、斯里蘭卡、泰國、澳大利亞、中國山東省等地。其他產地也有柬埔寨、越南、巴基斯坦、阿富汗、美國、俄羅斯肯尼亞、坦桑尼亞、津巴布韋、尼日利亞、加納、巴西、馬達加斯加、哥倫比亞、挪威、芬蘭、捷克、南非。
緬甸藍寶石
主要為剛玉寶石，位于緬甸中北部杰沙縣，此地藍寶石顏色富麗，有皇家藍色之稱，且與克什米爾藍寶石稱為優質藍寶石。緬甸藍寶石透明度高，裂隙少，顏色為微紫藍色，在人工光源的照射下呈現一點墨黑色。常有針狀金紅石包裹體，出現六射星光，以及指紋狀的氣狀包裹體。
克什米爾藍寶石
產于桑斯加爾，呈現矢車菊藍色，具有法蘭絨般藍得微帶紫色，透明度較低、色調較淡，但較明亮?？耸裁谞栕?9世紀60年代開始開采，曾是著名的優質藍寶石產地，最美麗的藍色帶紫的矢車菊藍寶石就產自克什米爾。
斯里蘭卡藍寶石
產于有大量的寶石沖擊砂礦集中地區，主要分布于拉特納普拉城。斯里蘭卡藍寶石內含大量絮狀、針狀包裹體，光彩減弱，略呈現出灰色。寶石顏色分布不均，為暗淡的灰藍色至淺藍紫色，有色帶、條紋，但光彩明亮。
泰國藍寶石
產于泰國北部地區的古老變質巖中，如清萊府、南部尖竹汶等地。泰國藍寶石顏色較深，透明度較低，有深藍色、灰藍色、略帶紫色的藍色三種。沒有針狀或絹絲狀的金紅石包裹體，無星光效應，常見指紋狀圖形。
澳大利亞藍寶石
澳大利亞是世界上剛玉寶石的重要產出國之一，資源豐富，產地較多，儲量豐富，主要分布于昆士蘭州和威爾士州。澳大利亞藍寶石透明度低，顏色深厚，呈現墨黑色，一般具有濃綠色至極深紫藍色的二色性，常有色帶和羽狀包裹體。
中國藍寶石
中國的剛玉寶石資源自20世紀70年代開始被調查，發現其分布范圍相當廣泛，山東、遼寧省、四川省、吉林省、黑龍江省等20余個省區均發現寶石剛玉及礦化脈。而中國藍寶石主要產地位于山東省昌樂縣，該地藍寶石含鐵、鈦偏高，顏色較深，且分布不均勻，色帶和色區明顯，有時同一晶體上會出現兩種不同的顏色。藍色以藍色為主，也存在純正墨水藍色。
典型藍寶石
亞當之星
“亞當之星”是一枚重1404．49克拉的蛋形星光藍寶石，并認證是迄今為止世界上最大的一顆星光藍寶石。這枚寶石出自斯里蘭卡南部素有“寶石城”之稱的拉特納普拉市一座礦內，寶石主人將其取名為“亞當之星”。
亞洲之星
“亞洲之星”是一枚重330克拉的星光藍寶石，產自緬甸。
象征意義
藍寶石（Sapphire）一詞來自拉丁語“Spphirus”，梵語“Sanipriga”，字面意思是“對土星的珍愛”。古代人們將藍寶石作為忠誠、正義、貞潔、博愛的象征，星光藍寶石又被稱為“命運之石”，保護佩戴者免受罪惡的傷害，祈求為自己帶來好的運氣。
古代藍寶石常作為各教派之神廟和寺院的神圣裝飾品和貢品，神職人員也常佩戴藍寶石戒指作為神圣以及忠誠的象征。中世紀時，在王冠上鑲上藍寶石，使君王免受傷害和妒忌，在英國王室帝國王冠上就鑲嵌著兩顆具有歷史意義的藍寶石，其一是顏色絢麗、切成玫瑰花式的愛德華藍寶石，另一枚是斯圖亞特藍寶石。
人工合成方法
焰熔法
該方法是在合成設備的上部裝入氧化鋁、氧化鐵、二氧化鈦原料粉末，在原料粉末下落至中部時，將被H?和O?的高溫火焰融化成液滴，滴落在下部的耐火棒上，冷卻形成胡蘿卜狀藍寶石晶體。
特點：使用廣泛、晶體生長速度快、成本低、產量高、價格便宜。
助溶劑法
該方法通過利用添加助溶劑，進而降低原料的熔點，常用助溶劑有氧化鉛、氧化硼、氧化鉍等。具體方法為在鉑金堝中將藍寶石的原料及助溶劑融化，緩慢冷卻結晶。最終，助溶劑會浮于寶石晶體上，將其去除干凈即可。
特點：結晶速度慢、周期長、成本高，但品質好。
水熱法
該方法利用一個密閉的金屬高壓釜進行合成，在其底部放置所需原料粉末，釜的中上部懸掛有種晶，借助高溫高壓使得晶種生長以達目的。同時，釜中需注滿有“礦化劑”的水溶液，以助于原料溶解。
特點：近乎天然產出藍寶石、成本高、價格昂貴。
泡生法
1926年，前蘇聯的基羅普洛斯（Kyropulos）首次提出泡生法。該方法設計加熱器和熱屏的結構，在晶體內形成底部高、頂部低、邊緣高、中心低的溫度分布。在坩堝內裝入原料，將定向籽晶固定在頂部。抽真空之后升溫化料，使坩堝中心的溫度略高于熔點。將籽晶浸入熔液中并將表面溶燭，提高其浸潤性。降低熔體溫度，使在籽晶上結晶，用提拉法的工藝，生長晶頸。然后停止提拉，緩慢降低加熱功率，實現晶體的生長。
人工優化處理方法
加熱
通過加熱以改變紅石、藍寶石的顏色（改變其色彩色調與顏色飽和度），增加其凈度（去除與提高明度）。
擴散
擴散又稱為滲透或表面滲透，其為在寶石表層加上TiO?等不同的著色劑，在中加熱以改善寶石表層顏色的一種方法。
染色
染色方法是將染色劑和寶石在水中一起，以加深或改變寶石顏色。斯里蘭卡將淺黃色藍寶石與一種樹皮、樹枝一起放水中煮，可使該種藍寶石變成金黃色，然后加蠟形成保護層。
改變包裹體
應用電蝕、熱處理等方法改變寶石包裹體，如中國山東藍寶石的熱處理改色是使原黑色包裹體經氧化而達到寶石退色目的。
評價標準
對藍寶石的評價和對紅寶石的標準相同，都是從顏色、凈度、重量、切工、對稱性、拋光程度幾方面綜合衡定。
顏色
藍寶石上品對顏色要求正濃陽均。質量較差的藍寶石發灰或發黑，需通過光線透射觀察才能顯示出藍色；質量最佳的藍寶石呈紫藍色，且在正常的日光下就可以看到藍色。另外，二色性是否強烈、色帶是否明顯、顏色分布是否均勻等，都將直接影響藍寶石的價值。
凈度
由于凈度高低與寶石顏色關系較大，因此寶石內部的裂隙、斑紋位置等都決定了寶石的價值。較高凈度的藍寶石較多，但內部瑕極少的藍寶石非常稀有，且價格極高。
重量
對于藍寶石而言，重量對藍寶石的價格影響不及紅寶石明顯。因為質量上乘、密度較大的藍寶石較多，且超過5克拉、質量較好的不罕見。
切工
藍寶石的切工要求基本和紅寶石以及鉆石的相似，包括形狀比例美觀，拋光表面完好亮麗。完全對稱的切工有助于展示寶石優勢；拋光程度不同，寶石的光澤也會有所不同，因此切工的好壞直接影響了寶石的價格。
鑒別
天然藍寶石與人工藍寶石鑒別
彎曲生長紋和氣泡是焰熔法人工合成藍寶石的重要標志，在與梨晶長軸呈90°的方向，常見幾組相交的彎曲生長紋。天然彎曲生長紋的弧形帶較寬，弧形色帶也比較明顯。
雙晶紋是天然寶石的指示特征，特別是天然寶石與焰熔法人工合成寶石相比較而言。
天然藍寶石與人工合成藍寶石的吸收光譜幾乎難以區分，天然藍色藍寶石由于是鐵和鈦元素致色，Fe譜線（4500A線）通常很明顯，有時還有4600A線、4710A線。人工合成藍寶石常不顯4500A線，即使在合成過程中加了鐵粉。
天然藍色藍寶石一般無熒光，唯一例外是斯里蘭卡藍色藍寶石，由于含微量鉻，在長波紫外線照射下呈紅橙色熒光。人工合成粉色、黃色和橙色藍寶石在X射線照射下顯明顯磷光，天然藍寶石未見磷光(可能由于含鐵)，人工合成粉紅色藍寶石在短波紫外線照射下發紫光，而天然寶石發深紅色的光。
彗星狀包裹體，一個個小小的熔滴連著一條細白線狀物，形似彗星。一般來說，這是助溶劑法合成藍寶石的標志。
藍寶石與相似寶石鑒別
與藍寶石相似寶石有許多，其中有藍色尖晶石、藍色碧璽、藍晶石、海藍寶石、坦桑石、堇青石、藍錐礦等，其主要鑒別特征如下。
表 藍寶石與相似寶石的主要鑒別特征
人工合成藍寶石鑒別
采用不同方法合成的人工藍寶石，其內部特征有一定差異。
表 不同方法合成藍寶石的特征
應用領域
裝飾品
嘉靖朝以后墓葬出土的鑲嵌寶石文物可知，紅寶石、藍寶石和尖晶石這三種彩色寶石曾被廣泛運用到首飾、服飾和其他器物制作中。
光學應用
憑借其優異的光學性質以及耐高溫高壓的特性，在光學領域藍寶石材料已被廣泛應用于軍事設備的窗口制造以及干涉儀、單色儀等X射線領域中多種儀器設備的開發當中。目前，藍寶石材料也用于蘋果公司的手機攝像頭鏡片。
醫學應用
在醫學領域中，因其優異的材料穩定性以及人體親和性，藍寶石材料被視為最有益的人體植入材料。并且，憑借其優異的機械強度，由藍寶石制成的手術刀更為鋒利，對細胞的損傷以及帶來的疼痛感更小，因此藍寶石手術刀已經成為醫學上常用的手術刀之一。
半導體應用
藍寶石在半導體領域中不論是從制備工藝還是商業成本上講，已然成為了氮化鎵外延生長最完美的襯底材料，并且藍寶石與氮化鎵同屬于六方晶系，存在的晶格失配等問題也會相對較小。
其他應用
純藍寶石清澈無色，是優良的激光基質材料，且藍寶石用于制造熱釋光探測器，具有熱釋光靈敏度高，線性響應范圍寬，可重復使用且無需退火處理等特點。
藍寶石是一種堅硬、抗腐蝕的晶體，熔點超過2000℃，是高溫、惡劣環境傳感方面的理想材料。超高溫壓力傳感器中的藍寶石壓力敏感結構便由兩片單晶藍寶石芯片組成。
參考資料 >
全球最大變色星光藍寶石“紫藍之星”問世.水晶網.2023-12-16