Bugün öğrendim ki: Yakut ve Safirlerin aslında aynı değerli taş olduğu. Safirler her türlü renkte olabilir (hatta aynı anda birden fazla olabilir), sadece kırmızı olduğunda ona Yakut diyoruz.
Korundun'un değerli taş çeşidi
Diğer kullanımlar için bkz. Safir (anlam ayrımı).
Safir GenelKategoriOksit mineralFormülAlüminyum oksit, Al2O3Kristal sistemiTrigonalkristal sınıfıAltigen ölçeklihedral (3m)
H-M sembolü: (32/m)Uzay grubuR3cTanımlamaRenkTipik olarak mavi, ancak değişirKristal alışkanlığıKristaller, büyük ve taneliİkizlenmeHem büyüme ikizleri (çeşitli oryantasyonlarda) hem de rombohedron üzerindeki polisentetik kayma ikizlenmesi [1011KırılmaKötüKırılmaKonkoidal, kıymıklıMohs ölçeği sertliği9.0ParıltıCamımsıÇizgiRengisizŞeffaflıkŞeffaf ila neredeyse opakÖzgül ağırlık3.98–4.06Optik özelliklerTek eksenli (–), Abbe sayısı 72.2Kırılma indisiω = 1.768–1.772
ε = 1.760–1.763Çift kırılma0.008PleokroizmGüçlüEriyme noktası2.030–2.050 °CFüzyonErimezÇözünürlükÇözünmezDiğer özelliklerIsıl genleşme katsayısı (5.0–6.6)×10−6/K [alıntı gerekli]
20 °C'de bağıl geçirgenlik
ε = 8.9–11.1 (anizotropik)[1]
Safir, demir, titanyum, kobalt, kurşun, krom, vanadyum, magnezyum, bor ve silikon gibi elementlerin eser miktarlarını içeren, alüminyum oksitten (α-Al2O3) oluşan, korundun değerli bir taş çeşididir. Safir adı, Latince sapphirus kelimesinden, bunun da Yunanca sappheiros (σάπφειρος) kelimesinden türetilmiştir ve lapis lazuli'yi ifade ediyordu.[2] Tipik olarak mavi renktedir, ancak doğal "fantezi" safirler sarı, mor, turuncu ve yeşil renklerde de bulunur; "parçalı safirler" iki veya daha fazla renk gösterir. Kırmızı korundum taşları da bulunur, ancak safir değil, yakut olarak adlandırılır.[3] Pembe renkli korundum, lokasyona bağlı olarak yakut veya safir olarak sınıflandırılabilir. Genellikle doğal safirler kesilir, cilalanır, değerli taş haline getirilir ve mücevherlerde kullanılır. Ayrıca endüstriyel veya dekoratif amaçlarla laboratuvarlarda büyük kristal küreler halinde sentetik olarak da üretilebilirler. Safirlerin olağanüstü sertliği nedeniyle – Mohs ölçeğinde 9 (elmas 10 ve moissanit 9.5'ten sonra en sert üçüncü mineral) – safirler kızılötesi optik bileşenler, yüksek dayanıklılıklı pencereler, kol saati kristalleri ve hareket yatakları ve özel amaçlı katı hal elektroniği gibi entegre devreler ve GaN tabanlı mavi LED'ler gibi yalıtım alt tabakası olarak kullanılan çok ince elektronik gofretler gibi bazı süsleme dışı uygulamalarda da kullanılır.
Doğal safirler
[düzenle]
Safir, diğeri yakut (kırmızı bir tonda korundum olarak tanımlanır) olan korundun iki değerli taş çeşidinden biridir. Mavi en bilinen safir rengi olmasına rağmen, gri ve siyah dahil diğer renklerde de bulunur ve ayrıca renksiz olabilir. Pembemsi turuncu bir safir çeşidine padparadscha denir.
Avustralya, Afganistan, Kamboçya, Kamerun, Çin (Shandong), Kolombiya, Etiyopya, Hindistan (Cami ve Keşmir), Kenya, Laos, Madagaskar, Malavi, Mozambik, Myanmar (Burma), Nijerya, Ruanda, Sri Lanka, Tanzanya, Tayland, Amerika Birleşik Devletleri (Montana) ve Vietnam'da önemli safir yatakları bulunur.[4]: 431–707 Safir ve yakutlar genellikle aynı coğrafi ortamlarda bulunur, ancak genellikle farklı jeolojik oluşumlara sahiptirler. Örneğin, hem yakut hem de safir Myanmar'ın Mogok Taş Bölgesi'nde bulunur, ancak yakutlar mermerde, safir ise granitik pegmatitlerde veya korundum siyenitlerinde oluşur.[4]: 403–429
Her safir madeni geniş bir kalite yelpazesi üretir ve menşe kalite garantisi değildir. Safir için Cami ve Keşmir en yüksek primi alır, ancak Burma, Sri Lanka ve Madagaskar da büyük miktarlarda kaliteli değerli taş üretir.[3]
Doğal safirlerin maliyeti, renklerine, berraklıklarına, boyutlarına, kesimlerine ve genel kalitesine bağlı olarak değişir. Tamamen işlenmemiş safirler, işlenmiş olanlardan çok daha değerlidir. Coğrafi köken de fiyata büyük bir etki yapmaktadır. Bir karat veya daha büyük olan çoğu değerli taş için, satın alma işlemi yapmadan önce GIA, Lotus Gemoloji veya SSEF gibi saygın bir laboratuvardan bağımsız bir rapor genellikle alıcılardan talep edilir.[5]
Renkler
[düzenle]
Mavi dışında renklerde safirler "fantezi" safirler olarak adlandırılır. Farklı tonlarda değil, farklı renklerde (tonlarda) zonlamaya sahip çok renkli taşlar için "Parçalı safir" kullanılır.[6]
Fantezi safirler sarı, turuncu, yeşil, kahverengi, mor, menekşe ve hemen hemen her renkte bulunur.[7]
Mavi safir
[düzenle]
Değerli taş rengi, ton, doygunluk ve ton açısından tanımlanabilir. Ton, değerli taşın "renği" olarak yaygın olarak anlaşılır. Doygunluk, tonun canlılığını veya parlaklığını ifade eder ve ton, tonun açıklığından koyuluğuna kadar olan kısmıdır.[4]: 333–401 Mavi safir, birincil (mavi) ve ikincil tonlarının çeşitli karışımlarında, çeşitli ton seviyelerinde (tonlarda) ve çeşitli doygunluk seviyelerinde (canlılıkta) bulunur.
Mavi safirler, mavi tonlarının saflığına göre değerlendirilir. Menekşe ve yeşil, mavi safirlerde bulunan en yaygın ikincil tonlardır.[4]: 333–401 En yüksek fiyatlar, saf mavi ve canlı doygunlukta olan değerli taşlara ödenir. Doygunluğu düşük veya tonu çok koyu veya çok açık olan değerli taşlar daha az değerlidir. Ancak renk tercihleri kişisel bir zevk meselesidir.[4]: 333–401
Washington D.C.'deki Ulusal Doğa Tarihi Müzesi'ndeki 423 karatlık (84.6 g) Logan safir, mevcut en büyük fasetlenmiş mücevher kalitesinde mavi safirlerden biridir.
Parçalı safirler
[düzenle]
Çok renkli safirler (veya iki renkli safirler), tek bir taş içinde iki veya daha fazla renk sergileyen taşlardır.[7] Çok renkli veya iki renkli safirlerin istenirliği genellikle renklerinin zonlama veya konumuna, renklerin doygunluğuna ve renklerinin kontrastına göre değerlendirilir.[8] Avustralya, çok renkli safirlerin en büyük kaynağıdır; ana akım mücevherlerde yaygın olarak kullanılmazlar ve nispeten bilinmezler. Çok renkli safirler sentetik olarak üretilemez ve sadece doğal olarak oluşur.[8]
Pembe safirler
[düzenle]
Pembe safirler açık pembeden koyu pembeye kadar çeşitli tonlarda bulunur ve krom miktarı arttıkça renkleri koyulaşır. Pembe renk ne kadar koyu ise, parasal değeri o kadar yüksektir. Amerika Birleşik Devletleri'nde, yakut olarak adlandırılmak için minimum bir renk doygunluğu karşılanmalıdır, aksi takdirde taşa pembe safir denir.[9]
Padparadscha
[düzenle]
Padparadscha, başlangıçta Sri Lanka'da[10] bulunan, ancak Vietnam ve Doğu Afrika'nın bazı bölgelerindeki yataklarda da bulunan narin, açık ila orta tonlu, pembe-turuncu ila turuncu-pembe tonlu bir korundumdur. Padparadscha safirler nadirdir; en nadir olanı, yapay işlem belirtisi olmayan tamamen doğal çeşittir.[11]
Adı, nilüfer çiçeğine (Nelumbo nucifera) benzeyen bir rengi ifade eden Sanskritçe padma ranga'dan (padma = nilüfer; ranga = renk) türetilmiştir.[12]
Fantezi (mavi olmayan) safirler arasında doğal padparadscha en yüksek fiyatları alır. 2001 yılından bu yana, berilyumun yapay kafes difüzyonu sonucu piyasada bu renkte daha fazla safir ortaya çıktı.[13]
Yıldız safir
[düzenle]
Yıldız safir, asterizm olarak bilinen yıldız benzeri bir fenomen sergileyen bir safir türüdür; kırmızı taşlar "yıldız yakutları" olarak bilinir. Yıldız safirleri, tek bir üstten ışık kaynağıyla görüntülendiğinde altı ışınlı "yıldız" şeklinde bir görünümün oluşmasına neden olan, alttaki kristal yapıyı takip eden kesişen iğne benzeri kapanımları içerir. Kapanım genellikle esas olarak titanyum dioksitten oluşan bir mineral olan rutildir.[14] Taşlar genellikle yıldızın merkezi kubbenin tepesine yakın olacak şekilde kaboşon olarak kesilir. Bazen, rutilin ince iğneleri ile hematitin küçük plakalarının bir kombinasyonu gibi, aynı taş içinde iki farklı kapanım kümesinin bulunması nedeniyle on iki ışınlı yıldızlar bulunur; ilki beyazımsı bir yıldız, ikincisi ise altın renkli bir yıldız ile sonuçlanır. Kristalleşme sırasında, iki kapanım türü kristalin içinde farklı yönlerde tercih edilir şekilde yönlendirilir ve böylece üst üste bindirilmiş iki altı ışınlı yıldız oluşturarak on iki ışınlı bir yıldız oluşturur.[15] Şekilsiz yıldızlar veya 12 ışınlı yıldızlar da ikizlenme sonucu oluşabilir. Kapanımlar, kaboşonun kuşak düzlemi kristalin c eksenine dik değil, paralel olarak yönlendirilmişse alternatif olarak kedi gözü etkisi üretebilir. Kedi gözü elde etmek için, ayrışmış kapanımların düzlemleri son derece düzgün ve sıkıca paketlenmiş olmalıdır. Kubbe bu iki yönün arasına yerleştirilirse, kubbenin en yüksek noktasından uzakta bir merkez dışı yıldız görülecektir.[4]: 101
1404.49 karat ile Adam Yıldızı, bilinen en büyük mavi yıldız safirdir. Değerli taş, Sri Lanka'nın güneyindeki Ratnapura şehrinde çıkarıldı.[16] Dünyanın en büyük ikinci yıldız safir olan Queensland'ın Kara Yıldızı 733 karat ağırlığındadır.[17] Sri Lanka'da çıkarılan ve 563,4 karat ağırlığında olan Hindistan Yıldızı'nın dünyanın en büyük üçüncü yıldız safir olduğu düşünülüyor ve şu anda New York'taki Amerikan Doğa Tarihi Müzesi'nde sergileniyor. Sri Lanka'da çıkarılan ve Washington D.C.'deki Ulusal Doğa Tarihi Müzesi'nde bulunan 182 karatlık Bombay Yıldızı, büyük mavi yıldız safirlerine başka bir örnektir. Bir yıldız safirin değeri yalnızca taşın ağırlığına değil, aynı zamanda gövde rengine, görünürlüğüne ve asterizmin yoğunluğuna da bağlıdır. Taşın rengi, yıldızın görünürlüğünden daha fazla değere etki eder. Daha şeffaf taşların daha iyi renklere sahip olma eğiliminde olduğu için, en pahalı yıldız taşlar canlı renklere sahip yarı saydam "cam gövde" taşlarıdır.[4]: 348–350
28 Temmuz 2021'de, 510 kg (1.120 lb) ağırlığında dünyanın en büyük yıldız safir kümesi Sri Lanka'nın Ratnapura kentinden çıkarıldı. Bu yıldız safir kümesine "Serendipity Safir" adı verildi.[18][19]
Renk değiştiren safir
[düzenle]
Renk değiştiren safir olarak bilinen nadir bir doğal safir çeşidi, farklı ışıkta farklı renkler sergiler. Renk değiştiren safirler dış mekan ışığında mavi ve akkor iç mekan ışığında mor veya gün ışığında yeşil ila gri-yeşil ve akkor ışıkta pembe ila kırmızımsı-mor renktedir.[açıklama gerekli] Renk değiştiren safirler, Madagaskar, Myanmar, Sri Lanka ve Tanzanya da dahil olmak üzere çeşitli yerlerden gelir. İki türü vardır. Birincisi, yakutun kırmızı rengini oluşturan krom kromoforunu, safirde mavi rengi üreten demir + titanyum kromoforuyla birleştirir. Myanmar'ın Mogok bölgesinden gelen daha nadir bir tür, Verneuil sentetik renk değiştiren safirde bulunanla aynı olan bir vanadyum kromoforuna sahiptir.
"Aleksandrit etkisi"ni (renk değişimi veya 'metamerizm') gösteren neredeyse tüm değerli taşlar, görünür spektrumda benzer emilim/iletim özelliklerini gösterir. Bu, sarıda (~590 nm) bir emilim bandının yanı sıra mavi-yeşil ve kırmızıda iletim vadileridir. Bu nedenle, görülen renk ışık kaynağının spektral bileşimine bağlıdır. Gün ışığı spektral güç dağılımında (SPD) nispeten dengelidir ve insan gözü yeşil ışığa en duyarlı olduğu için denge yeşil tarafa doğru eğilir. Ancak akkor ışık (mum ışığı dahil) spektrumun kırmızı ucuna doğru çok fazla eğilir ve böylece dengeyi kırmızıya doğru eğitir.[20]
Cr + Fe/Ti kromoforları tarafından renklendirilen renk değiştiren safirler genellikle mavi veya mor-maviden mora veya menekşeye dönüşür. V kromoforu tarafından renklendirilenler, mavi-yeşilden mora daha belirgin bir değişiklik gösterebilir.
Bazı sentetik renk değiştiren safirler, doğal aleksandrit değerli taşıyla benzer bir renk değişimine sahiptir ve bazen "aleksandrium" veya "sentetik aleksandrit" olarak pazarlanır. Ancak, ikinci terim yanlış bir isimdir: sentetik renk değiştiren safirler teknik olarak sentetik aleksandritler değil, aleksandrit simülasyonlarıdır. Bunun nedeni, gerçek aleksandritin krizoberyl'in bir çeşidi olmasıdır: safir değil, korundumdan tamamen farklı bir mineraldir.[21]
Büyük yakutlar ve safirler
[düzenle]
Kötü şeffaflığa sahip büyük yakutlar ve safirler sıklıkla değerlerini çok fazla abartan şüpheli değerlemelerle kullanılır. Bu, "Amerika Yıldızı Safirinin Yaşamı ve Gururu" vakasında böyleydi. Yaklaşık 1985 yılında Roy Whetstine, 1905 karatlık taşı Tucson değerli taş fuarında 10 dolara aldığını iddia etti, ancak bir muhabir, onu karat başına 1200 dolar fiyatından değerlendiren Kaliforniya, Fallbrook'tan L.A. Ward'ın, Whetstine'in bulduğunu iddia etmesinden birkaç yıl önce aynı ağırlıkta başka bir taşı değerlendirdiğini keşfetti.[22]
Bangkok merkezli Lotus Gemoloji, yakut, safir ve spinelin dünya açık artırma kayıtlarının güncellenmiş bir listesini tutmaktadır. Kasım 2019 itibariyle, hiçbir safir açık artırmada 17.295.796 dolardan fazla satılmamıştır.[23]
Rengin nedeni
[düzenle]
Yakutlar baskın kırmızı bir gövde rengine sahip korundumdur. Bu genellikle, korundum yapısındaki (Al3+) iyonunun yerini alan krom (Cr3+) izlerinin neden olduğu bir durumdur. Renk hem demir hem de sıkışmış delik renk merkezleri ile değiştirilebilir.[24]
Krom ve vanadyum safsızlıkları için renk oluşturan lokalize ("atom içi") ışık absorbsiyonunun aksine, safirlerdeki mavi renk, bir elektronun iletkenlik veya valans bandı üzerinden bir geçiş metal iyonundan diğerine aktarımı olan aralıklı yük transferinden kaynaklanır. Demir Fe2+ veya Fe3+ şeklinde olabilirken, titanyum genellikle Ti4+ şeklindedir. Fe2+ ve Ti4+ iyonları Al3+'ün yerine geçtiğinde, yerel şarj dengesizliği alanları oluşur. Fe2+ ve Ti4+'ten bir elektron transferi, her ikisinin de valans durumunda bir değişikliğe neden olabilir. Valans değişikliği nedeniyle, elektron için belirli bir enerji değişimi vardır ve elektromanyetik enerji emilir. Emilen enerjinin dalga boyu sarı ışığa karşılık gelir. Bu ışık gelen beyaz ışıkta çıkarıldığında, tamamlayıcı renk mavi oluşur. Bazen atom aralığı farklı yönlerde farklı olduğunda, sonuç olarak mavi-yeşil dikroizm oluşur.
Mor safirler eser miktarda krom ve demir artı titanyum içerir ve çeşitli tonlarda gelir. Son derece düşük seviyelerde kromofor içeren korundum renksizdir. Tamamen renksiz korundum doğada genellikle bulunmaz. Eser miktarda demir varsa, çok açık sarıdan yeşile bir renk görülebilir. Bununla birlikte, hem titanyum hem de demir safsızlıkları birlikte ve doğru valans durumlarında mevcutsa, sonuç mavi bir renktir.[25]
Aralıklı yük transferi, düşük bir safsızlık yüzdesinde güçlü bir renkli görünüm üreten bir işlemdir. Derin kırmızı yakut renginin görülmesinden önce korundumda en az %1 krom bulunması gerekirken, safir mavisi sadece %0,01 titanyum ve demirin varlığıyla belirgindir.
Doğada nadir bulunan renksiz safirler, bir zamanlar mücevherlerde elmas yerine kullanılıyordu ve şu anda aksan taşı olarak kullanılıyor.[7]
Korundumdaki renklerin nedenlerinin en eksiksiz açıklaması, Ruby & Sapphire: A Gemologist's Guide'ın 4. Bölümünde bulunabilir (bölümün yazarları John Emmett, Emily Dubinsky ve Richard Hughes'tur).[4]: 107–164
Madencilik
[düzenle]
Safirler alüvyon yataklarından veya birincil yer altı işletmelerinden çıkarılır. Safir ve yakut için ticari madencilik yerleri şunları içerir (ancak bunlarla sınırlı değildir): Afganistan, Avustralya, Myanmar/Burma, Kamboçya, Çin, Kolombiya, Hindistan, Kenya, Laos, Madagaskar, Malavi, Nepal, Nijerya, Pakistan, Sri Lanka, Tacikistan, Tanzanya, Tayland, Amerika Birleşik Devletleri ve Vietnam. Farklı coğrafi konumlardaki safirlerin görünümü veya kimyasal safsızlık konsantrasyonları farklı olabilir ve farklı türlerde mikroskobik kapanımlar içerme eğilimindedir. Bu nedenle safirler üç geniş kategoriye ayrılabilir: klasik metamorfik, klasik olmayan metamorfik veya magmatik ve klasik magmatik.[26]
Belirli yerlerden veya belirli kategorilerdeki safirler, özellikle ısı işlemine tabi tutulmamış Keşmir, Burma veya Sri Lanka'dan gelen klasik metamorfik safirler,[27] diğerlerinden daha ticari olarak çekici olabilir.[28][29]
Logan safir, Hindistan Yıldızı, Adam Yıldızı ve Bombay Yıldızı, Sri Lanka madenlerinden gelir. Madagaskar, özellikle Ilakaka kasabası ve çevresindeki yatakları nedeniyle safir üretiminde dünya lideridir (2007 itibariyle).[30] Ilakaka madenlerinin açılmasından önce, Avustralya en büyük safir üreticisiydi (örneğin 1987'de).[31] 1991'de Madagaskar'ın güneyindeki Andranondambo'da yeni bir safir kaynağı keşfedildi. İşletme 1993'te başladı, ancak safirlerin ana kayalarından çıkarılmasındaki zorluklar nedeniyle birkaç yıl sonra pratikte terk edildi.[32]
Kuzey Amerika'da, safirler çoğunlukla Montana'daki yataklardan çıkarılmıştır: Montana'daki Helena yakınlarındaki Missouri Nehri boyunca fasiyesler, Montana'daki Deer Lodge yakınlarındaki Kuru Pamuk Ağacı Koyu ve Montana'daki Philipsburg yakınlarındaki Rock Creek. Lewistown, Montana'nın batısındaki Yogo Koyu'nda ince mavi Yogo safirleri bulunur.[33] Kuzey Carolina'daki Franklin bölgesinde de birkaç mücevher sınıfı safir ve yakut bulundu.[34]
Keşmir'deki safir yatakları değerli taş endüstrisinde iyi bilinir, ancak en yüksek üretim dönemleri on dokuzuncu yüzyılın sonları ve yirminci yüzyılın başlarında nispeten kısa bir sürede gerçekleşti.[4]: 463–482 Bu yataklar Hindistan'daki Cami ve Keşmir'in Cami bölgesinin Paddar Vadisi'nde yer almaktadır.[35] Bazı değerli taş meraklıları tarafından "mavi kadife" olarak tanımlanan gizemli ve neredeyse uykulu bir kaliteyle birleştirilmiş üstün canlı mavi bir tona sahiptirler. Keşmir kökeni bir safirin değerine anlamlı bir şekilde katkıda bulunur ve Keşmir kökenli korundumun çoğu, karakteristik ipeksi görünümü ve olağanüstü tonuyla kolayca tanımlanabilir.[36][35] Eşsiz mavi, Keşmir dışı safirlerin kıyaslandığında morumsu veya grimsi görünebileceğinin aksine, her türlü ışık altında parlak görünür.[37] Sotheby's, dünya çapında Keşmir safirlerinin rekor kıran satışlarını denetlemenin ön saflarında yer aldı. Ekim 2014'te Sotheby's Hong Kong, Keşmir safirleri için art arda karat başına fiyat rekorları elde etti – ilk olarak 12,00 karatlık Cartier safir yüzüğüyle karat başına 193.975 ABD doları, ardından 17,16 karatlık bir safirle 236.404 ABD doları ve Haziran 2015'te karat başına açık artırma rekoru 240.205 ABD dolarında belirlendi.[38] Şu anda, açık artırmada safir için dünya rekoru karat başına fiyatı, Ekim 2015'te karat başına yaklaşık 242.000 ABD dolarına (toplamda alıcı primi dahil 52.280.000 HK doları veya 6.74 milyon ABD dolarından fazla) satılan bir yüzüğün içindeki Keşmir'den bir safir tarafından elinde tutulmaktadır.[38]
İşlemler
[düzenle]
Safirler, berraklıklarını ve renklerini artırmak ve iyileştirmek için çeşitli yöntemlerle işlenebilir.[4]: 197–247 Doğal safirlerin görünümünü iyileştirmek veya geliştirmek için ısıtılması yaygın bir uygulamadır. Bu, safirleri birkaç saat veya hatta haftalarca fırınlarda 800 ila 1.800 °C (1.470 ila 3.270 °F) sıcaklıklara ısıtarak yapılır. Farklı atmosferler kullanılabilir. Isıtıldığında, taşın rengi daha mavi olur, ancak rutil kapanımlarının (ipek) bir kısmını kaybeder. Yüksek sıcaklıklar (1400 °C+) kullanıldığında, ayrışmış rutil ipek çözülür ve büyütme altında şeffaf hale gelir. Rutildeki titanyum katı çözeltiye girer ve böylece demirle mavi rengi oluşturur.[39] Doğal taşlardaki kapanımlar bir kuyumcunun lupuyla kolayca görülebilir. Safirin ve diğer değerli taşların ısıya maruz kalmasına dair kanıtlar en az Roma dönemine kadar uzanmaktadır.[40] Isıtılmamış doğal taşlar biraz nadirdir ve genellikle "ısı işleme dair hiçbir kanıt yok" şeklinde onay veren bağımsız bir jeolojik laboratuardan bir sertifikayla birlikte satılacaktır.
Yogo safirleri ısı işlemine ihtiyaç duymaz çünkü mısır çiçeği mavisi renkleri yerden çıkarıldığında çekicidir; genellikle kapanımsızdırlar ve yüksek düzgün bir berraklığa sahiptirler.[41] Intergem Limited, 1980'lerde Yogo'yu dünyanın tek garantili işlenmemiş safir olarak pazarlamaya başladığında, ısı işlemi yaygın olarak açıklanmıyordu; 1980'lerin sonlarında ısı işlemi büyük bir sorun haline geldi.[33] O zamanlar dünyadaki tüm safirlerin çoğu doğal renklerini geliştirmek için ısıtılıyordu.[42] Intergem'in garantili işlenmemiş Yogo'ların pazarlanması, onları değerli taş endüstrisindeki birçok kişiye karşı koydu. Bu konu, 29 Ağustos 1984'te Bill Richards tarafından yazılan Carats and Schticks: Sapphire Marketer Upsets The Gem Industry başlıklı bir makaleyle The Wall Street Journal'da manşet haberi olarak yer aldı.[42] Bununla birlikte, Yogo madeninin karşılaştığı en büyük sorun, ısıtılan safirlerden gelen rekabet değil, Yogo taşlarının fasetten sonra bir karattan fazla safir üretememesiydi. Sonuç olarak, büyük ölçüde ABD'de var olan bir pazarla niş bir ürün olmaya devam etmiştir.[4]: 676–695
Kafes ('toplu') difüzyon işlemleri, rengi geliştirmek için safiye safsızlık eklemek için kullanılır. Bu işlem, başlangıçta Union Carbide'ın Linde Air bölümü tarafından geliştirildi ve patentlendi ve mavi rengi eşitlemek için titanyumu sentetik safiye difüze etmeyi içeriyordu.[43] Daha sonra doğal safiye uygulandı. Günümüzde titanyum difüzyonu genellikle sentetik renksiz bir safir tabanı kullanır. Titanyum difüzyonu ile oluşturulan renk tabakası son derece ince (0,5 mm'den azdır). Bu nedenle yeniden parlatma, renk kaybına azdan önemlisine kadar neden olabilir. Krom difüzyonu denendi, ancak korundumda kromun yavaş difüzyon oranları nedeniyle terk edildi.
2000 yılında, berilyum difüze "padparadscha" renkli safirler piyasaya girdi. Genellikle berilyum, safirin erime noktasının hemen altında çok yüksek ısı altında safiye difüze edilir. Başlangıçta (yaklaşık 2000), turuncu safirler oluşturulmuş olsa da, şu anda işlem geliştirilmiştir ve safirin birçok rengi genellikle berilyum ile işlenir. Berilyum iyonunun küçük boyutu nedeniyle, renk nüfuz etme oranı titanyum difüzyonundan çok daha fazladır. Bazı durumlarda, tüm taşı geçebilir. Berilyum difüze edilmiş turuncu safirlerin tespit edilmesi zor olabilir ve jeolojik laboratuvarların (örneğin, Gübelin, SSEF, GIA, Amerikan Jeolojik Laboratuvarları (AGL), Lotus Gemoloji) gelişmiş kimyasal analizini gerektirir.[5]
Amerika Birleşik Devletleri Federal Ticaret Komisyonu yönergelerine göre, değerli taşın değerini önemli ölçüde etkileyen herhangi bir geliştirme yönteminin açıklanması gerekir.[44]
Safirin işlenmesinin birkaç yolu vardır. Azaltıcı veya oksitleyici bir atmosferde ısıtma (ancak başka ek safsızlık kullanılmadan), safirlerin rengini iyileştirmek için yaygın olarak kullanılır ve bu işlem değerli taş ticaretinde bazen "yalnızca ısıtma" olarak bilinir. Bununla birlikte, bunun aksine, belirli safsızlıkların (örneğin, safirin kristal yapısına emilen berilyum, titanyum, demir, krom veya nikel) kasıtlı olarak eklenmesiyle birleştirilen ısıtma da yaygın olarak gerçekleştirilir ve bu işlem değerli taş ticaretinde "difüzyon" olarak bilinir. Bununla birlikte, "yalnızca ısıtma" ve "difüzyon" terimlerinin düşündürebileceğinin aksine, bu işlem kategorilerinin her ikisi de aslında difüzyon işlemlerini içerir.[45]
Korundum işlemlerinin en eksiksiz açıklaması, Ruby & Sapphire: A Gemologist's Guide'ın 6. Bölümünde bulunabilir (bölümün yazarları John Emmett, Richard Hughes ve Troy R. Douthit'tir).[4]: 197–247
Sentetik safir
[düzenle]
1902'de Fransız kimyager Auguste Verneuil, sentetik yakut kristalleri üretmek için bir işlem açıkladı.[46] Alev füzyonunda (Verneuil işlemi), ince alümina tozu bir oksihidrojen aleve eklenir ve bu aşağıya doğru seramik bir kaideye yönlendirilir.[47] Yakutun başarılı sentezinin ardından, Verneuil çabalarını safiye yoğunlaştırdı. Safirin kimyasal analizleri Verneuil'e mavi rengin nedeninin demir ve titanyum olduğunu öne sürdükten sonra mavi safirin sentezi 1909'da gerçekleşti. Verneuil, 1911'de sentetik mavi safir üretme işlemini patentletti.[48][4]: 254–255
İşlemin anahtarı, alümina tozunun alevden geçerken erimemesidir. Bunun yerine, kaidede bir sinter konisi oluşturur. Bu koninin ucu alevin en sıcak kısmına ulaştığında, ucu erir. Böylece kristal büyümesi, minimum gerilme sağlayan küçük bir noktadan başlatılır.
Ardından, aleve daha fazla oksijen eklenir ve böylece biraz daha sıcak yanmasına neden olur. Bu, büyüyen kristali yanal olarak genişletir. Aynı zamanda, kaide, kristal dikey olarak büyüdüğü oranda indirilir. Alevdeki alümina yavaş yavaş çökelir ve damla şeklinde bir safir malzemesi "küresi" oluşturur. Bu adım, istenen boyuta ulaşılana kadar devam eder, alev kapatılır ve kristal soğur. Şimdi uzamış olan kristal, alev ve çevredeki hava arasındaki yüksek ısı gradyanı nedeniyle çok fazla gerilim içerir. Bu gerilimi gidermek için, şimdi parmak şeklinde olan kristal, ikiye bölmek için bir keskiyle vurulacaktır.[4]: 249–309
Kristalin dikey katmanlı büyümesi ve (bir damladan başlayan) kavisli üst büyüme yüzeyi nedeniyle, kristaller kürenin üst yüzeyini takip eden kavisli büyüme çizgilerini gösterecektir. Bu, tek bir noktadan genişleyen ve düzlemsel kristal yüzeylerini takip eden açılı büyüme çizgilerine sahip doğal korundum kristallerinin aksinedir.[49]
Dopantlar
[düzenle]
Yapay yakut ve safirin diğer tüm doğal renklerinin ve ayrıca jeolojik örneklerde hiç görülmemiş diğer renklerin yapay versiyonlarını oluşturmak için kimyasal dopantlar eklenebilir. Yapay safir malzemesi doğal safiyle aynıdır, ancak doğal taşlarda bulunan kusurlar olmadan yapılabilir. Verneuil işleminin dezavantajı, yetiştirilen kristallerin yüksek iç gerilimlere sahip olmasıdır. Günümüzde safir üretiminin birçok yöntemi, 1916 yılında Polonyalı kimyager Jan Czochralski tarafından icat edilen Czochralski işleminin varyasyonlarıdır.[50] Bu işlemde, küçük bir safir tohum kristali, eritilmiş alümina içeren değerli metal iridyum veya molibden[51]den yapılmış bir potaya daldırılır ve ardından saatte 1 ila 100 mm hızla yavaşça yukarı doğru çekilir. Alümina, 200 kg'a kadar kütlede uzun havuç şeklindeki küreler oluşturarak uçta kristalleşir.[52]
Diğer büyüme yöntemleri
[düzenle]
Sentetik safir ayrıca, atıl bir atmosferde sinterlenmiş ve ergitilmiş (örneğin sıcak izostatik presleme ile) bir araya getirilmiş alüminyum oksitten endüstriyel olarak üretilir ve şeffaf ancak hafif gözenekli bir polikristalin ürün elde edilir.[53]
2003 yılında, dünyanın sentetik safir üretimi çoğunlukla Amerika Birleşik Devletleri ve Rusya tarafından 250 ton (1,25 × 109 karat) idi.[54][55] Ucuz sentetik safirin bulunması, bu eşsiz malzeme için birçok endüstriyel kullanımın önünü açtı.
Uygulamalar
[düzenle]
Ekipman pencereleri
[düzenle]
Sentetik safir—safir cam olarak da adlandırılır—hem 150 nm (UV) ve 5500 nm (IR) arasındaki ışık dalga boylarına (görünür spektrum yaklaşık 380 nm ila 750 nm arasındadır[56]) son derece şeffaf olduğu hem de olağanüstü çizilmeye dayanıklı olduğu için küçük pencereler için yaygın olarak kullanılır.[57][58]
Safir pencerelerin temel avantajları şunlardır:
UV'den yakın kızılötesi'ye kadar çok geniş optik iletim bandı (0,15–5,5 μm)
Diğer optik malzemelere veya standart cam pencerelere göre önemli ölçüde daha güçlü
Çizilmeye ve aşınmaya son derece dayanıklı (mineral sertlik ölçeğinin Mohs ölçeğinde 9, moissanitten ve elmastan sonra en sert üçüncü doğal madde)[36]
Son derece yüksek erime noktası (2030 °C)
Bazı safir cam pencereler, uygulama için minimum çift kırılma için tipik olarak optik eksen boyunca, c ekseni boyunca belirli bir kristal oryantasyonda yetiştirilmiş saf safir kürelerinden yapılır.[59][60]
Küreler, istenen pencere kalınlığına kadar dilimlenir ve son olarak istenen yüzey finisajına kadar parlatılır. Safir optik pencereler, kristal yapısı ve sertliği nedeniyle çok çeşitli yüzey finisajlarına parlatılabilir. Optik pencerelerin yüzey finisajları normalde küresel olarak kabul edilen MIL-O-13830 spesifikasyonuna uygun olarak çizik-kazıma spesifikasyonlarıyla belirtilir.[açıklama gerekli]
Safir pencereler, spektroskopi için hem yüksek basınçlı hem de vakum odalarında, saatler için kristallerde