Сафир

Сафир — скапоцен камен, вид на минералот корунд, кој се состои од алуминиум оксид со траги од елементи како што се железо, титан, кобалт, олово, хром, ванадиум, магнезиум, бор и силициум. Името ''сафир'' е изведено од латинскиот збор '''', а самиот од грчкиот збор (grc, самиот од семитско потекло), што се однесува на лапис лазули. Сафирот со бои различни од неговата типична сина боја се нарекува „шарен сафир“ и може да биде во жолта, виолетова, портокалова и зелена боја; овие повеќебојни сафири покажуваат две или повеќе бои. Исто така, се појавуваат и црвени корундski камења, но се нарекуваат рубини, а не сафири. Розово обоениот корунд може да се класифицира како рубин или сафир во зависност од местото. Вообичаено, природните сафири се сечат и полираат во скапоцени камења и се носат како накит. Тие исто така може да се создадат синтетички во лаборатории за индустриски или декоративни цели во големи кристални були. Се јавува во комбинација со рубин, циркон, биотит, мусковит, калцит, дравит и кварц.
Сафирот има извонредна тврдост, со резултат од 9 на Мосовата скала, третиот најтврд минерал по дијамантот со 10 и мусанитот со 9,5. Неукрасните примери вклучуваат инфрацрвени оптички компоненти, прозорци со висока издржливост, кристали за рачни часовници и лежишта на механизам, како и многу тенки електронски плочки, кои се употребуваат како изолациски подлоги на електроника со цврста состојба со специјална намена, како што се интегрираните кола и сините LED диоди основани на GaN.
1 Природни сафири
Сафирот претставува еден од двата видови скапоцени камења на корунд, а другиот е рубин (дефиниран како корунд во нијанса на црвена боја). Иако сината е најпознатата боја на сафирот, се јавува и во други бои, вклучувајќи сива и црна, а може да биде и безбоен. Розово-портокалова сорта на сафир се нарекува падпарадша.
Значајни наоѓалишта на сафир се наоѓаат во Австралија, Авганистан, Камбоџа, Камерун, Кина ( Шандонг ), Колумбија, Етиопија, Индија (Џаму и Кашмир), Кенија, Лаос, Мадагаскар, Малави, Мозамбик, Мјанмар (Бурма), Нигерија, Руанда, Шри Ланка, Танзанија, Тајланд, САД (Монтана) и Виетнам. Сафирот и рубините често се наоѓаат во истите географски средини, но главно имаат различни геолошки формации. На пример, и рубинот и сафирот се наоѓаат во Камениот тракт Могок во Мјанмар, но рубините се формираат во мермер, додека сафирот се формира во гранитни пегматити или корундски сиенити.
Секој рудник за сафир произведува широк спектар на квалитет, а потеклото не претставува гаранција за квалитет. За сафирот, Џаму и Кашмир добиваат највисока премија, иако Бурма, Шри Ланка и Мадагаскар исто така произведуваат големи количини скапоцени камења со добар квалитет.
Цената на природните сафири варира во зависност од нивната боја, бистрина, големина, сечење и целокупен квалитет. Сафирите кои се целосно необработени вредат многу повеќе од оние кои се обработени. Географското потекло, исто така, има големо влијание врз цената на скапоцениот камен. За повеќето скапоцени камења од еден карат или повеќе, купувачите често бараат независен извештај од реномирана лабораторија како што се Гемолошки институт на Америка, Lotus Gemology или Швајцарскиот гемолошки институт пред да извршат купување.
2 Бои
Сафирите во бои различни од сина се нарекуваат „фенси“ сафири. „''Parti sapphire''“ се употребува за повеќебојни камења со зонирање на различни бои (нијанси), но не и различни нијанси.
Фенси сафири се наоѓаат во жолта, портокалова, зелена, кафеава, виолетова, виолетова и практично во која било друга нијанса.
Бојата на скапоцениот камен може да се опише во однос на неговата нијанса, заситеност и светлост. Нијансата најчесто се подразбира како „ боја“ на скапоцениот камен. Заситеноста се однесува на живоста или осветленоста на нијансата, а тонот е од светлината до темнината на нијансата.
2.1 Син сафир
Сините сафири се оценуваат врз основа на чистотата на нивната сина нијанса. Виолетовата и зелената се најчестите секундарни нијанси кои можат да се најдат кај сините сафири. Највисоките цени се плаќаат за скапоцени камења кои се чисто сини и со живописна нијанси. Скапоцените камења кои се со помала сатурација или се премногу темни или премногу светли во тон имаат помала вредност. Сепак, преференциите за боја се личен вкус.
423-каратниот логанов сафир во Националниот музеј за природна историја, во Вашингтон, е еден од најголемите сини сафири со квалитет на скапоцен камен што постојат.
2.2 Шарени сафири
Шарените сафири (или двобојните сафири) се оние скапоцни камења кои покажуваат две или повеќе бои во еден камен. Пожелноста на шарените или двобојните сафири обично се оценува врз основа на зонирањето или местоположбата на нивните бои, заситеноста на боите и контрастот на нивните бои. Австралија е најголемиот извор на шарени сафири; тие не се користат вообичаено во накитот и остануваат релативно непознати. Шарените сафири не можат да се создадат синтетички и се јавуваат само природно.
2.3 Розови сафири
Розовите сафири се јавуваат во нијанси од светло до темно розова, а бојата се продлабочува како што се зголемува количината на хром. Колку е потемна розовата боја, толку е поголема нивната парична вредност. Во Соединетите Американски Држави, мора да се исполни минимална заситеност (ситурација) на бојата за да се нарече рубин, во спротивно каменот се нарекува ''розов сафир''.
2.4 Падпарадша
''Падпарадша'' е нежен, светло до средно тониран, розово-портокалов до портокалово-розов корунд, кој првично бил пронајден во Шри Ланка, но исто така подоцна бил пронајден во наоѓалишта во Виетнам и делови од Источна Африка. Сафирите на падпарадша се ретки; најретки од сите се целосно природните варијанти, без знаци на вештачка обработка.
Името е изведено од санскритскиот збор ''падма ранга'', боја слична на цветот на лотосот (''Индиски лотос'').
Помеѓу останатите разнобојни (несини) сафири, природните падпарадши достигнуваат највисоки цени. Од 2001 година, на пазарот се појавиле поголем број сафири од оваа боја како резултат на вештачката решеткаста дифузија на берилиум.
2.5 Ѕвезден сафир
''Ѕвездениот сафир'' претставува вид на сафир кој покажува феномен сличен на ѕвезда познат како астеризам; црвените камења се познати како „ѕвездени рубини“. Ѕвездените сафири содржат пресечни иглести инклузии кои ја следат основната кристална структура, што предизвикува појава на шестзрачен модел во облик на „ѕвезда“ кога се гледа со еден извор на светлина над глава. Инклузијата често е минералот рутил, минерал составен првенствено од титаниум диоксид. Камењата се сечат ''en cabochon'', обично со средината на ѕвездата во близина до врвот на куполата. Повремено, се наоѓаат дванаесетзрачни ѕвезди, обично затоа што во истиот камен се наоѓаат два различни сета инклузии, како што е комбинација од фини игли од рутил со мали тромбоцити од хематит; првиот резултира со белузлава ѕвезда, а вториот резултира со златна ѕвезда. За време на кристализацијата, двата вида инклузии стануваат преференцијално ориентирани во различни насоки во кристалот, со што се формираат две шестзрачни ѕвезди кои се надредени една врз друга за да формираат дванаесетзрачна ѕвезда. Деформираните ѕвезди или ѕвездите со 12 зраци исто така можат да се формираат како резултат на сраснување. Вклучувањата алтернативно можат да создадат ефект на мачкино око доколку рамнината на појасот на кабошонот е ориентирана паралелно со c-оската на кристалот, а не нормално на неа. За да се добие мачкино око, рамнините на ексолвентните вклучувања мора да бидат исклучително униформни и цврсто збиени. Доколку куполата е ориентирана помеѓу овие две насоки, ќе биде видлива ѕвезда надвор од центарот, поместена од највисоката точка на куполата.
Со 3536 карати, чистоземната ѕвезда е најголемиот документиран виолетов ѕвезден сафир, откриен во 2025 година во близина на Ратнапура, Шри Ланка, регион познат по рударството на сафири. Со 1404,49 карати, Адамовата ѕвезда е најголемиот познат син ѕвезден сафир, исто така од Ратнапура. Црната Ѕвезда на Квинсленд тежи 733 карати. Индиската ѕвезда, ископана во Шри Ланка и со тежина од 563,4 карати, моментално е изложена во Американскиот музеј за природна историја во Њујорк. Бомбајската ѕвезда од 182 карати, ископана во Шри Ланка и сместена во Националниот музеј за природна историја во Вашингтон, е уште еден пример за голем син ѕвезден сафир. Вредноста на ѕвездениот сафир зависи не само од тежината на каменот, туку и од бојата на телото, видливоста и интензитетот на астеризмот. Бојата на каменот има поголемо влијание врз вредноста отколку видливоста на ѕвездата. Бидејќи попроѕирните камења имаат склонетост да имаат подобри бои, најскапите ѕвездени камења се полупроѕирни камења со „стаклено тело“ со живописни бои.
На 28 јули 2021 година, најголемото јато ѕвездени сафири во светот, со тежина од 510 килограми, бил ископан од Ратнапура, Шри Ланка. Ова јато ѕвездени сафири било наречено „серендиптен сафир“.
2.6 Сафир што ја менува бојата
Ретка сорта на природен сафир, позната како сафир кој ја менува бојата, покажува различни бои при различно осветлување. Сафирите кои ја менуваат бојата се сини на надворешна светлина и виолетови под блескаво светло во затворен простор, или зелени до сиво-зелени на дневна светлина и розови до црвеникаво-виолетови на блескаво светло. Сафирите кои ја менуваат бојата доаѓаат од различни локации, вклучувајќи ги Мадагаскар, Мјанмар, Шри Ланка и Танзанија. Постојат два вида. Првиот се одликува со хром хромофор кој ја создава црвената боја на рубинот, во комбинација со железо + титаниум хромофор кој ја создава сината боја кај сафирот. Поредок тип, кој доаѓа од областа Могок во Мјанмар, се одликува со ванадиум хромофор, ист како оној што е присутен кај синтетичкиот вернејски сафир што ја менува бојата.
Практично сите скапоцени камења што го покажуваат „александритниот ефект“ (промена на бојата или „ метамеризам“) покажуваат слични карактеристики на примање/пренос во видливиот спектар. Ова е апсорпционен појас во жолтата боја (~590 nm), заедно со долини на пренос во сино-зелената и црвената боја. Така, бојата која се гледа зависи од спектралниот состав на изворот на светлина. Дневната светлина е релативно избалансирана во својата спектрална распределба на моќност и бидејќи човечкото око е најчувствително на зелена светлина, рамнотежата е навалена на зелената страна. Сепак, блескавото светло (вклучувајќи ја и светлината од свеќи) е силно навалено кон црвениот крај на спектарот, со што рамнотежата се навалува кон црвена.
Сафирите кои ја менуваат бојата обоени со Cr + Fe/Ti хромофори главно ја менуваат бојата од сина или виолетово-сина во виолетова или виолетова. Оние обоени со V хромофорот можат да покажат поизразена промена, движејќи се од сино-зелена во виолетова боја.
Одредени синтетички сафири имаат слична промена на бојата како и природниот скапоцен камен александит и понекогаш се продаваат како „александиум“ или „синтетички александит“. Сепак, вториот термин е погрешен: синтетичките сафири со промена на бојата, технички, не се синтетички александити, туку ''симуланти'' на александит. Ова е поради тоа што вистинскиот александит е варијанта на хризоберил: не сафир, туку сосема различен минерал од корунд.
2.7 Големи рубини и сафири
Големи рубини и сафири со слаба провидност често се користат во сомнителни проценки кои значително ја преувеличуваат нивната вредност. Ова бил случајот со ѕвездениот сафир „''Животот и гордоста на Америка''“. Околу 1985 година, Рој Ветстин тврдел дека го купил каменот од 1905 карати за 10 долари на саемот за скапоцени камења во Тусон, но еден новинар открил дека ''LA Ward'' од Фолбрук, Калифорнија, кој го проценил по цена од 1200 долари/карат, проценил друг камен со иста тежина неколку години пред Ветстин да тврди дека го пронашол.
„Лотус Гемологи“, со седиште во Бангкок, одржува ажуриран список на светски записи за аукции на рубин, сафир и шпинел. Од ноември 2019 година, ниту еден сафир досега не е продаден на аукција за повеќе од 17.295.796 долари.
3 Причина за боја
Рубините се корунд со доминантна црвена боја на телото. Ова генерално е предизвикано од траги од хром (Cr3<sup>+</sup>) кои го заменуваат јонот (Al3<sup>+</sup>) во структурата на корундот. Бојата може да се модифицира и од железото и од центрите за боја на заробените дупки.
За разлика од локализираното („интраатомско“) примање на светлина, која предизвикува боја за примесите од хром и ванадиум, сината боја кај сафирите доаѓа од интервалентниот пренос на полнеж, што претставува пренос на електрон од еден јон на преоден метал во друг преку спроводливата или валентната лента. Железото може да биде во форма на Fe2<sup>+</sup> или Fe3<sup>+</sup>, додека титанот генерално е во форма на Ti4<sup>+</sup>. Ако јоните Fe2<sup>+</sup> и Ti4<sup>+</sup> се заменат со Al3<sup>+</sup>, се создаваат локализирани области на нерамнотежа на полнежот. Преносот на електрони од Fe2<sup>+</sup> и Ti4<sup>+</sup> може да предизвика промена во валентната состојба на двете. Поради промената на валентноста, постои специфична промена во енергијата за електронот, а електромагнетната енергија се апсорбира. Брановата должина на примената енергија одговара на жолтата светлина. Кога оваа светлина се одзема од инцидентната бела светлина, се добива комплементарна сина боја. Понекогаш кога атомското растојание е различно во различни насоки, се јавува сино-зелен дихроизам.
Виолетовите сафири содржат траги од хром и железо плус титани и се достапни во различни нијанси. Корундот кој содржи екстремно ниски нивоа на хромофори е речиси безбоен. Целосно безбоен корунд главно не постои во природата. Доколку се присутни траги од железо, може да се видат многу бледо жолта до зелена боја. Меѓутоа, доколку и титаниумските и железните примеси се присутни заедно и во точни валентни состојби, резултатот е сина боја.
Интервалентниот пренос на полнеж претставува процес кој произведува силен обоен изглед при низок процент на примеси. Додека најмалку 1% хром мора да биде присутен во корундот пред да се види темноцрвената рубин боја, сафирно сината боја е видлива со присуство на само 0,01% титан и железо.
Безбојните сафири, кои се невообичаени по природа, некогаш се употребувале како замена за дијаманти во накитот, а денес се употребуваат како акцентни камења.
Најцелосниот опис на причините за бојата кај постоечкиот корунд може да се најде во Поглавје 4 од ''Рубин и сафир: Гемолошки водич'' (поглавје напишано од Џон Емет, Емили Дубински и Ричард Хјуз).
4 Рударство
Сафирите се ископуваат од алувијални наоѓалишта или од примарни подземни места. Комерцијалните местаза рударство на сафир и рубин вклучуваат (но не се ограничени на) следниве земји: Авганистан, Австралија, Мјанмар / Бурма, Камбоџа, Кина, Колумбија, Индија, Кенија, Лаос, Мадагаскар, Малави, Непал, Нигерија, Пакистан, Шри Ланка, Таџикистан, Танзанија, Тајланд, САД и Виетнам. Сафирите од различни географски места може да имаат различен изглед или концентрации на хемиски примеси и имаат склонетост да содржат различни видови микроскопски инклузии. Поради ова, сафирите можат да се поделат во три широки категории: класични метаморфни, некласични метаморфни или магматски и класични магматски.
Сафирите од одредени места или од одредени категории може да бидат комерцијално попривлечни од други, особено класичните метаморфни сафири од Кашмир, Бурма или Шри Ланка кои во текот на своето постоење не биле подложени на термичка обработка.
Логановиот сафир, Индиската ѕвезда, Адамовата ѕвезда и Бомбајската ѕвезда потекнуваат од рудниците во Шри Ланка. Мадагаскар е светски лидер во производството на сафири (од 2007 година), поточно неговите наоѓалишта во и околу градот Илакака. Пред отворањето на рудниците Илакака, Австралија била најголемиот производител на сафири (како во 1987 година). Во 1991 година, нов извор на сафири бил откриен во Андранондамбо, јужен Мадагаскар. Извлекувањето на минералите започнало во 1993 година, но практично била напуштена само неколку години подоцна поради тешкотиите во вадењето на сафирите во нивната карпеста подлога.
Во Северна Америка, сафирите се ископуваат главно од наоѓалишта во Монтана: покрај реката Мисури во близина на Хелена, Монтана, Драј Котонвуд Крик во близина на Дир Лоџ, Монтана и Рок Крик во близина на Филипсбург, Монтана. Јого сафирите се наоѓаат во Јого Галч западно од Луистаун, Монтана. Неколку сафири и рубини од скапоцен камен биле пронајдени и во областа Франклин, Северна Каролина.
Сафирните наоѓалишта во Кашмир се добро познати во индустријата за скапоцени камења, иако нивното врвно производство се случило во релативно краток период кон крајот на деветнаесеттиот и почетокот на дваесеттиот век.Овие наоѓалишта се наоѓаат во Падарската долибна во регионот Џаму во Џаму и Кашмир во Индија. Тие имаат супериорна живописна сина нијанса, заедно со мистериозен и речиси поспан квалитет, опишан од некои ентузијасти за скапоцени камења како „сино кадифе“. Кашмирското потекло значајно придонесува за вредноста на сафирот, а поголемиот дел од корундот со кашмирско потекло може лесно да се распознае по неговиот карактеристичен свиленкаст изглед и исклучителна нијанса. Уникатната сина боја изгледа сјајно под секаков вид светлина, за разлика од сафирите кои не се од Кашмир, кои може да изгледаат виолетови или сивкасти во споредба. ''Sotheby's'' е во првите редови надгледувајќи ја рекордната продажба на кашмирски сафири низ целиот свет. Во октомври 2014 година, ''Sotheby's'' од Хонгконг постигнал последователни рекорди по карат за цените на кашмирските сафири - прво со прстенот со сафир од Cartier од 12,00 карати за 193.975 американски долари по карат, потоа со сафир од 17,16 карати за 236.404 американски долари, и повторно во јуни 2015 година кога бил поставен рекордот по карат на аукција од 240.205 американски долари. Во моментов, светскиот рекорд по цена по карат за сафир на аукција го држи сафир од Кашмир во прстен, кој бил продаден во октомври 2015 година за приближно 242.000 американски долари по карат (вкупно 52.280.000 хонгконшки долари, вклучувајќи ја и премијата на купувачот, или повеќе од 6,74 милиони американски долари).
5 Третмани
Сафирите можат да се обработуваат со неколку методи за да се подобри нивната јасност и боја. Вообичаена практика е загревање на природни сафири за подобрување на нивниот изглед. Ова се прави со загревање на сафирите во печки на температури помеѓу 800 and 1,800 °C (1,470 и 3,270 °F) за неколку часа, па дури и недели одеднаш. Може да се користат различни атмосфери. При загревање, каменот станува посин по боја, но губи дел од рутилните инклузии. Кога високите температури (1400 °C+), ексолвираната рутилна свила се раствора и станува проѕирна под зголемување. Титанот од рутилот влегува во цврст раствор и на тој начин создава сина боја со железо. Вклучувањата во природните камења лесно се гледаат со златарска лупа. Докази за сафир и други скапоцени камења кои биле подложени на загревање датираат барем од римско време. Незагреаните природни камења се донекаде ретки и често се продаваат придружени со сертификат од независна гемолошка лабораторија што потврдува дека „нема докази за термичка обработка“.
Сафирите Јого не бараат термичка обработка бидејќи нивната боја на пченкарно сина е привлечна кога ќе се ископаат; тие генерално се без инклузии и имаат висока униформна бистрина. Кога ''Intergem Limited'' започнал да го продава овој вид на сафир во 1980-тите како единствен гарантиран необработен сафир во светот, термичката обработка не била често откривана; до крајот на 1980-тите, термичката обработка станала голем проблем. Во тоа време, голем дел од сите сафири во светот се загревале за да се подобри нивната природна боја. Продажбата на гарантирани необработени сафири од страна на ''Intergem'' ги поставила против многумина во индустријата за скапоцени камења. Ова издание се појавило како сторија на насловната страница во ''The Wall Street Journal'' на 29 август 1984 година во статија од Бил Ричардс, ''„Карати и штикс: Маркетингот на сафири ја вознемирува индустријата за скапоцени камења“''. Сепак, најголемиот проблем со кој се соочил рудникот Јого не бил конкуренцијата од загреани сафири, туку фактот дека камењата Јого никогаш не можеле да произведат количини на сафир над еден карат по обработката. Како резултат на тоа, тој останал нишен производ, со пазар кој во голема мера постои во САД.
Третманите со решеткастото („масовна“) расејување се користат за додавање примеси во сафирот за подобрување на бојата. Овој процес првично бил развиен и патентиран од ''Linde Air'', дел од ''Union Carbide'', и вклучувал расејување на титан во синтетички сафир за да се изедначи сината боја. Подоцна бил применет на природен сафир. Денес, титаниумската дифузија често користи синтетичка безбојна сафирна основа. Слојот на боја создаден со титаниумска дифузија е екстремно тенок (помал од 0,5 мм). Така, повторното полирање може и предизвикува мало до значително губење на бојата. Било наоправено обид да применат дифузија на хром, но биле напуштени поради бавните стапки на дифузија на хромот во корундот.
Во 2000 година, на пазарот се појавиле сафири со дифузен берилиум во боја „падпарадша“. Обично берилиумот се дифузира во сафир под многу висока температура, веднаш под точката на топење на сафирот. Првично биле создадени портокалови сафири, иако денес процесот е напреден и многу бои на сафир често се третираат со берилиум. Поради малата големина на јонот на берилиум, пенетрацијата на бојата е многу поголема отколку со дифузија на титан. Во некои случаи, може да навлезе во целиот камен. Портокаловите сафири со дифузија на берилиум може да бидат тешки за откривање, што бара напредна хемиска анализа од страна на гемолошки лаборатории (на пр., Гибелин, SSEF, GIA, Американски гемолошки лаборатории (AGL) и Лотус Гемологија).
Според упатствата на Федералната трговска комисија на Соединетите Американски Држави, потребно е откривање на секој начин на подобрување што има значително влијание врз вредноста на скапоцениот камен.
Постојат неколку начини за третирање на сафир. Термичката обработка во редуцирачки или оксидирачки амбиент (но без употреба на други додадени примеси) најчесто се употребува за подобрување на бојата на сафирите, а овој процес понекогаш е познат како „''самозагревање''“ во трговијата со скапоцени камења. Спротивно на тоа, термичката обработка во комбинација со намерно додавање на одредени специфични примеси (на пр. берилиум, титанн, железо, хром или никел, кои се апсорбираат во кристалната структура на сафирот) исто така често се изведува, а овој процес може да се нарече „дифузија“ во трговијата со скапоцени камења. Сепак, и покрај тоа што би можеле да сугерираат термините „само загревање“ и „дифузија“, двете категории на третман всушност вклучуваат дифузиски процеси.
Најкомплетниот опис на третманите со корунд што постои може да се најде во Поглавје 6 од ''„Рубин и сафир: Водич за гемолог“'' (поглавје напишано од Џон Емет, Ричард Хјуз и Трој Р. Даутит).
6 Синтетички сафир
Во 1902 година, францускиот хемичар Огист Вернеил објавил процес за производство на синтетички кристали од рубин. Во пламен-топењето (Вернеилов процес), прав од алумина се додава во оксиводороден пламен, кој е насочен надолу кон керамички пиедестал. По успешната синтеза на рубин, Вернеил ги фокусирал своите напори на сафирот. Синтезата на синиот сафир се случила во 1909 година, откако хемиските анализи на сафирот му сугерирале на Вернеил дека железото и титанот се причина за сината боја. Вернеил го патентирал процесот на производство на синтетички син сафир во 1911 година.
Клучот на процесот се наоѓа во тоа што правот од алумина не се топи додека паѓа низ пламенот. Наместо тоа, тој формира синтерувачки конус на пиедесталот. Кога врвот на тој конус ќе го достигне најжешкиот дел од пламенот, врвот се топи. Така, растот на кристалите започнува од мала точка, обезбедувајќи минимално оптоварување.
Потоа, на пламенот се додава повеќе кислород, што предизвикува тој да гори малку потопло. Ова го проширува растечкиот кристал странично. Во исто време, пиедесталот се спушта со иста брзина како што кристалот расте вертикално. Алумината во пламенот полека се таложи, создавајќи „бул“ од сафир во форма на солза. Овој чекор се продолжува сè додека не се достигне саканата големина, пламенот не се изгаси и кристалот не се излади. Веќе издолжениот кристал содржи многу напрегање поради високиот термички градиент помеѓу пламенот и околниот воздух. За да се ослободи ова напрегање, кристалот во облик на прст ќе се удира со длето за да се подели на две половини.
Поради вертикалниот слоевит раст на кристалот и закривената горна површина на раст (која започнунва како капка), кристалите ќе прикажуваат закривени линии на раст кои ја следат горната површина на топката. Ова е спротивно на природните кристали од корунд, кои имаат аголни линии на раст кои се шират од една точка и ги следат рамните површини на кристалот.
6.1 Додатоци
Хемиските додатоци може да се додадат за да се создадат вештачки варијанти на рубинот и сите други природни бои на сафирот, а покрај тоа, и други бои што никогаш не се видени во геолошките примероци. Вештачкиот сафир е ист со природниот сафир, освен што може да се направи без недостатоците кои се наоѓаат кај природните камења. Недостаток на Вернеиловиот процес е тоа што одгледуваните кристали имаат високи внатрешни напрегања. Голем број на методи за производство на сафир денес се варијации на Чохралскиот процес, кој бил измислен во 1916 година од полскиот хемичар Јан Чохралски. Во овој процес, мал семенски кристал од сафир се потопува во сад направен од скапоцениот метал иридиум или молибден, што содржи стопен алуминиум оксид, а потоа полека се повлекува нагоре со брзина од 1 до 100 мм на час. Алуминиум оксидот се кристализира на крајот, создавајќи долги топчиња во облик на морков со големина до 200 кг во маса. Една популарна варијанта на методот на Чохралски е Киропулоскиот метод, кој има предност да користи ги сите суровини како што е алуминиум оксид за да создаде сафир, а садовите не мора да се заменуваат. Ова е еден од главните методи за производство на синтетички сафир. Сепак, може да се користи и оригиналниот метод на Чохралски.
6.2 Други методи на раст
Синтетичкиот сафир се произведува индустриски и од агломериран алуминиум оксид, синтеруван и стопен (како на пример со топло изостатичко пресување) во инертна атмосфера, давајќи јасен, но малку порозен поликристален производ. Друг популарен метод е Методот на разменувње на топлина (МРТ), во кој алуминиум оксидот се става во молибденски сад и се загрева до топење на 2200°C. Тој овозможува да се произведат многу големи кристали со ширина над 30 см. Процесот се одвива во вакуум. Кристал од семе од сафир се наоѓа на дното од садот и се спречува топење преку размена на топлина (ладење) со гасен хелиум или течен хелиум кој е заштитен од вакуумот. Печката се одржува на температура малку над топењето, но разменувачот на топлина е на температура малку под топењето. Потоа температурата на разменувачот на топлина се намалува за да се започне кристализацијата, а потоа алуминиум оксидот се лади во период од најмалку 72 часа до 17 дена за да се кристализира во сафир. Садовите се за еднократна употреба, процесот е сличен на Бриџмановата техника и Штеберовиот метод за раст на кристали, и се користел за екрани на iPhone. Кристалот расте нагоре од дното на садот. Друг метод е методот на раст со филм дефиниран од рабовите (EFG), многу сличен на Чохралскиот метод, но материјалот поминува низ калап пред ладење, што го обликува кристалот . Кристалот не се врти. Хемиско таложење со пареа (CVD), градиентна печка или вертикални бриџманови процеси може да се користат за раст на сафирски кристали.
Во 2003 година, светското производство на синтетички сафир изнесувало 250 тони (1,25 милијарди карати), главно од страна на Соединетите Американски Држави и Русија. Достапноста на евтин синтетички сафир отворило многу индустриски употреби за овој уникатен материјал.
6.3 Употреба
6.3.1 Прозорци на опрема
Синтетичкиот сафир - исто така познат како ''сафирно стакло'' - најчесто се користи за мали прозорци, бидејќи е многу проѕирен на бранови должини на светлината помеѓу 150 nm (UV) и 5500 nm (IR) (видливиот спектар се протега околу 380 nm до 750 nm ), и извонредно отпорен на гребење.
Главните предности на сафирните прозорци се:
* Многу широк оптички опсег на пренос од UV до близок инфрацрвен опсег (0,15–5,5 μm)
* Значително посилни од другите оптички материјали или стандардните стаклени прозорци
* Високо отпорен на гребење и абење (9 на Мосовата скала за тврдост на минерали, трета најтврда природна супстанца веднаш по муасанитот и дијамантите)
* Екстремно висока температура на топење (2030 °C)
Некои прозорци од сафирно стакло се направени од чисти сафирни топчиња кои се одгледувани во специфична кристална ориентација, обично по оптичката оска, ''c-''оска, за минимална дволомност за употребата.
Булите се сечат на посакуваната дебелина на прозорецот и конечно се полираат до посакуваната завршна обработка на површината. Сафирните оптички прозорци можат да се полираат на широк спектар на површински обработки поради нивната кристална структура и цврстина. Површинските обработки на оптичките прозорци обично се одредуваат според спецификациите за копање на гребење во согласност со глобално усвоената спецификација MIL-O-13830.
Сафирните прозорци се употребуваат и во комори со висок притисок и во вакуум за спектроскопија, кристали за часовници и прозорци, во скенерите за баркодови во продавниците за храна, бидејќи исклучителната тврдост и жилавост на материјалот го прават многу отпорен на гребење.
Во 2014 година, Apple потрошил „една четвртина од светските залихи на сафир за покривање на леќата на камерата и читачот на отпечатоци од прсти на iPhone“.
Биле направени неколку обиди за да се направат одржливи сафирните екрани за паметни телефони. Apple склучил договор со ''GT Advanced Technologies, Inc''. за производство на сафирни екрани за iPhone, но потфатот не успеал, што предизвикало банкрот на GTAT. Kyocera Brigadier станал првиот сериски паметен телефон со сафирен екран.
Сафирот се употребува за крајни прозорци на некои моќни ласерски цевки, бидејќи неговата широкопојасна проѕирност и топлинска спроводливост му овозможуваат да се справи со многу високи густини на моќност во инфрацрвениот и УВ-спектарот без да се деградира поради загревање.
Еден вид ксенонска лачна светилкапрвично наречена „''Cermax''“, а денес позната генерички како „ксенонска ламба со керамичко тело“ користи излезни прозорци од сафирни кристали кои толерираат повисоки термички оптоварувања и следствено можат да обезбедат поголема излезна моќност од конвенционалните ксенонски ламби со чисти силициумски прозорци.
Сафирот бил употребен за прозорецот на електрооптичкиот систем за таргетирање на F-35 лајтнинг II, поради неговата голема цврстина.
Заедно со циркон диоксид и алуминиум оксинитрид, синтетичкиот сафир се користи за прозорци отпорни на кршење во оклопни возила и разни воени панцири, во комбинација со композити<sup class="noprint Inline-Template Template-Fact" >&#x5D;</sup>
6.3.2 Како подлога за полупроводнички кола
Тенките сафирни плочки станале првите кои биле искористени на изолациона подлога врз која се таложи силициум за да се направат интегрираните кола познати како силициум на сафир или „SOS“; денес и други подлоги може да се користат за класата на електрични кола познати поопшто како силициум на изолатор. Покрај одличните електрични изолациски својства, сафирот има висока топлинска спроводливост. CMOS чиповите на сафир се особено корисни за употреба со висока моќност на радиофреквенција (RF), како што се оние што се наоѓаат во мобилните телефони, радиостаниците за јавна безбедност и сателитските комуникациски системи. „SOS“ исто така овозможува монолитна интеграција на дигитални и аналогни кола на еден IC чип и изградба на кола со екстремно ниска моќност.
Облогите од монокристален сафир се употребуваат и во полупроводничката индустрија како супстрати за раст на уреди базирани на галиум нитрид (GaN). Употребата на сафир значително ја намалува цената, бидејќи има околу една седмина од цената на германиумот. Галиум нитрид на сафир најчесто се користи во сини диоди што емитуваат светлина (LED).
6.3.3 Во ласери
Првиот ласер бил направен во 1960 година од Теодор Мајман со синтетички рубин. Титано-сафирните ласери се популарни поради нивната релативно ретка способност да бидат подесени на различни бранови должини во црвениот и блискиот инфрацрвен регион на електромагнетниот спектар. Тие исто така можат лесно да се заклучат во режим. Кај овие ласери, синтетички произведениот сафирен кристал со примеси од хром или титан се озрачува со интензивна светлина од специјална ламба или друг ласер, за да се создаде стимулирана емисија.
6.3.4 Во ендопротези
Монокристалниот сафир е прилично биокомпатибилен, а исклучително ниското трошење на паровите сафир-метал довело до воведување (во Украина) на сафирни монокристали за ендопротези на зглобовите на колкот.
7 Историски и културни наводи
* Етимолошки, англискиот збор „сафир“ потекнува од францускиот збор „''fr''“, о''''д латинскиот ''la'', ''сапирус'' од грчки σαπφειρος (''sappheiros'') од хебрејски he, термин кој веројатно првично се однесувал на лапис лазули, бидејќи сафирите биле откриени дури во римско време. * Традиционалното хиндуистичко верување тврди дека сафирот предизвикува планетата Сатурн (Шани) да биде поволна за носителот.
* Во средниот век, европските лапидари почнале да го нарекуваат кристалот син корунд со „сафир“, дериват на латинскиот збор за сина боја: la. * Сафирот е традиционален подарок за 45- годишнина од бракот. * Сафирен јубилеј се случува по 65 години. 2017 година го одбележа сафирниот јубилеј од стапувањето на престолот на кралицата Елизабета II. * Сафирот е камен за раѓање во септември.
* Едно италијанско суеверие тврди дека сафирите се амајлии против проблеми со очите и меланхолија. Мери, кралицата на Шкотска, поседувала медицински сафир кој се носел како приврзок за триење на болни очи.
* Папата Инокентиј III наредил прстените на епископите да бидат изработени од чисто злато, украсени со негравиран сафир, како да поседуваат доблести и квалитети неопходни за неговата достоинствена позиција како печат на тајни, бидејќи има многу работи „''што свештеникот ги крие од сетилата на вулгарните и помалку интелигентните; кои ги чува заклучени како да се под печат''“.
* Сафирот е официјален државен скапоцен камен на Квинсленд, признаен од август 1985 година
8 Значајни сафири
+Преглед на значајни сафири, Сафир, Потекло, data-sort- Големина, Вид, Боја, Место
Бизмарков сафир , Мјанмар, 98,56 карати, Плочест, Сина, Национален музеј за природна историја, Вашингтон
Квинслендова црна ѕвезда , Австралија, 1938 година, 733 карати, Ѕвезда, Црна, Анонимен сопственик
Сината убавица на Азија , Шри Ланка, 392,52 карати, Перница, Сина, Анонимен сопственик
Логанов сафир , Шри Ланка, 422,99 карати, Перница, Сина, Национален музеј за природна историја, Вашингтон
сафир на кралица Марија од Романија , Шри Ланка, 478,68 карати, Перница, Сина, Анонимен сопственик
Адамова ѕвезда , Шри Ланка, 2015 година, 1404,49 карати, Ѕвезда, Сина, Анонимен сопственик
Бомбајска ѕвезда, Шри Ланка, 182 карати, Ѕвезда, Сино-виолетова, Национален музеј за природна историја, Вашингтон, ДЦ
Индиска ѕвезда, Шри Ланка, 563,4 карати, Ѕвезда, Сино-сива, Американски музеј за природна историја, Њујорк
Стјуартов сафир, Шри Ланка, 104 карати, Сина, Лондонската кула
9 Сафирот како тема во уметноста и во популарната култура
* „Син сафир“ (''Plavi safir'') - песна на српскиот поп-музичар Момчило Бајагиќ.