Saphir
| Saphir | |
|---|---|
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| Allgemeines und Klassifikation | |
| Chemische Formel | Al2O3 |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
siehe Korund |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | trigonal |
| Kristallklasse; Symbol | ditrigonal-skalenoedrisch |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 9 |
| Dichte (g/cm3) | 3,95 bis 4,03 |
| Spaltbarkeit | keine |
| Bruch; Tenazität | muschelig, splitterig, spröd |
| Farbe | blau; im weitesten Sinne alle Farben außer rot |
| Strichfarbe | weiß |
| Transparenz | durchsichtig bis undurchsichtig |
| Glanz | Glasglanz |
| Radioaktivität | nicht radioaktiv |
| Magnetismus | nicht magnetisch |
| Kristalloptik | |
| Doppelbrechung | δ = δ=0,008 bis 0,009 |
| Pleochroismus | nur orangefarbener Saphir star (gelbbraun-orange bis farblos), andere Farben schwach bis deutlich |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | säureunlöslich, nicht schmelzend |
Saphir ist eine Varietät des Minerals Korund. Dem Saphir zugerechnet werden alle farblosen und buntfarbigen Varietäten mit Ausnahme des roten Rubins. Im engeren Sinne bezieht sich der Begriff heute aber vor allem auf die blauen Varianten, die aber immer noch von Himmelblau bis zu einem ins Schwarze gehenden Dunkelblau reichen und je nach Lichteinfall auch im Farbton variieren können.
Besondere Eigenschaften
Wie alle Korunde kristallisiert auch der Saphir im trigonalen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung Al2O3 und entwickelt überwiegend doppelseitig zugespitzte, tonnenförmige, sechsseitige pyramidale und prismatische Kristalle. Ebenfalls korundtypisch ist die chemische Beständigkeit. So ist Saphir unter anderem säureunlöslich und schmilzt erst bei einer Temperatur von 2040°C.[1]
Farbe und optische Effekte
Saphire enthalten als farbgebende Substanzen geringfügige Beimengungen von Fe2+ oder Ti3+ (blau), Fe3+ (gelb und grün), Cr3+ (rosa) und/oder V4+ (violett, zusammen mit Chrom und Eisen orange). Der farblose Leukosaphir enthält dagegen keine Beimengungen.
Der klassische Schmuckstein-Saphir ist von intensivem, aber nicht zu dunklem Blau ("Kashmire-Saphire"). Als Besonderheit unter den Schmuckstein-Saphiren gilt der vorwiegend aus Asien stammende sogenannten Padparadscha, eine rosa- bis orangefarbene Variante, deren Bezeichnung auf das singhalesische Wort für Lotosblüte zurückgeführt wird. Padparadschas kommen ursprünglich aus Sri Lanka, werden aber mittlerweile häufig farbbehandelt und können dann aus der ganzen Welt stammen.
Ebenfalls begehrt sind die mit dem optischen Effekt Asterismus ausgezeichneten Sternsaphire. Aufgrund von orientiert eingelagerten Rutilnadeln zeigt sich eine mehr oder minder perfekte, sechsstrahlig-sternförmige Reflexion.
Bildung und Fundorte
Saphire treten in Pegmatiten oder durch Verwitterung verbracht in Flusssedimenten auf.
Die bedeutendsten Produzenten von Saphiren waren bis vor kurzem Sri Lanka und Indien, heute kommen die Schmucksteine auch aus den USA, Australien oder Nigeria. Saphire aus Madagaskar, genauer gesagt Ilakaka, gelten als sehr hochwertig, werden jedoch in der Regel als aus Sri Lanka stammend deklariert, da sie so höhere Preise erzielen. Die Förderung in Australien hat in den letzten Jahren stark abgenommen.
Künstliche Herstellung und chemisch-technische Behandlung
Künstliche Saphire können in perfekter Qualität in nahezu unbegrenzter Größe hergestellt werden.
Die im Handel als „natürlich“ angebotenen Saphire sind oft hitzebehandelt. Die Hitzebehandlung kann sowohl zur Farbänderung als auch zur Erhöhung der Klarheit eines Saphirs vorgenommen werden. Bei leichter Hitzebehandlung bleiben mikroskopische Strukturen wie Rutilnadeln („Silk“) erhalten; bei starker Erhitzung werden diese natürlichen Mikroeinschlüsse zerstört. Oberflächliche Risse oder kleine Unebenheiten werden oft durch Einschmelzen von Borax und Bleikristall-Glas oder durch Ölbehandlung überspielt.
Besonders blaue Saphire können darüber hinaus durch ein Diffusionsverfahren erzielt werden. Hier wird der Stein zusammen mit Berylliumpulver auf 1800 °C erhitzt[2]. Auch namhafte Anbieter verwenden behandelte Saphire, teilweise einschließlich der umstrittenen Diffusionsbehandlung, aber ohne Einzeldeklaration (zum Beispiel Tiffany & Co.).
Verwendung als Schmuckstein
Saphire werden überwiegend zu Schmucksteinen verarbeitet. Durchsichtige Steine von hoher Qualität (möglichst wenig Einschlüsse) erhalten dabei einen Facettenschliff, undurchsichtige und vor allem diejenigen mit Asterismus, werden dagegen zu Cabochonen verarbeitet, um den Sterneneffekt hervorzuheben.
Der größte jemals geschliffene Saphir ist der „Stern von Indien“ mit einem Gewicht von 563,35 Karat. Der in Sri Lanka gefundene Stein wurde 1901 durch John Pierpont Morgan an das American Museum of Natural History übereignet und kann dort besichtigt werden.
Andere Verwendungen
Neben seiner Verwendung als Schmuckstein wurde der Saphir in Schallplattenspielern der 1950er und 1960er Jahre als Spitze der Tonabnehmernadel eingesetzt.
Synthetische einkristalline Saphir-Substrate sind das wichtigste Ausgangsmaterial für das künstliche Kristallwachstum (Epitaxie) von Galliumnitrid, eine Substanz, die in blauen, weißen und grünen LEDs sowie blauen Halbleiterlasern eingesetzt wird.
Unter Beimischung von Titan als Laserion sind synthetische Saphire auch selbst ein wichtiger Bestandteil für Laser-Anwendungen, insbesondere für durchstimmbare Laser im Wellenlängenbereich von 700 bis etwa 1000 Nanometern; diese werden als Titan:Saphir-Laser bezeichnet.
Für die extremen Belastungen ausgesetzten Fenster von Aufklärungsflugzeugen, Flugabwehrraketen oder Weltraumflugkörpern werden synthetische Saphire von bis zu 75 Zentimeter Durchmesser eingesetzt.
In besonderen Fällen findet Saphir auch in wissenschaftlichen Instrumenten bei der Raumfahrt Verwendung, zum Beispiel bei der Genesis-Mission.
Wegen seiner im Vergleich zu anderen isolierenden Materialien hohen Wärmeleitfähigkeit von 40 W/(m • K) bei einer Normaltemperatur von 25 °C greift man in wissenschaftlichen Experimenten zu Scheiben aus diesem Material, wenn etwa eine effektive Kühlung oder eine genaue Temperaturregelung durch ein zum Zwecke der Beobachtung durchsichtiges Medium hindurch erfolgen muss. Bei steigender Temperatur nimmt die Wärmeleitfähigkeit allerdings ab und beträgt bei 400 °C noch 12 W/(m • K) und bei 1200 °C nur noch 4 W/(m • K). Eine Temperatursenkung sorgt dagegen für einen starken Anstieg der Wärmeleitfähigkeit, die bei einer Temperatur von –200°C einen Wert von 10.000 W/(m • K) erreicht[3], wodurch der Saphir für Tieftemperaturexperimente sehr gut geeignet ist.
Bei hochwertigen Armbanduhren werden Gläser aus synthetischem Saphir eingesetzt.
Esoterik
Die himmelblaue Variante wird gewöhnlich mit Eigenschaften wie Ruhe, Reinheit und Frieden in Verbindung gebracht. Wissenschaftliche Belege für die angeblichen physischen und psychischen Wirkungen gibt es nicht.
Siehe auch
Einzelnachweise
- ↑ Referenzfehler: Ungültiges
<ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen crystalsystems.com. - ↑ John L. Emmett, Kenneth Scarratt, Shane F. McClure, Thomas Moses, Troy R. Douthit, Richard Hughes, Steven Novak, James E. Shigley, Wuyi Wang, Owen Bordelon, Robert E. Kane: Beryllium Diffusion of Ruby and Sapphire. In: Gems and Gemology. 2003, S. 85–135
- ↑ GWI Sapphire - Eigenschaften von Monokristall-Saphir (PDF 30,5 kB)
Literatur
- Matthias Bodenhöfer: Ilakaka – Hauptstadt des Saphirs. Eine politisch-ökologische Untersuchung des Saphirbergbaus in Madagaskar. Wissenschaftliche Arbeit, Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg i. Br. 2004 (Volltext)
- Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 82.
- Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. 13. Auflage. BLV Verlags GmbH, 1976/1989, ISBN 3-405-16332-3, S. 102–105.
