Tính chất vật liệu: Ruby là một biến thể của khoáng vật corundum (Al₂O₃), được coi là một trong những loại đá quý hiếm và có giá trị nhất. Đặc biệt, ruby có màu sắc đỏ đặc trưng, từ đỏ cam đến đỏ phớt tía, tạo nên sự nổi bật trong ngành trang sức. Các đặc tính vật lý và quang học của ruby giúp phân biệt nó với các loại đá quý khác.
- Kết tinh: Hệ sáu phương (phụ hệ ba phương).
- Thành phần hóa học: Oxit nhôm, công thức hóa học Al₂O₃.
- Độ cứng: 9 trên thang Mohs, cực kỳ bền và khó trầy xước.
- Tỷ trọng: Khoảng 4.00 (±0.05).
- Độ tán sắc: 0.018, rất mạnh và tạo ra ánh sáng đẹp khi cắt và mài tốt.
Hình thái bên ngoài:
Ruby có nhiều sắc thái và hình dáng khác nhau, làm tăng giá trị và sự hiếm có của mỗi viên đá.
- Màu sắc: Đỏ cam đến đỏ phớt tía, đỏ phớt nâu. Màu đỏ huyết bồ câu (pigeon’s blood) được xem là đẹp và có giá trị nhất.
- Độ trong: Từ trong suốt đến đục, với độ trong mờ và các vết rạn đặc trưng.
- Hiệu ứng quang học: Các hiệu ứng sao (6 cánh và 12 cánh) và hiệu ứng chatoyancy (mắt mèo) xuất hiện hiếm hoi.
- Cấu trúc đặc biệt: Cấu trúc trapiche thường gặp trong ruby, được tạo bởi các bao thể albite hoặc các bao thể khác với 6 cánh màu trắng.
Tên thương mại và nguồn gốc:
Các tên gọi phổ biến của ruby tùy theo nguồn gốc và màu sắc:
- Burma (Myanmar): Đỏ đến đỏ phớt tía, được mô tả bằng cụm từ “máu bồ câu” (pigeon’s blood), đây là màu sắc quý hiếm nhất.
- Thái Lan (Siam): Đỏ đậm đến đỏ phớt nâu hoặc đỏ cam.
- Ceylon (Sri Lanka): Màu nhạt hơn, với sự chiếu sáng cao hơn so với các viên ruby từ Myanmar hoặc Thái Lan.
- Châu Phi (Umba River): Đỏ cam đặc trưng.
- Ruby Ceylon: Thường có màu nhạt và sắc hồng.
- Ruby In Zoisit: Màu đỏ tía nhạt kết tinh trong các khối zoisite, feldspar, và epidote.
Đặc điểm giám định:
Các đặc tính quang học và vật lý của ruby giúp phân biệt nó với các loại đá quý khác.
- Đặc tính quang học: Dị hướng (DR), một trục âm.
- Chiết suất (RI): 1.762 – 1.770, với sai số ±0.009 tới ±0.005.
- Lưỡng chiết suất: Từ 0.008 tới 0.010.
- Đa sắc: Mạnh mẽ, giữa đỏ phớt tía và đỏ cam.
- Phát huỳnh quang dưới tia cực tím: Các vùng khác nhau có sự phát sáng khác biệt:
- Burma: Đỏ mạnh (LW), đỏ vừa (SW).
- Ceylon: Đỏ cam mạnh (LW), đỏ cam vừa (SW).
- Thai: Đỏ nhẹ (LW), trơ (SW).
- Phổ hấp thu: Một vạch kép phát quang tại 694.2 nm và 692.8 nm, với các vạch rõ tại 668 nm và 659.2 nm.
- Nguyên nhân gây màu: Màu đỏ đặc trưng chủ yếu do sự hiện diện của chromium (Cr), ngoài ra cũng có thể do sự biến đổi của Fe và Ti.
Các quá trình xử lý và cải thiện chất lượng:
Ruby có thể trải qua một số phương pháp xử lý để cải thiện màu sắc, độ trong suốt hoặc hiệu ứng quang học. Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có các đặc điểm nhận diện riêng biệt.
- Xử lý nhiệt (Heat Treatment):
- Hiệu quả: Giảm đám mây rutile trong ruby và làm cho màu sắc đồng đều hơn.
- Cách nhận biết: Quan sát bao thể dưới kính hiển vi.
- Độ bền: Bền nếu được làm nguội chậm, nhưng có thể bị hỏng nếu nung quá 1600°C và làm nguội nhanh.
- Xử lý khuếch tán (Diffusion):
- Hiệu quả: Cải thiện màu sắc hoặc tạo hiệu ứng sao trong ruby.
- Cách nhận biết: Quan sát bao thể dưới kính hiển vi, dung dịch nhúng.
- Độ bền: Bền, nhưng lớp màu khuếch tán rất cạn, tránh mài lại.
- Tẩm dầu và nhuộm:
- Hiệu quả: Che giấu các vết rạn và cải thiện màu sắc.
- Cách nhận biết: Quan sát dưới kính hiển vi.
- Độ bền: Dầu có thể khô lại hoặc thay đổi màu, cần tẩy rửa cẩn thận.
- Lấp đầy thủy tinh (Glass Filling):
- Hiệu quả: Che giấu vết rạn và hốc, làm tăng trọng lượng.
- Cách nhận biết: Quan sát dưới kính hiển vi và dung dịch nhúng.
- Độ bền: Gõ hoặc va chạm mạnh có thể phá hủy chất lấp đầy.
Đặc điểm phân biệt giữa Ruby với các loại đá quý khác:
- Ruby tổng hợp: Quan sát dưới kính hiển vi hoặc phát huỳnh quang có thể giúp phân biệt ruby tự nhiên và tổng hợp.
- Garnet đỏ nhạt: Ruby và garnet có thể phân biệt qua chiết suất, lưỡng chiết suất, đặc tính quang học và phổ hấp thu.
- Chrysoberyl: Có thể phân biệt qua chiết suất, đặc tính quang học, và SG.
- Spinel tự nhiên và tổng hợp: Sử dụng kính hiển vi để xác định sự khác biệt giữa ruby và spinel.
- Ruby doublet (tổng hợp): Dễ dàng phân biệt qua kính hiển vi hoặc phổ hấp thu.
Bảo quản và những yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của Ruby:
- Độ cứng: Ruby có độ cứng rất cao (9 trên thang Mohs), nhưng cần lưu ý tránh va chạm mạnh hoặc tiếp xúc với các chất hóa học mạnh.
- Độ dai: Rất tốt, ngoại trừ các viên đá có vết nứt hoặc song tinh.
- Độ ổn định:
- Phản ứng với nhiệt: Đôi khi có thể cải thiện màu sắc, nhưng cũng có thể làm mất đi hiệu ứng quang học.
- Độ bền với ánh sáng: Bền và ít bị ảnh hưởng bởi ánh sáng.
- Phản ứng với chất hóa học: Ruby gần như không phản ứng với hầu hết các chất hóa học, tuy nhiên có thể mất độ bóng nếu tiếp xúc với dung dịch acid chứa boron.
Những nguồn gốc chính của Ruby:
Ruby được khai thác chủ yếu ở các khu vực sau:
- Myanmar (Burma): Nổi tiếng với ruby chất lượng cao, màu sắc đẹp (máu bồ câu).
- Sri Lanka (Ceylon): Màu sắc nhạt, chiếu sáng tốt.
- Thái Lan: Màu đỏ đậm, thường có sắc nâu.
- Tanzania, Kenya, Afghanistan, Ấn Độ, Pakistan: Cung cấp các loại ruby có chất lượng khác nhau.