我們在前一集(剛玉)有提到紅寶石，屬於寶石級剛玉，古時傳統被用於製作宗教儀式用品和皇室珠寶。紅寶石主要成分是氧化鋁（Al₂O₃），紅色來自鉻（Cr）。沒有鉻的寶石都稱是藍色的藍寶石。天然紅寶石大多來自亞洲（緬甸、泰國和斯里蘭卡）、非洲和澳大利亞，美國蒙大拿州和南卡羅萊納州也有部分生產。天然紅寶石非常少見且珍貴，但是人造並非太難，所以工業用紅寶石都是人造的。
剛玉Al₂O₃的同質異像
鑽石，一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體，為五種樞要寶石的一種，化學和工業應用中稱為金剛石。鑽石是碳元素組成的無色晶體，為已知硬度最高的天然物質。由於金剛石的硬度極高且導熱性極高，用於沙紙、鑽探、研磨工具之上，可以用來切削和刻劃其他物質，以及大型積體電路等散熱板上。然而，自從1955年奇異發現透過高溫高壓獲得人造金剛石的技術後，科學家會利用高溫高壓製成金剛石微粒，而現在細小顆粒的合成鑽石已經較同級天然鑽石便宜。故此，天然鑽石的工業價值已經完全消失，目前的主要用途已僅限於首飾與觀賞。
立方氮化硼（CBN）是20世紀50年代發展出來的人工合成的新型材料，其硬度高，耐磨性好，在機械加工產業有著廣泛的應用。立方氮化硼是由六方氮化硼和觸媒在高溫高壓下合成的，是繼人造鑽石問世後出現的另一種新型產品。它具有很高的硬度、熱穩定性和化學惰性，以及良好的透紅外線性和較寬的禁帶寬度等優異性能，它的硬度僅次於金鋼石，但熱穩定性遠高於金鋼石，對鐵係金屬元素有較大的化學穩定性。立方氮化硼磨具的研磨性能十分優異，不僅能勝任難磨材料的加工，提高生產率，還能有效提升工件的磨削品質。立方氮化硼的使用是對金屬加工的一大貢獻，導致研磨產生革命性變化，是磨削技術的第二次飛躍。
氧化鋁在地球上的蘊藏量只僅次於氧化矽，是一種陶瓷原料，在氧化物中鋁與氧有強力的鍵結，使得氧化鋁在氧化物當中有最高硬度，其化學穩定性高且對大部份酸性、鹼性、鹽類及熔融溶液有優秀的耐腐蝕性。紅寶石、藍寶石的主成份皆為氧化鋁，因為其他雜質而呈現不同的色澤。紅寶石含有氧化鉻而呈紅色，藍寶石則含有氧化鐵及二氧化鈦而呈藍色。氧化鋁（Aluminium oxide）是白色固體，是鋁和氧的化合物，分子式為Al₂O₃。在礦業、製陶業和材料科學上又稱為礬土。自然界中的剛玉是α形屬於六方最密堆積，熔點、硬度高，不溶於酸鹼耐腐蝕，絕緣性好。
- α-氧化鋁 (Corundum)：這是最常見的剛玉形式，具有六方晶系結構，硬度高，常被用作研磨材料和耐火材料。
- γ-氧化鋁 (Gibbsite-like)：這是擬薄水鋁石形式的氧化鋁，在較低的溫度下形成，具有較大的表面積和多孔性，常被用作催化劑載體和吸附劑。
- η-氧化鋁 (eta-alumina)：這是另一個在較低溫度下形成的氧化鋁形式，介於γ-氧化鋁和α-氧化鋁之間，也具有較高的表面積和活性，被用於多種工業應用中。
這些同質異像在晶體結構、熱力學穩定性和物理性質上有所不同，它們的形成和轉變與成形溫度、壓力以及過程條件有關。
物理性質和結構
剛玉具有三角對稱結構，空間群R3c，標況下晶格參數為a = 4.75 Å，c = 12.982 Å。晶胞包括六個組成單元。在剛玉的晶格中，氧原子形成略微扭曲的六方緊密堆積結構，其中三分之二的八面體空隙填充有鋁離子。
剛玉晶體結構由英文維基百科的Materialscientist, CC BY-SA 3.0,提供
剛玉具有較高的硬度（摩氏硬度為9），以剛玉為主含有雜質較多的棕剛玉的摩氏硬度也可以達到8，都可以用來研磨大部分礦物。加上剛玉和金剛砂具有相對比鑽石更低廉的價格，因此被廣泛用於砂紙和各種研磨設備上，對金屬、塑料和木材進行加工。除去高硬度之外，剛玉的密度為4.02 g/cm3，這在由低相對分子質量元素例如鋁和氧組成的礦物中是十分高的。
- 類別：氧化物
- 礦物名稱：剛玉（Corundum）
- 寶石名稱：紅寶石（Ruby）
- 化學成分：紅寶石的成分為三氧化二鋁與鉻, Al2O3::Cr。
- 成色元素：少量的鉻離子（Cr³⁺）或鐵（Fe）雜質會使剛玉呈現出各種色調的紅色，從粉紅色到深紅色，甚至橘紅色或紫紅色都有。品質極高的紅寶石可呈現出鮮豔的「鴿血紅」色，這得益於鉻元素引起的螢光效應。紅剛玉的顏色依鉻含量與產地略有不同：
- 鴿血紅（Pigeon’s Blood）：最珍貴，鮮紅帶一點藍調。
- 玫瑰紅（Rose Red）：帶粉紅或紫調。
- 鴿血紅（Pigeon’s Blood）：最珍貴，鮮紅帶一點藍調。
- 玫瑰紅（Rose Red）：帶粉紅或紫調。
- 深紅（Crimson Red）：色濃但略暗。
- 深紅（Crimson Red）：色濃但略暗。
- 橙紅（Orangy Red）：含少量鐵。
- 橙紅（Orangy Red）：含少量鐵。
- 晶體慣態：六角柱體
- 晶系：三角（Trigonal）
- 解理：無
- 斷口：不均勻或貝殼狀
- 莫氏硬度：9.0，僅次於莫桑石和鑽石，在自然界中僅次於鑽石。（鑽石硬度為10）
- 韌性：其韌性比鑽石更高，因此更容易保存。
- 光澤：玻璃光澤（Vitreous）
- 條痕：白
- 透明性：透明
- 比重：3.97 g/cm3 - 4.05 g/cm3
- 多色性：橙紅色或紫紅色
- 發光性：紅色
- 熔點：2050
- 特殊現象
- 星光紅寶石（Star Ruby）：含金紅石針狀內含物（Rutile needles），在光照下出現六射星光。
- 瑩光效應：在紫外光下呈現明亮紅光，特別是緬甸紅寶石。
剛玉寶石特性
- 星光紅寶石（Star Ruby）：含金紅石針狀內含物（Rutile needles），在光照下出現六射星光。
- 瑩光效應：在紫外光下呈現明亮紅光，特別是緬甸紅寶石。
剛玉寶石特性
專家根據剛玉寶石的顏色、切割、淨度、克拉重量和處理方式進行分級。- 顏色：紅寶石的紅色源自於鉻雜質，而藍寶石的顏色則源自於不同的雜質。其中最珍貴的色澤是鴿血紅寶石。藍色藍寶石是最常見的顏色，但由於需求旺盛，其價格仍然很高。帕帕拉恰藍寶石的價值位居第二。黃色、綠色和白色藍寶石的價格則更為實惠。
- 切割：大多數寶石級剛玉都是刻面的，因此價值極高。星光紅寶石或星光藍寶石必須切割成凸圓形才能完美展現「星光」的光芒。其他切割方式包括珠飾、雕刻品和未經切割的原始樣本。
- 明晰：剛玉的淨度等級為II型彩色寶石，這意味著除高品質寶石外，少量可見內含物是正常現象。許多賣家使用鑽石淨度等級來衡量剛玉。大多數內含物會降低剛玉的價值，但赤鐵礦或金紅石內含物會形成星光，或形成克什米爾藍寶石天鵝絨般的質感，從而提升其價值。貓眼剛玉的形成機制類似，儘管這些寶石實際上擁有不完美的「星光」效果。
- 顏色：紅寶石的紅色源自於鉻雜質，而藍寶石的顏色則源自於不同的雜質。其中最珍貴的色澤是鴿血紅寶石。藍色藍寶石是最常見的顏色，但由於需求旺盛，其價格仍然很高。帕帕拉恰藍寶石的價值位居第二。黃色、綠色和白色藍寶石的價格則更為實惠。
- 切割：大多數寶石級剛玉都是刻面的，因此價值極高。星光紅寶石或星光藍寶石必須切割成凸圓形才能完美展現「星光」的光芒。其他切割方式包括珠飾、雕刻品和未經切割的原始樣本。
- 明晰：剛玉的淨度等級為II型彩色寶石，這意味著除高品質寶石外，少量可見內含物是正常現象。許多賣家使用鑽石淨度等級來衡量剛玉。大多數內含物會降低剛玉的價值，但赤鐵礦或金紅石內含物會形成星光，或形成克什米爾藍寶石天鵝絨般的質感，從而提升其價值。貓眼剛玉的形成機制類似，儘管這些寶石實際上擁有不完美的「星光」效果。
天然剛玉常見的內含物或瑕疵包括：
- 指紋（充滿液體的微小內部管）
- 針狀金紅石以60 度交叉
- 六角形生長線
- 晶體（例如鋯石、正長石、方解石、磷灰石、黃鐵礦、磁鐵礦、黑雲母、尖晶石）
- 重量(克拉)：含物的可見性取決於寶石的大小。1 克拉以下的紅寶石隨處可見，但重量為1 克拉或以上的寶石則價格昂貴得多。同樣，藍寶石的每克拉價格也隨著克拉重量的增加而增加，超過5 克拉的藍寶石非常罕見。
紅寶石與藍寶石的品種
紅寶石是剛玉礦物家族中呈紅色的品種，英文名Ruby源自拉丁語「ruber」，意為紅色。 其紅色來自鉻元素，品質優良的紅寶石甚至比鑽石更為稀有和珍貴，是世界公認的貴重寶石之一。 紅寶石象徵熱情、勇氣與生命力，常被用於製作高級珠寶和皇室飾品。
- 鴿血紅寶石：鮮豔的紅色，無底色。
- 星光紅寶石：表面呈現星光的紅寶石，即六道星光。
- 日內瓦紅寶石：最古老的合成寶石，約於1885 年誕生。
- 凡爾納伊紅寶石：以火焰熔融法（又稱凡爾納伊法）製成的合成紅寶石。
在合成紅寶石製程中，凡爾納伊法（或稱「火焰熔融法」）是最常見且最具成本效益的。著名來源可能會附上其名稱，例如“緬甸紅寶石”或“非洲紅寶石”。
- 助熔紅寶石：將氧化鋁溶解在熔融的助熔劑中，然後結晶形成的合成紅寶石。
與紅寶石不同，藍寶石的顏色豐富多樣。藍色剛玉是藍寶石，但藍寶石的顏色涵蓋了整個彩虹。藍寶石亞型包括：
- 變色藍寶石：在不同光線下會改變顏色的品種（通常為藍色到紫色，但最好是灰色或綠藍色到棕紅色）。
- 星光藍寶石：具有6 或12 射線星光的品種。
- 帕帕拉恰藍寶石：最稀有的品種之一，顏色從粉紅色到桃紅色，類似蓮花的顏色。
- 克什米爾藍寶石：最珍貴的藍寶石（不再開採），具有鮮豔的藍色和天鵝絨般的外觀。
紅寶石的產地
寶石來源有：澳洲、克什米爾、美國蒙大拿州、緬甸、斯里蘭卡、泰國。值得注意的寶石級紅寶石產地有：阿富汗、柬埔寨、肯亞、馬達加斯加、莫三比克、緬甸、尼泊爾、斯里蘭卡、坦尚尼亞、泰國、越南。
- 緬甸（Mogok）：世界頂級「鴿血紅」，色澤濃郁且透明度高。
緬甸出產的紅寶石在國際上有著重要地位，而緬甸的紅寶石產地又可分為「抹谷」與「孟蘇」。前者可以說是最著名的紅寶石產地，從抹谷出產的紅寶石有著鮮艷的玫瑰色，色澤鮮艷、飽和度濃烈，尤其是當中的「鴿血紅紅寶」是寶石愛好者夢寐以求的珍品，而孟蘇的紅寶石中心常見有深藍紫色，通常會經過熱處理改善顏色，品質經常也較抹谷紅寶石差。
- 莫三比克
近年來隨著莫三比克紅寶石在市場上的興起，成為紅寶石礦床的國家之一，因其顏色接近緬甸紅寶石且克拉數大，莫三比克的蒙特普埃茲礦區成為世界上紅寶石又一重要產地。
雖然莫三比克產出的鴿血紅紅寶石，價格與緬甸產出的還是有一定差價，但未來前景被專家看好，受到寶石收藏家們的高度矚目，與其他產地相比，莫三比克的顏色分布均勻，顏色與緬甸紅寶石的顏色比較接近，品質也是上乘，近年來都受到大量買家的極力喜愛與推崇。
- 斯里蘭卡（Ceylon）：顏色偏淡紅或粉紅紅，透明度佳。
由於島嶼環境關係，斯里蘭卡寶石開採大多來自次生礦床，其中有重要商業價值的有色寶石礦藏來自風化的沖積礫石，礦工們在含有寶石的礫石中篩選寶石。
斯里蘭卡的紅寶石透明度較高，顏色柔和，從淺紅色、粉紅色、紅色、棕紅色再到褐紅，其中品質最好的又稱為「櫻桃紅」，這是一種透明度較高的紅寶石，嬌豔地略帶粉、黃色調，此外，斯里蘭卡的紅寶石通常都有著明顯的星光效應。
- 泰國（Chanthaburi）：顏色深紅偏棕，鐵含量高。
自19世紀後期開始，泰國逐漸成為世界紅寶石供應國，隨著緬甸產量的下降，即使沒有緬甸紅寶石那麼好的品質，但世界上70%的紅寶石產自泰國。
泰國紅寶石鐵含量高，顏色較深、透明度較低，多呈暗紅色或棕紅色，不具螢光效應，又因為缺失金紅石包裹體，所以無星光紅寶石品種，目前泰國仍是世界紅寶石的供應地，但所產紅寶石主要是來自緬甸和柬埔寨，這些外來紅寶石原料，在泰國經過處理加工以後再進入銷售市場。
- 非洲（坦尚尼亞、莫桑比克）：近年重要來源，部分產色接近緬甸質地。
坦尚尼亞是亞洲之外少數出產紅寶石的國家，坦尚尼亞紅寶石含較高的鐵、鈦，鉻含量相對較低，因此顏色通常較暗，呈現紫紅色、橙紅色，並且有著不少內含物，但來自坦尚尼亞中部溫札礦區的紅寶石具有極高的透明度，所產出的紅寶石顏色非常美麗，成為近幾年來國際珠寶展上的新寵。
- 越南（Luc Yen）：顏色亮紅帶藍調，品質極佳。
- 稀有性：高品質的天然紅寶石非常稀少，其珍貴程度甚至高於鑽石。
紅寶石與藍寶石都是剛玉(Corundum) 家族的成員，同為氧化鋁的結晶。純的氧化鋁是無色的晶體，當鉻取代部分鋁時，形成紅色剛玉，被稱為紅寶石。當紅寶石呈現飽滿的紅色，也被稱為" 鴿血紅"，這個顏色是正紅色，僅允許略帶一點紫色調，並非所有紅寶石均長成扁平的棱柱形，部分地區所產的紅寶，如緬甸猛速所產，可能為拉長的棱柱形及雙錐形。
泰國及柬埔寨所產的紅藍寶石在被運送至地表前與熔岩的接觸，故通常無特定的晶體外形。不過即便是磨損的晶體，也具有某些鑑別的特徵，透過放大觀察可見到因熔岩溶解晶體外部表面所形成的三角形蝕痕。
共生礦物
- 韭閃石：韭閃石屬於閃石族，理想化學式為NaCa2(Mg, Fe2+)4(Al, Fe3+)(Si6Al2)O22(OH)2。韭閃石的存在顯示Longido紅寶石形成於角閃岩型礦床，與莫三比克紅寶石礦床相似。
- 黝簾石。圍岩基質中的黝簾石主要呈粗粒狀，與韭閃石共生（圖11b）。坦尚尼亞早期紅寶石礦區產出的紅寶石原料多為弧面型，其中同時含有紅寶石和黝簾石的原料常用作雕刻材料，從而顯示紅色和綠色的顏色組合。因此，在坦尚尼亞Longido地區發現與紅寶石共生的黝簾石也就不足為奇了。
- 拉長石。拉長石是長石族中斜長石系列中的一種。我們在白色拉長石晶體附近發現了紅寶石晶體及一些藍綠色礦物。反射光下觀察可見拉長石明顯的干涉色及完全解理。
- 鈉雲母。鈉雲母是一種不常見的礦物。雲母礦物廣泛存在於中低階變質的結晶片岩和千枚岩，以及白雲母-黑雲母片麻岩、石英脈、細粒沉積物和含藍閃石的岩石中 (Anthony et al., 2001-2005)。本次研究在圍岩的長石基質中發現了鈉雲母，呈現藍綠色且顯示絲絹光澤。必須指出的是，所有這些綠色的鈉雲母僅在紅寶石和長石之間的反應區中發現。
包裹體
- 金紅石：作為紅寶石的典型包裹體，金紅石在緬甸、莫三比克、斯里蘭卡的紅寶石中都有發現。金紅石是一種由Ti和O組成的氧化物，此類礦物包裹體通常以片狀和短針狀的形態分佈在紅寶石。
- 硬水鋁石。硬水鋁石是一種在剛玉中非常常見的含羥基的鋁氧化物礦物，它通常呈現亞顯微結構，肉眼甚至高倍顯微放大都不易觀察到。然而，我們在本研究中的一顆刻面紅寶石樣本的腰棱附近發現了一個透明的無色半自形晶體，經拉曼光譜鑑定為硬水鋁石。
- 生長結構：紅寶石中通常都能觀察到平直的六角形角狀生長紋。沿著此生長結構分佈的雲霧狀包裹體是由許多微小顆粒以及三角形片狀金紅石組成的。
- 流體包裹體。這些流體主要分佈在癒合裂隙中，主要成分為CO2。
市面上常見合成紅寶
天然剛玉是稀少又珍貴的寶石(一開頭所謂的紅寶石即寶石級剛玉)，人工合成剛玉是工業用的堅硬磨料，市場偶見有人拿人工合成剛玉當成紅寶石販賣，人工合成剛玉並非寶石級材料，所以不具珠寶收藏價值。這類的商品可以當標本收藏，但是不要以為是「天然紅寶石原礦」唷！
人工合成紅寶石方法
1837年馬克·安托萬·奧古斯特·戈丹採用少量鉻作為顏料，高溫融化氧化鋁，從而第一次獲得了合成剛玉。1847年，雅克-約瑟夫·埃貝爾蒙透過在硼酸中熱融氧化鋁獲得了白色的合成剛玉。1877年，埃德蒙·弗雷米和奧古斯德·伐諾伊在超過兩千度的高溫下燒結氟化鋇、氧化鋁和少量的鉻，獲得了人造紅寶石。1903年，伐諾伊宣稱他可以用這一方法完成商業規模的紅寶石生產。
- 火焰法 (Flame fusion) 又稱為維爾納葉焰熔法 (Verneuil process)，在氫氧爐的容器中合成，頂部有篩網，篩網上放氧化鋁和氧化鉻粉末，利用震盪器或是鐵鎚，讓粉末通過篩網掉落。粉末會在通過火焰時融化，滴落在一個平面上，冷卻過程中，紅寶的結晶逐漸形成。
最早是在1885年由弗萊米等人利用氫氧火焰熔化天然的紅寶石粉末與重鉻酸鉀製成了“日內瓦紅寶石”，後來1902年他的助手維爾納葉改進並發展了這一技術。剛玉原料的粉末在通過氫氧火焰後熔化，熔滴在下落過程中冷卻並在籽晶上固結成晶體，合成了完美的紅寶石，並使其投入了商業化發展，這個方法又被稱為維爾納葉法。焰熔法可生產無色藍寶石及各種彩色藍寶石、星光藍寶石，及紅寶石，合成出來的剛玉的主要特點是內部較乾淨，有弧形生長紋，圓形、水滴型、串珠型氣泡。
合成紅寶可透過放大觀察鑑別，火焰法合成寶石裡面會有弧形生長紋，它是焰熔法合成品的重要鑑別依據，在舊式的合成剛玉裡還可發現氣泡；但隨著生產工藝的改進或再次加熱處理，生長紋的彎曲特徵越來越來難以觀察。
- 助熔劑法 (Flux) 是在鉑金坩鍋中內部先置入種晶，再加入氧化鋁、致色元素及助熔劑後加熱，在1300度的高溫下使得熔液達到飽和，再緩慢的以0.5~1度的速度降溫，使得氧化鋁達到過飽和的狀態析出，依附在種晶上生長結晶成合成剛玉。
一些助熔劑法合成的寶石中的包裹體可能與天然紅寶石中的包裹體有一些相似之處，痕量元素化學分析通常是確定此類合成寶石的必要條件。在某些情況下，這些助焊劑生長的合成紅寶石含有 一些特別的“外來”的化學元素，這些元素在天然紅寶石中則很少出現，包括鉑、銠、鋯、鉭、鑭和鉍等等。
助熔劑法是模擬自然界地表下岩漿中結晶出剛玉的過程，所以內含物和天然剛玉相似，內部可能會有助熔劑的殘餘及坩鍋上的鉑金片、面紗狀內含物。
助溶劑殘留有時會長得很像天然的癒合裂隙，但是癒合裂隙所產生的"指紋狀包裹體" 是因為寶石生長過程中產生裂縫，使周圍的寶石生成元素滲透進裂隙使之"癒合"，助溶劑包裹體卻是紅寶石在合成過程中被包進寶石內，因此助溶劑包裹體較癒合裂隙沒有方向性，但只有少許助溶劑包裹體的話，就較不容易判斷究竟是合成還是天然的了。有時助溶劑法合成紅寶石還可見做為其容器的鉑金屬片包裹體。
將組成寶石的原料在高溫下溶解於低熔點的助熔劑中，形成過飽和溶液，然後透過降溫及恆溫下蒸發溶劑的方法，從而使得寶石晶體析出。助熔劑常為無機鹽類，故此方法又稱為鹽熔法或溶劑法。
助熔劑法依晶體成核方式不同主要分為兩類：自發性成核法和誘發成核法。助熔劑法合成的剛玉晶體，有褐黃色的助熔劑殘餘物（馬賽克形），內部大量的扭曲面紗狀癒合裂隙，三維立體感較強，具有強光澤，內部看不見天然包裹體。
助熔劑合成剛玉晶體內部往往會有大量的面紗狀癒合裂隙，對其淨度有著不小的影響，因此可能不像焰熔法和水熱法合成的剛玉一樣受人們青睞。
- 水熱法
水熱法是利用高溫高壓水溶液，透過控制高壓釜內的溶液的溫度差，產生對流，最後形成過飽和溶液，在籽晶上析出晶體，可以透過加入致色離子使得合成不同顏色的晶體（圖2）。技術上嚴格保密，從現有解密資料來看，使用的體系多為鹼性碳酸鹽體系，溫度500～600℃，壓力1000 atm～2000atm，使用高純度化學試劑或低檔焰熔法藍寶石作為培養料進行合成。高壓釜中大多使用了貴金屬襯管。在致色離子的選擇上都使用了Cr3+、V3+、Ni3+等離子。目前正在使用新製程生產的俄羅斯Tairus藍寶石和澳洲Biron藍寶石的生長體系及技術細節更難探究，現有資料僅限於寶石學研究方面內容。
水熱法合成剛玉一般透明度較高，夾雜物是不可見的肉眼和麵包屑可能在放大鏡下觀察到。另外，也可以看到較大的籽晶板，和水波紋可以看出。
現有資料表明，珠寶市場對水熱剛玉寶石的需求量較大，主要偏重於鴿血紅紅寶石、金黃色藍寶石、藍色藍寶石和橘黃色藍寶石幾個品種，同時也要求著人們不斷地去尋找新的生產工藝來降低成本和穩定工藝生產。目前國際市場年需求水熱生長的剛玉寶石晶體為2000kg，而世界年產量僅分別為200kg，供需缺口比較大，價格行情好。
- 區域熔煉法
區域熔融法是在50年代初期開發的，主要是提供一種用於半導體工業的高純度晶體的合成技術。在區域熔煉的過程中，固相和該物質的液相是由密度差輸送，以使可溶性雜質或存在於原料相控製或重新分配。透過在相同的方向上使用一種或幾種熔化區中，原料被重複地燒結以除去有害的雜質;透過使用區域熔融有效地消除偏析的效果，所期望的雜質可以被均勻地引入晶體，並能在一定程度上控制和消除錯位、包裹體等結構缺陷。目前主要用於合成紅寶石。
紅寶石的優化處理方法
紅寶石的優化處理包括裂隙填充（如油充填），加熱，添加助熔劑（硼砂）的熱處理，鉛玻璃填充的熱處理，以及擴散處理等等。對紅寶石及藍寶石的進行熱處理是已經存在幾個世紀之久的傳統處理手段之一，其目的是改善寶石的顏色或透明度。大約需要800°C至1800°C之間對寶石進行加熱，而具體溫度取決於寶石原石以及所需要獲得的效果。
加熱處理 -- 液態包裹體周圍形成霧狀(或指紋狀)包裹體
加熱處理是剛玉非常常見的處理方式，要觀察剛玉是否有經過加熱處理，可從它的包裹體來判斷。針狀的金紅石包裹體就可能因為加熱而斷裂。若是晶體包裹體，因其與寶石本體的熱膨脹係數不同，導致加熱後晶體包裹體周圍產生應力裂紋，有時形狀會像荷包蛋。而若是液態包裹體，除了再周圍產生應力裂紋外，液體也可能因此跑進裂隙中，產生指紋狀或霧狀的包裹體。上圖就是因大量的液態包裹體經加熱處理，周圍產生霧狀的包裹體，但因為寶石顏色的關係，比較不容易拍清楚。
紅寶石內部通常含有裂縫，這首先是由於紅寶石形成的地質條件造成的，也與寶石本身的脆性，以及和其晶體結構中的鉻元素（為紅寶石帶來美麗的紅色）有關。尤其是在大理岩中形成的紅寶石，如產自著名的莫谷寶石帶的，以及來自越南、塔吉克斯坦、阿富汗、甚至東非（如肯尼亞、坦桑尼亞）等礦區的紅寶石，都容易含有比較多的裂縫，而會對寶石的透明度和外觀美感造成影響。含有裂隙的紅寶石與任何其它含有裂縫的寶石一樣，也會出現以無色油來填充遮蓋裂隙以改變和提高其透明度的情況。這也是一種常見的傳統的優化處理手段。
磨料磨具
磨料磨具，是磨料和磨具的統稱，包括磨料產品和磨具產品。 磨料磨具素有工業牙齒的美稱。在磨削時常用磨料或磨具作為磨削工具對需加工的零件進行機械加工，而達到一定的技術要求。常用的磨料磨具有切割片和砂輪片、百葉盤、快速更換磨片、磨卷、粘結磨輪、千葉磨環和砂紙磨環、非粘結千葉磨輪、千葉磨輪、砂紙卷和絨卷、鎢鋼旋轉銼。
- 黑剛玉
屬於棕剛玉的派生品種，外觀呈黑色。硬度較低但韌性好。多用於自由研磨，如製品電鍍前的打磨或粗磨，也用於製作塗附磨具，樹脂切割片，拋光塊等。
- 燒結剛玉
用礬土或鋁氧粉的細料燒結而成，特點是韌性好，可製成各種特殊形狀和尺寸的磨粒。主要用於重負荷磨鋼錠砂輪，適用於荒磨不鏽鋼鋼錠等。
- 鋯剛玉
其特點是硬度略低，但韌性值大，強度較高，通常晶體尺寸較細，耐磨性能好。國外鋯剛玉磨料主要用於重負荷磨削，適合於磨耐熱合金鋼，鈦合金和奧氏體不鏽鋼等。
- 鉻剛玉
鉻剛玉是以氧化鋁為主要原料，加入適當的氧化鉻( Cr2O3)，經高溫熔煉而成。根據鉻含量的不同，鉻剛玉磨料呈粉紅色或紫紅色，其硬度與白剛玉近似，比棕剛玉高，韌性比白剛玉高，比棕剛玉低。用其製造的磨俱，耐用度好，磨加工光潔度高。適用於量具，工具機主軸，儀表零件、螺紋工件及樣板磨等精密研磨。
為白剛玉的派生品種，外觀呈玫瑰色，硬度與白剛玉相近，韌性略高於白剛玉且強度高，磨削性能好，磨削精度高。用這種磨料製成的磨具其形狀保持性好。應用範圍與白剛玉相似，尤其適於各種刀具，量具，儀表零件的精磨和成型磨，通常鉻剛玉較白剛玉具有更好的磨削性能。
鉻剛玉是由高純煅燒氧化鋁和氧化鉻熔合而成的合成材料。也稱為紅剛玉或粉紅剛玉，這是一個高硬度、具有優異耐熱性和耐化學性的耐磨材料。鉻剛玉有多種形式，包括顆粒狀、粉末和塊狀。
- 高熔點：它的熔點約為攝氏2435 度。
- 硬度：鉻氧化物是一種硬質材料，莫氏硬度8-8.5。
- 穩定：化學性質穩定，不易與酸或鹼反應.
- 磁性：鉻剛玉具有弱鐵磁性.
- 健康與安全：雖然通常被認為是無毒的：吸入鉻氧化物粉塵可能會刺激呼吸道. 一如既往，處理和使用該化合物時應小心，尤其是粉末狀。
鉻剛玉用途廣泛，包括:
- 耐火材料：鉻剛玉用於製造熔爐用耐火材料, 鋼包, 和其他高溫應用.
- 磨俱：鉻剛玉用於製造磨料砂輪和其他磨料產品.
- 陶瓷：鉻剛玉用於製造瓷磚等陶瓷產品, 磚塊, 和電絕緣體.
- 顏料：鉻氧化鋁用於製造油漆用粉紅色和紅色顏料, 塑膠, 和其他材料.
- 其他應用：鉻氧化鋁也用於各種其他應用, 例如催化劑載體, 耐磨塗層, 和植牙.
鉻剛玉是一種用途廣泛的高性能材料，廣泛應用於各行各業。
- 微晶剛玉
屬於棕剛玉的派生品種，外觀色澤和化學成分均與棕剛玉相似，特點是晶體尺寸小（50—280μm），磨粒韌性好，強度大且自銳性好。適合磨不鏽鋼，碳素鋼，球磨鑄鐵等，磨削方式上適於成型磨，切入磨，精磨和重負荷磨削。
- 單晶剛玉
單晶剛玉磨料的顆粒是由單一晶體組成，並具有良好的多棱切削刃，較高的硬度和韌性，磨削能力強，磨削髮熱量少，缺點是生產成本較高，生產中有廢氣，廢水產生，產量較低。可用於磨削較硬且韌性好的難磨金屬材料，如不鏽鋼，高釩高速鋼，耐熱合金鋼及易變形，易燒傷的工件，考慮到單晶剛玉磨料受生產條件的限制，一般只推薦用於耐熱合金和難磨金屬材料的磨削。
- 白剛玉
白剛玉的硬度略高於棕剛玉，但韌性稍差磨削時易切入工件，自銳性較好，發熱量小，磨削能力強，效率高，價格高於棕剛玉。適合於磨硬度較高的鋼材，如高速鋼，高碳鋼，淬火鋼，合金鋼等。
白剛玉是一種白色人造剛玉，像天然剛玉寶石，硬度高、耐高溫、化學穩定性和純度高，莫氏硬度為9，僅次於鑽石，最高使用溫度接近2000°C，Al2O3 含量大於99%，這些優異的材料性能使得白剛玉在當今工業生產中的應用越來越廣泛。白剛玉由工業氧化鋁粉製成，在2000℃以上的電弧爐中熔煉，冷卻結晶得到白剛玉熔塊。
- 棕剛玉
棕剛玉外觀為棕褐色，含量在94.5%--97%。具有硬度高，韌性大，顆粒鋒銳，價格比較低廉的特點，適合於磨加工抗張強度高的金屬，在缺少其他磨料的情況下，一般可由它來代替。廣泛用於普通鋼材的粗磨，如：碳素鋼，一般合金鋼，可煅鑄鐵，硬青銅等。棕剛玉的二級品磨料常用作磨米砂輪，樹脂切割砂輪。砂瓦，砂布，砂紙等。
歷史與文化象徵
- 寶石之王：在印度，紅寶石被稱為「Ratnaraj」，意為「寶石之王」，象徵力量與生命力。
- 象徵意義：紅寶石象徵熱情、勇氣和威嚴，自古以來就被皇室貴族和軍人視為保護和帶來好運的寶石。
- 用途：紅寶石自古以來就被用於製作宗教儀式用品和皇室珠寶，直到今日，仍是各大珠寶品牌的珍愛選擇。
- 多個世紀以來，人們認為藍寶石帶著一股神奇魔力，能夠給配戴者帶來平靜的心靈，並且用其裝飾於大英帝國國王和俄國沙皇的皇冠、禮服，以及神職人員的禮袍。
- 星光藍寶石因其艷麗的星光色彩而被稱為「命運之石」，閃耀的三條星光射線代表著「忠誠、希望、博愛」，據說能保佑配戴者平安，並帶來好運。
- 在東方傳說中，人們將藍寶石比喻為指路燈，可以保護配戴者不受罪惡的傷害，擺脫霉運交好運，甚至在寶石脫手後仍然如此。
- 人們相信藍寶石即是愛情的見證，也有人認為它代表著忠誠和靈魂。據說配戴藍寶石飾品的人如果不忠貞，藍寶石就會褪色。許多男士都會贈送藍寶石給自己的戀人，以此來判斷心上人是否變心；而女士則會配戴藍寶石飾品以表示自己對丈夫的忠誠，因此形成以藍寶石當作定情信物的風俗。
- 藍寶石長久以來被認為是皇室和浪漫的象徵。1981年，當英國的查爾斯王子給了戴安娜王妃一枚藍色的藍寶石訂婚戒指，更加強了這種浪漫的色彩。
- 藍寶石不僅是九月份生日石，同時也是５、45週年結婚紀念日寶石，因此結婚滿45週年的恩愛夫妻又被稱為「藍寶石婚」。
藍寶石的功效與作用
- 穩定情緒、平和心靈
藍寶石據稱有深層的情感治癒功能，能提高情商，安撫情緒的波動，並使內心恢復平靜。對於性格暴躁、衝動的人，配戴藍寶石，可以感受它所散發出的柔和氣息，以調和個性。
- 增強運勢
長期配戴藍寶石，能夠影響自己的運程。如果一個人總是諸事不順、莫名煩躁，據說配戴藍寶石可以影響自己的磁場，以獲得好運。
- 使戀情和諧
藍寶石是定情最好的信物，能使感情再度交融，吸引伴侶，增進戀人雙方彼此了解，使感情更加融洽、幸福、快樂。據說將藍寶石配戴在胸前也可以促進戀愛中的情侶步入禮堂。
- 避邪保平安
藍寶石被人們視為是具有強大力量的護身符，除了保佑自身平安以外，還可以消除忌妒、怨恨，阻擋一切負能量入侵，帶來積極正面的能量。
- 守護愛情
藍寶石象徵著忠實、堅貞，能使人忠貞不二，從一而終，有助於防止感情不忠的情況。
- 身體康復
從生理學角度來看，紅寶石常用於治療血液或心臟疾病。藍寶石則被認為可以治療失眠和視力問題。中世紀的人們認為，佩戴藍寶石戒指的手指擁有不同的療癒力量：
- 食指：消化系統與呼吸系統
- 中指：脾臟、肝臟、認知
- 無名指：循環系統和腎臟
- 小指：生殖系統與下半身
- 情緒療癒
- 食指：消化系統與呼吸系統
- 中指：脾臟、肝臟、認知
- 無名指：循環系統和腎臟
- 小指：生殖系統與下半身
人們相信剛玉寶石能保護人們免受有害思想的侵害，並增強自製力。它們也能幫助你處理人際關係中的衝突，緩解焦慮。
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