什么因素影响红宝石的颜色

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红宝石，七月的生辰石，以其艳丽的色彩，高贵的气质，吸引着人们的目光。热情似火的红色，象征着激情四射的爱情，被誉为“爱情之石”。

红宝石是指由Cr3+致色的宝石级的红色刚玉，Cr3+含量的不同会使红宝石呈现出不同的颜色，其中最具价值的颜色为“鸽血红”色。它色彩浓郁、鲜艳夺目，把红宝石无穷的魅力毫无掩饰地展现在人们面前。但遗憾的是，大部分红宝石都不具备这样的红色，均在一定程度上呈现出以红色调为主的不同颜色，如粉红色、紫红色、橙红色、暗红色等。到底是哪些因素影响了红宝石颜色的形成呢?

将影响红宝石颜色的两个方面，即Cr3+与颜色三要素，进行综合分析，讨论二者关系对红宝石红色的影响，可以进一步定量描述红宝石红貌变化，继而为天然红宝石客观定量的颜色质量评价体系的建立提供有效数据，具有实际的应用价值。

颜色表征

颜色由三要素构成，也称为颜色指数，即明度L、彩度C，以及色相H。其中，明度是指颜色明暗的程度，彩度代表颜色的鲜艳程度，也称颜色的饱和度或纯度，用于分别定量描述二者的明度值及彩度值均在0～100之间内变化。色相是指颜色的外貌，是在不同波长的光源照射下，人眼所感知到的颜色，如黄色、红色等。图2所示的色相环就是24种常见的基本颜色。通常也用色相角(ho)来进行定量表示，如红色为0度(360度)，品红为300度。

在对比具有相同色调的颜色对之间的色貌时，会感觉到颜色明暗的变化，这就是颜色间明度的对比关系。明度性质在颜色三要素中具有相对的独立性，也就是说它可以从物质颜色的整体效果中分离而独立存在，如黑色和白色就只表达了明度。对色相与彩度而言，二者不具备像明度一样的独立性，即色相与彩度在一定程度上相互影响，而明度对色相与彩度的影响和依赖都很小，因此单独讨论明度对颜色的贡献是可行且有利于简化颜色质评体系的建立的。

对于红宝石而言，发现在彩度相近的情况下，红宝石的明度与色相之间的关系在不同的区域内有所不同。其中，对于视觉效果较好的优质红宝石而言，明度与色相呈负相关性，即随着明度值的增加，红宝石红貌逐渐由紫红色偏向正红色。在D65标准光源下色表现为红宝石色貌变化与明度变化的相关性，略高于彩度差与色差的相关性，而对于色相差而言，由于已经界定了红宝石的主色调为红色，故色差增量值对色相变化的敏感度明显较低。也就是说，对正红色逐渐过渡到紫红色的红宝石而言，明度的变化是影响红宝石红差的最敏感因素，最能引起视觉上对颜色感知的强烈差异。因此，在进行红宝石间红貌差异比对时，应首先考虑明度差的贡献，然后再综合考虑色度差，即彩度差与色相差的影响。

同样，我们可以得知，若想使颜色的视觉效果产生变化，明度是其改变的关键因素。明度的变化，可以在一定程度上加强或削弱彩度与色相间的对比效果。明度在一定范围内的增加，使彩度与色相的对比结果减弱，进而使肉眼下更难以观察颜色对之间的差异。反之，则更加易于区分。当然，若明度增加到极端值100或减少到0，则不论彩度与色相角为何值，颜色都将呈现出白色或黑貌。

在评价红宝石红色质量过程中，肉眼评定因素必不可少。在对同样的37粒红宝石进行拟色后发现，若分别按照其明度、彩度与色相实施升序排列，并与实际观察效果想结合，发现明度的拟色排序结果最符合人眼感知，这也说明明度与肉眼感知结果最为一致。

Cr3+对红宝石颜色的影响

从理论上来说，随着Cr3+含量的增加，红宝石的红色会不断加深。其中，当红宝石中Cr3+含量小于0.3wt％时，多为粉红色红宝石；若继续增加到0.4wt％时，红宝石即可呈现出漂亮的玫瑰红色t若想达到最优品质的鸽血红红宝石，则要求红宝石含1wt％左右的Cr3+。除与主要的致色离子Cr3+含量有关外，若红宝石中同时存在Fe、Ti离子，二者的综合作用将使红宝石的颜色变得暗淡。若红宝石中含有当0.5％的Fe离子、1.5％Ti离子，且Cr3+含量达到1％时，刚玉的颜色表现为紫色，偏离红宝石红色的主色调。对于Fe、Ti离子含量较少的红宝石而言，在彩度相近的情况下，Cr3+的含量与明度呈负相关，而与色相角呈现正相关趋势，即红色的明度值高于紫红色的明度值，这也就解释了在肉眼观察下，红色红宝石较紫红色红宝石视觉效果更加明亮的原因。

然而，对于市场上越来越多的充当天然红宝石的合成红宝石来说，尤其是价格相对低廉、设备相对简单的焰熔法合成的红宝石来说，其致色元素的影响则单纯得多。在制备焰熔法合成红宝石时，通常会在A1203中添加1％～3％Cr作为致色元素，而极少添加或不添加Fe、Ti元素，使其呈现出不同的红貌。随着Cr3+含量的增加，红宝石的红色调逐渐加深。

若综合考虑红宝石中Cr3+含量与明度、彩度、色相的关系，可以看出当彩度在较小范围内变化时，天然红宝石与焰熔法合成宝石的明度与色相角，均呈现出一定的负相关性，即当红宝石的色相由紫红色逐渐转为红色时，明度值逐渐降低。在此过程中，初步发现当h0∈(354.14°，0.7微)，L∈(32.64.44.25)时，Cr3+含量在2727ppm到11902ppm之间时，红宝石呈现出视觉效果较好的略带紫色调的红貌。可见若想使红宝石呈现出优质的色貌品质，应在最大程度上使红宝石红色的明度、彩度与色相达到最优值，并明确三者与Cr3+含量之间的关系。

以上只是对Cr3+含量与红宝石红色的明度、彩度与色相关系的一个初步探索，随着这种关系在今后研究中的不断明确与深入，客观定量的红宝石颜色质评体系将会最终建立起来。