Abb. 1: Gelber Saphir von 4,57 ct mit instabiler Farbe. (A) zeigt den Stein, wie er zur Untersuchung eingereicht wurde, (B) nach einem Fading Test unter einer starken Lampe für 15 min, (C) nach einem Fading Test für 150 min – dies ist der stabile Endzustand, (D) nach 20 min unter kurzwelligem UV – dies ist die maximal erzielbare Farbe. Beim Tragen im Schmuckstück im normalen Alltagsgebrauch würde der Stein nach und nach verblassen, die Farbe ist jedoch durch kurzzeitige Bestrahlung mit UV-Licht einfach wieder herstellbar. Fotos: T. Stephan, DGemG.

Die gelbe Farbe von Saphiren ist auf zwei Ursachen zurückzuführen: Zum einen verursachen hohe Fe³⁺-Gehalte, zum anderen Defektzentren eine Gelbfärbung. Letztere werden durch (natürliche oder künstliche) Strahlung erzeugt und sind dann instabil in Bezug auf Tageslicht oder moderate Erwärmung oder können auch chemisch stabilisiert werden. In der Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft stellte Häger (2018) die Farbursachen von Korund sowie das Verhalten bei thermischer Behandlung dar; zu empfehlen sind auch die angegebenen Literaturstellen in dieser Publikation.

Korunde mit instabilen Farbzentren, speziell gelbe Saphire und Padparadschas, sind schon seit den 1980er Jahren beschrieben (z.B. Nassau & Valente, 1987), jedoch mehrten sich in den letzten Jahren die Berichte hierzu (u.a. Krzemnicki et al., 2018, Smith et al., 2019, Hughes, 2022, Tsai et al., 2022, Wang et al., 2022, Palke et al., 2022 & 2023). Auch wir erhielten häufiger Anfragen, weshalb die Thematik in diesem Beitrag kurz aufgegriffen werden soll.

Ein besonderes unerhitztes Exemplar (4,57 ct), das Ende 2023 zur Untersuchung eingereicht wurde, ist in Abbildung 1 gezeigt. Eingereicht wurde der gelbe Saphir in einer moderaten Gelbsättigung (Abb. 1A). Bereits nach 15 min Beleuchtung mit einer Kaltlichtleuchte („Fading Test“) konnte ein Verblassen beobachtet werden (Abb. 1B). Mit steigender Belichtungszeit wurde der Stein immer blasser, der stabile Endzustand wurde nach 2,5 Stunden erreicht und ist in Abb. 1C gezeigt. Durch die Belichtung mit UV-Licht, insbesondere kurzwelligem UV, kann die Farbe wieder intensiviert werden. Für Abb. 1D wurde der Stein für 20 min mit KUV belichtet, bis er die für diesen Stein maximale Farbsättigung erhielt. Solche Steine mit instabiler Farbe können somit in allen Farbsättigungen zwischen den Endzuständen vorkommen. Im starken Sonnenlicht können sie genauso verblassen wie beim Fading Test, jedoch könnten sie je nach Bedingung durch den UV-Anteil des Sonnenlichts sogar intensiviert werden. Insbesondere der Endkunde sollte über ein solches besonderes Verhalten mancher Steine informiert werden, da sich diese Farbveränderungen sowohl beim Tragen als auch beispielsweise bei der Reinigung mit Dampfreinigern und/oder sehr heißem Wasser ergeben können. Eine mögliche Verblassung wäre jedoch durch kurzzeitige Beleuchtung mit UV wieder rückgängig zu machen, weshalb der Stein durch das Verblassen keinesfalls „irreparabel geschädigt“ ist. Dieses Phänomen bezeichnet man auch als reversible Photochromie oder Tenebreszenz.

Eine instabile Farbe ist vereinzelt auch von Rubinen (Orangetöne, nicht die rote Farbkomponente) bekannt, insbesondere jedoch bei manchen gelben Saphiren und manchen Padparadschas zu beobachten. Bei Letzteren könnte die Farbe nach dem Fading Test sogar außerhalb des Farbbereiches für Padparadscha liegen, womit die Steine dann nicht als Padparadscha bezeichnet werden (siehe hierzu LMHC-sheet #4). Die Deutsche Stiftung Edelsteinforschung (DSEF German Gem Lab) versieht Korunde mit instabilen Farben auf ihren Befundberichten mit der Bemerkung: „An diesem Stein wurde ein Farbstabilitätstest durchgeführt. Der Saphir zeigt einen Farbshift, der auch als reversible Photochromie bezeichnet wird und gelegentlich in natürlichen Korunden beobachtet werden kann.“

Literatur

Häger, T. (2018): Temperaturbehandlung von Korund.- Z. Dt. Gemmol. Ges. 67, 3/4, 11-20.

Hughes, E. B. (2022): Gem News International: Yellow sapphires with unstable color.- Gems & Gemol. 23, 4, 221-231.

Krzemnicki, M. S., Klumb, A. & Braun, J. (2018): Unstable colouration of padparadscha-like sapphires.- J. Gemmol. 36, 4, 346-354.

LMHC Information Sheet #4: „Padparadscha sapphire“ (https://www.lmhc-gemmology.org/wp-content/uploads/2023/06/LMHC-Information-Sheet_4_V10_2023.pdf).

Nassau, K. & Valente, K. (1987): The seven types of yellow sapphire and their stability to light.- Gems & Gemol. 23, 222-231.

Palke, A. C., McClure, S. F. & Renfro, N. R. (2022): An Update on Sapphires with Unstable Color.- Online Reference (https://www.gia.edu/gia-news-research/unstable-color-sapphires).

Palke, A. C., McClure, S. F. & Renfro, N. R. (2023). Additional Observations on Unstable Color in Padparadscha Sapphires.- Proceedings of the 37^th International Gemmological Conference, Tokyo, Japan, 132-134.

Smith, C. P., Chaipaksa, M., Perlmutter, A., Vasquez, L., Zellagui, R. & Che, S. (2019): Heated sapphires with unstable colour centres.- J. Gemmol. 36, 7, 602-604.

Tsai, T. H., Wang, Z. & Takahashi, H. (2022): Reversible photochromic effect in natural gemstone sapphires.- Optics Letters 47, 22, 5805-5808.

Wang, Z., Tsai, T. H. & Takahashi, H. (2022): Rapid screening of a photochromic padparadscha-like sapphire using absorption spectroscopy.- Applied Optics 61, 27, 8108-8114.

Autoren

Dr. Tom Stephan, DGemG & Dr. Claudio C. Milisenda, DSEF

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