Abstract
The color enhancement of natural ruby produced from Mong Hsu were carried out by the heat treatment using gas diffusion. The natural ruby in this paper has a colored patch of which the color ranges from blue to a color close to black. The most favorable heat treatment conditions were as follows; range of temperature $1400~1600^{\circ}C$, duration 12 hrs, $O_2$ atmosphere. The color tone of ruby obtained under the optimum conditions was overall clear red by partial removal of colored patch. From EPMA results, part of blue or black colored patch within ruby were found to occur by charge transfer between $Fe^{2+}{\;}and{\;}Ti^{4+}$ . These results are consistent with the XRF that contents of $Fe(Fe^{2+}{\;}or{\;}Fe^{3+}$) and $Ti^{4+}$ ion to cause a blue or black colored patch after heat treatment became slightly less than with non-treated ruby. The silk formed on the surface of ruby heat treated for 12 hrs at $1700^{\circ}C$ were found to be generated by re-crystallization of rutile $TiO_2$ by XPS analysis.
가열과 가스 확산을 동시에 이용한 열처리에 의해 어두운 청색에서 거의 검은색에 가까운 colored patch를 가지고 있는 Mong Hsu산 천연루비의 색상개선을 행하였다. 열처리 조건은 산화분위기하 1400~$1600^{\circ}C$의 온도 범위에서 12시간이었다. 이와 같은 조건에서 Mong Hsu산 천연루비의 colored patch는 제거되었으며, 그 결과 선명한 적색을 나타내었다. EPMA 결과로부터 청색에서 거의 검은색에 가까운 colored patch를 나타내는 부분은 $Fe^{2+}$와 $Ti^{4+}$ 의 전하 이동에 의해 나타나는 것을 알았다. 이 결과는 열처리 후 청색 또는 검은색의 colored patch를 유발시키는 $Fe(Fe^{2+}{\;}또는{\;}Fe^{3+})$ 와 $Ti^{4+}$ 이온의 함량이 처리전과 비교해 감소한 XRF 결과와 일치한다. XPS 분석결과로부터 루비를 $1700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 처리하면 Mong Hsu산 천연루비의 표면에 생성되는 실크는 루틸 상의 $TiO_2$ 재결정화에 의한 것임을 알 수 있었다.