红宝石和蓝宝石同属于刚玉族宝石，是世界上公认的两大名贵宝石。天然产出的红蓝宝石往往受颜色、裂隙等影响，因此需对它们进行相应的颜色优化或裂隙充填的热处理工艺。事实上，市场上绝大多数的红蓝宝石经过了不同形式和程度的优化改善。　　 本论文以云南红宝石和山东蓝宝石作为主要研究对象，并同时对其它国家和地区的一些红蓝宝石进行了研究。采用XRF、SEM-EDS、EPMA和UV-Vis等的定量定性分析方法，对典型样品进行了颜色成因分析。基于呈色机制，对样品进行分类并进行特定条件下的热处理实验。　　 通过离子扩散析出的热处理实验，紫红-玫红色云南红宝石可转变为更加鲜艳、纯正的红色，并得到较理想的热处理条件为高温1350～1580℃；恒温12～24h：开放条件；5Al(OH)3-2Al2O3-2Mg(OH)2-Na284O7(或Na3AlF6)体系辅助剂；一次性高温加热或循环高温加热。另外，经这样的热处理还可以消除红宝石中的暗黑核心。蓝黑色山东蓝宝石经高温1580～1750℃；恒温12～24h；5Al(OH)3-2TiO2-2Mg(OH)2-Na3AlF6体系辅助剂、开放条件下的热处理，部分样品的颜色可转变为明亮、艳丽的蓝色。　　 经氧化气氛热处理，紫红色云南红宝石的颜色可转变为相对纯正的红色；黄绿色山东蓝宝石的颜色可转变为经济价值更高的黄色；蓝黑色山东蓝宝石可实现一定程度的减色目的；灰蓝色南非蓝宝石的颜色可转变为相对纯正的蓝色。经中性气氛热处理，紫红-玫红色云南红宝石的颜色可转变为更加纯正、鲜艳的红色，透明度也有所提高。经还原气氛热处理，浅蓝色斯里兰卡蓝宝石和浅蓝-浅蓝灰色老挝蓝宝石的颜色均不同程度的得到加深。在高温1750℃、5Al(OH)3-2Mg(OH)2-2Na3AlF6体系辅助剂、开放条件下，对浅色红宝石进行掺Cr3+扩散处理，可在其表层形成深度小于0.6mm的Cr3+扩散层，红宝石红色调得以加深：对蓝宝石进行掺Co3+扩散处理，形成的Co3+扩散层的深度可达厘米级，从而使带灰色调蓝宝石的整体颜色转变为均匀的蓝色一深蓝色；对低品质蓝宝石进行Co3+、Fe2+、Fe3+、Ti4+共掺的扩散处理后，颜色得到显著加深，光泽增强，肉眼可见裂隙减少。　　 对市场上一些经有机-无机充填处理的红宝石进行了充填处理工艺探析，发现工艺流程大致为：1)高温1300～1600℃的热处理；2)中温600～680℃的铅玻璃充填：3)低温500℃下的有机质充填。在高温1350℃、Bi2O3-Al(OH)3(Bi2O3，10～20％)或PbO-Bi2O3-5Al(OH)3体系辅助剂、开放条件下进行的充填处理，不但能显著改善红宝石的颜色，还能有效充填其开放裂隙和孔洞。