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从材料专业角度来看，红宝石和蓝宝石都属于刚玉宝石，它们的成分主要是氧化铝。
红宝石的化学成分中，含有微量元素铬（Cr3+），这使得红宝石呈现出红色。红宝石的晶体结构非常独特，属于六方最密堆积结构，每个铝原子被六个氧原子包围，每个氧原子被三个铝原子包围，形成了一种非常稳定的空间结构。
蓝宝石的化学成分中，含有微量元素钛（Ti4+）或铁（Fe2+），这使得蓝宝石呈现出蓝色。蓝宝石的晶体结构为六方晶系，晶胞参数为a=b=4.756 Å（埃），c=12.998 Å，空间群为P63mc。在晶格中，每个氧原子有6个相邻的铝原子，每个铝原子也有6个相邻的氧原子，形成了非常稳定的结构。
此外，红宝石和蓝宝石的晶体通常呈柱状或六角柱状，有时也会呈现出六角板状。这些特点使得红宝石和蓝宝石具有高度的稳定性、硬度和耐磨性，成为理想的工业材料。
红宝石因为含有铬元素而呈现红色，具有较强的二色性，色泽艳丽，是彩色宝石中的珍品。蓝宝石则是因为含有少量的钛元素和铁元素而呈现蓝色或蓝绿色。除了红色和蓝色外，蓝宝石还可以有其他颜色，如黄色、绿色等，这使得蓝宝石的颜色十分丰富。
无论是红宝石还是蓝宝石，其纯净度高、晶体通透、色泽艳丽都是优质宝石的重要标志。在实际应用中，红宝石和蓝宝石因其硬度高、耐磨性好等特点被广泛应用于珠宝首饰制造等领域。同时，由于其独特的物理和化学性质，红宝石和蓝宝石还在高科技领域如激光器、光学仪器、电子产品等方面有着广泛的应用。