起源与兴起时间： 这一阶段指的是更激烈的高温处理手段，包括在极端高温下借助外来元素扩散来改变蓝宝石颜色的工艺。其发展可分为两类：单纯更高温度的常规加热和添加元素的扩散处理。首先，高于前述常规的更高温处理在20世纪下半叶逐渐出现端倪——1960年代中期，Crowningshield在GIA实验室观察到一颗产自泰国的蓝宝石呈现异常的弱光谱和短波紫外荧光；如今我们知道这正是高温加热低铁蓝宝石常见的荧光反应，说明彼时已有技师尝试此前未有的更高温处理。真正的飞跃发生在1970年代：“Geuda热潮”带来的传统高温加热（阶段1）成为常态后，部分技师开始探索加入化学助剂或致色元素的新工艺。1980年左右，首次出现了“钛扩散”蓝宝石：美国联合碳化物公司（Union Carbide）发明了在高温下向无色蓝宝石晶格中扩散钛元素以形成蓝色表层的工艺，并售出专利。1980年这类钛扩散蓝宝石（俗称表面扩散蓝宝石）投入市场，但因未充分披露而引发关注，实验室很快鉴定出其着色仅局限于表层，从而此工艺初期未获得大的商业成功。进入1990年代，泰国和斯里兰卡的烧炉师傅不断延长加热时间、调整炉内条件以提升效果；一些实验性的超长时间高温处理导致宝石内部出现异常色带和包体特征。2001年前后，泰国开始秘密推广一种全新的扩散元素——铍（Be）。1990年代中后期已有零星铍扩散处理的蓝宝石流入市场，但直到2001年泰国供应的大量亮橙色、鲜黄色蓝宝石引起各国实验室警觉，这一新工艺才浮出水面。2002年初，美国宝石贸易协会（AGTA）发布业界警报，GIA等实验室经研究证实：这些此前从未见过的颜色是通过在超过1800°C高温下向蓝宝石晶格中扩散轻元素铍而产生的。铍扩散技术可谓21世纪初蓝宝石处理领域的重大突破，此后迅速应用于各种刚玉：不仅橙黄色蓝宝石，粉色、红色甚至蓝色刚玉也都可以通过铍扩散来调整颜色。例如2003年曝光的一种处理，是将深蓝色蓝宝石经铍扩散变为更浅的靓蓝色调。综上，高温加热与扩散处理阶段的大致时间线为：1970-80年代出现钛扩散尝试，1990年代高温加热技术精进并铺垫了铍扩散，2001年铍扩散工艺大规模商业化并在随后几年全面推行。
发展背景和目的： 在常规加热已普遍应用后，进一步的高温与扩散技术背后有两大驱动力：其一是利用更极端的条件改善此前无法处理的宝石缺陷；其二是赋予宝石原本不存在的新颜色，创造商业价值。对前者而言，某些蓝宝石问题例如顽固的内部色带、未溶解的包体，常规1500°C以下加热可能无能为力，于是技师尝试更高温、更长时间来彻底改造晶体内部结构（如完全溶解丝绢、愈合裂隙等）。而对于后者，在1980年代之前，业界尚无手段改变宝石的先天颜色元素组合；晶格扩散技术的出现使之成为可能：通过在高温下让外来致色元素渗入刚玉晶体，可以得到崭新的颜色效果。钛扩散处理（Ti扩散）的目的在于将近无色或淡色蓝宝石表层“染成”蓝色，或者在无色刚玉表层生成金红石星点以产生星光效应（这一技术后来也用于制造扩散星光红宝石）。铍扩散处理（Be扩散）的目的更为多样：它能够赋予原本颜色平淡的刚玉以浓艳的黄、橙乃至粉橘色；还能把偏暗的蓝宝石颜色调亮，甚至把一些偏紫或偏蓝的红宝石调整成纯正的红色。这些新色彩在未处理宝石中极为稀少，因此扩散技术极大地拓宽了商业宝石的色彩谱。例如，通过铍扩散，大量原本棕褐色或淡黄的刚玉变成了明亮的橘黄色、橙粉色，被市场一度以“帕德玛刚玉”（莲花色蓝宝石）类比推广。总的来说，高温扩散阶段的核心目的在于提高宝石价值：要么改善质量（更透明鲜艳），要么创造卖点（新奇颜色），这背后是宝石处理从“优化”走向“改造”的理念升级。
典型温度范围： 该阶段涉及的温度是迄今最高的。常规高温加强型处理往往在1600–1800°C甚至更高温度下进行，因为只有如此高温才能显著改变晶体内部难以消除的瑕疵。例如完全熔融重新结晶微小裂隙，需要接近刚玉的熔点（约2050°C）但通常在1800°C上下配合助熔剂即可实现。扩散处理则必然要求极高温度和长时间：钛和铍这两种扩散元素均需>1700°C环境下连续加热多日才能缓慢渗入晶格。文献报道铍扩散通常在1800–1850°C左右长时间炉烧；钛扩散大约亦在此量级温度（尽管其作用主要局限表面，但需极高温才能令钛离子进入刚玉晶格中）。因此，此阶段的处理往往是高温+长时间的组合。另一个特征是添加剂：钛扩散处理会在炉中加入氧化钛等药剂，铍扩散则使用含铍化合物（如绿柱石粉、氧化铍等）掺入炉料。此外，90年代兴起的助熔剂裂隙愈合（flux healing）技术也可归入此高温阶段的一部分：在约1400–1600°C时加入熔剂（如铅玻璃或硼酸盐）促进刚玉在裂隙处再结晶，从而愈合宝石内部裂纹。总之，阶段3的各种工艺共同点是温度极高，通常比传统加热更接近刚玉耐受极限，并需要精准控制炉内环境和元素成分。
外观影响： 高温深度加热和扩散处理对蓝宝石外观的改变是剧烈而多样的。其积极方面表现在：颜色可以被显著改变或提升，有时达到原始宝石无法呈现的色彩。例如钛扩散能让原本无色的刚玉表面呈现浓艳的蓝色；铍扩散则可将灰暗的黄玉转成饱和的金黄或橙色，把粉色变为艳橘色。对于深色蓝宝石，铍扩散还可降低其蓝色浓度，使宝石看起来更明亮、更有视觉吸引力。净度方面，在高温长时间作用下，蓝宝石中原有的包体特征可能发生显著变化：金红石针会完全溶解无踪，让宝石清澈如水；裂隙在助熔剂帮助下愈合，肉眼可见瑕疵显著减少。然而，这些处理也可能带来新的可见特征：钛扩散形成的颜色只局限于表层，若琢型重新切磨会露出浅色内芯，这是扩散石特有的现象。铍扩散由于深入晶格，颜色变化贯穿全石，但通常伴随异常的色带或色斑——有时可以观察到分布不自然的浓淡区，这正是铍元素扩散不均所致。高温扩散处理也往往生成某些固有包体的残留迹象：例如包体周围出现明显的白色晕圈或张应力裂纹，表明经历了比常规加热更严酷的温度。总体而言，阶段3处理可以赋予蓝宝石全新的外观品质，但也常会留下人工干预的痕迹，需要在价值评估中予以考虑。
检测与识别演变： 宝石学界对高温及扩散处理的检测识别在过去几十年不断完善并取得多项突破。对于非扩散的超高温处理（纯高温久烧或助熔剂愈合），其显微特征通常已经足以暴露：完全熔化的丝绢（只能见到应力影，丝状物消失）、内部指纹状裂隙被玻璃状物填充愈合、晶体包体边缘圆滑甚至部分溶解等，这些均与传统加热的特征类似但程度更强，因而实验室能可靠识别并在证书备注如“加热（伴有裂隙愈合）”等。晶格扩散处理的识别是重点也是难点：在1980年钛扩散首次出现时，瑞士 SSEF 和美国 GIA 等实验室很快注意到这些蓝宝石的颜色集中在表层，通过截面观察发现内部近无色，只表皮有色层。这一明显特征令Ti扩散品易被检测，且由于切磨会损失颜色，按国际标准需特别披露其处理。铍扩散的检测则复杂得多：因铍元素轻，传统X射线荧光等检测手段难以测出，它最初是凭借宝石学家敏锐的观察被怀疑（如某些石头出现不明原因的色区、包体特征异常）。2002年后，各大实验室投入大量科研攻关，终于借助质谱分析（如SIMS二次离子质谱、LA-ICP-MS激光剥蚀电感耦合等离子质谱）确认了铍元素的存在。此后，业内开发了更实用的LIBS（激光诱导击穿光谱）等方法，以较低成本检测宝石中微量铍，并辅以显微观察来确证铍扩散处理。目前权威机构在证书上对确认铍扩散的蓝宝石标注为“加热伴有外来元素扩散（如Be）”，属于必须明确披露的处理。值得注意的是，鉴定技术的进步使得扩散处理几乎无所遁形：钛扩散由于影响明显，很早就被归为特殊处理；铍扩散虽隐蔽，但在集中了全球顶尖实验室的研究努力后，如今也有了可靠的检验手段。因此，宝石报告中只要发现有扩散处理，无论钛或铍，都会严格按照行业伦理要求告知消费者。
当代市场应用： 高温扩散处理技术在当今市场上一方面应用广泛，另一方面受到严格监管。高温加强型加热（无外加元素）实际上已融入阶段1的常规工艺：许多烧炉师会根据需要临时提高炉温或延长时间来优化效果，这不另作分类。助熔剂愈合在红宝石处理中被大量使用（如孟苏红宝石的处理），在蓝宝石中相对少见但偶有应用于带裂纹的石料。钛扩散蓝宝石由于颜色仅限表层、且消费者更倾向天然成色的宝石，因此市场接受度一直不高。1980年代初那批Ti扩散蓝宝石被识破后，如今市面上已难得一见；仅在一些低端蓝宝石或旅游纪念品市场，可能出现钛扩散处理的星光蓝宝石或彩色刚玉。相比之下，铍扩散蓝宝石曾在2000年代中期占据相当市场份额——众多产自非洲马达加斯加、坦桑尼亚等地的普通刚玉原料经铍处理变成鲜艳宝石，源源不断供应国际市场。在真相大白后，铍扩散宝石价格一落千丈，目前作为低价处理宝石的一个类别继续销售。例如艳橙色的“日落”蓝宝石（铍扩散）价格仅为相似颜色天然帕帕拉恰的数十分之一。各大交易所都要求对此明确标示（通常简写为“Be扩散”）。总体来看，阶段3的技术仍在发挥作用：Be扩散处理仍有厂家在进行，因为它能将大量低品质原料转化为市场可接受的彩色宝石；只是如今卖家在出售时已无法避开实验室的检测和披露。此外，这一阶段技术的启示意义在于——宝石业已从单纯“优化”迈入“优化+改造”并存的时代，促使业内对处理披露制度进行了深刻完善，以维护市场公平与消费者信心。
