Polski 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
العربية 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
Jak odróżnić prawdziwe diamenty od podróbek: Najlepszy przewodnik identyfikacji
Przewodnik profesjonalisty po weryfikacji diamentów: Od połysku do uprawy laboratoryjnej
Wprowadzenie:
Ten przewodnik zapewnia jubilerom podstawowe techniki identyfikacji diamentów. Naucz się badać połysk, ogień i przezroczystość oraz efektywnie korzystać z narzędzi takich jak testery termiczne. Odkryj kluczowe różnice między diamentami naturalnymi i syntetycznymi (HPHT/CVD), a także zidentyfikuj diamenty poddane obróbce poprzez wiercenie laserowe, wypełnianie pęknięć lub wzmacnianie koloru. Przewodnik obejmuje również wykrywanie symulantów, takich jak cyrkonia i moissanit. Korzystając z metod, od powiększenia po obserwację fluorescencji UV, zdobędziesz praktyczne umiejętności weryfikacji autentyczności diamentów. Niezbędna wiedza dla profesjonalistów z branży jubilerskiej, aby zapewnić integralność produktu i utrzymać zaufanie klientów na dzisiejszym rynku.
Diament syntetyczny CVD i diament syntetyczny HPHT
Spis treści
Sekcja I Podstawa identyfikacji diamentu
(1) Identyfikacja surowych diamentów
Identyfikacja surowych diamentów może opierać się na obserwacji gołym okiem silnego połysku adamantynu, "iskrzącego" olśniewającego wyglądu powierzchni, charakterystycznego pokroju kryształu i wzorów powierzchni (zakrzywione powierzchnie, trójkątne wytrawione oznaczenia, schodkowe prążki wzrostu), bardzo wysokiej twardości (H10), umiarkowanej gęstości względnej i obserwacji fluorescencji UV.
(2) Identyfikacja oszlifowanych diamentów
① Obserwować połysk i ogień. Diamenty mają wysoki współczynnik załamania światła i silny adamantynowy połysk; dobrze wypolerowane diamenty silnie odbijają światło i wyglądają olśniewająco. Mają wysoką wartość dyspersji i dobry ogień; okrągły brylant o standardowym szlifie prezentuje wielobarwny, żywy, ale miękki ogień diamentu. Niebieski składnik jest dominujący w ogniu diamentu, a prawdziwe tęczowe diamenty o wielokolorowym ogniu są rzadkie (ryc. 3-1). Cyrkonia sześcienna (CZ) ma wyższą dyspersję niż diament, więc jej ogień ma bardziej zróżnicowane kolory i jest bardziej pomarańczowy, co jest szczególnie widoczne w świetle słonecznym (rys. 3-2).
Rysunek 3-1 Ogień (blask) diamentu
Rysunek 3-2 Ogień (blask) cyrkonii sześciennej (CZ)
② Test przejrzystości. Umieść diament ze stołem skierowanym w dół i kuletką (dolnym punktem) do góry na kawałku papieru oznaczonym czarną linią; jeśli jest to diament, czarna linia nie będzie widoczna. Należy jednak pamiętać, że symulanty diamentu o wysokim współczynniku załamania światła, takie jak syntetyczny stront sodu i syntetyczny rutyl, również ukrywają linię. Jeśli czarna linia jest widoczna, kamień jest innym płynem modelowym o niższym współczynniku załamania światła - im niższy współczynnik załamania światła, tym łatwiej dostrzec linię (rys. 3-3). Ponieważ diamenty są zwykle cięte do standardowego okrągłego brylantu i, jeśli proporcje są właściwe, prawie żadne światło nie przechodzi przez fasety pawilonu, linie na papierze nie są widoczne, z wyjątkiem nieprawidłowo oszlifowanych diamentów.
Ta metoda identyfikacji ma zastosowanie tylko do diamentów z okrągłym szlifem brylantowym; nie jest odpowiednia dla diamentów z innymi szlifami. Jeśli do diamentu dołączona jest ciecz, będzie ona przepuszczalna dla wzroku.
Test oleofilowy. Diamenty są oleofilne i odporne na zwilżanie wodą; ponieważ diamenty silnie adsorbują oleje i tłuszcze, po dotknięciu ręką wydają się mieć oleistą warstwę. Kiedy długopis na bazie oleju zostanie narysowany na powierzchni diamentu, może pozostawić wyraźne, ciągłe linie. Jeśli przedmiot jest imitacją diamentu, na powierzchni będą widoczne oddzielne małe kropelki, a nie ciągłe linie.
(3) Cechy obserwowane w powiększeniu
① Cechy powierzchni. Ponieważ diamenty są niezwykle twarde, po cięciu i polerowaniu ich fasety są bardzo płaskie i gładkie, a krawędzie między fasetami są proste i ostre. Większość imitacji, ze względu na niższą twardość, ma fasety, które są stosunkowo mniej gładkie, z zaokrąglonymi lub stępionymi krawędziami, a nawet mogą wykazywać wiele uderzeń i odprysków.
② Cechy gorsetu. Diamentowe opaski dzielą się na trzy rodzaje: opaski o szlifie zgrubnym, opaski polerowane i opaski fasetowane. Szorstki pas ma szorstki, nie błyszczący, matowy wygląd szkła; jest to najczęstszy kształt pasa na gotowych diamentach. Polerowany pas jest przezroczysty i gładki; fasetowany pas ma wiele faset, jest gładki i przezroczysty, choć rozmiary faset są zwykle nierówne.
Imitacje pasów mogą być również wykonane tak, aby przypominały diamenty, ale ze względu na różne właściwości materiału, większość z nich nie jest poddawana obróbce i ma gruby, matowy szklany pas, a niektóre wykazują prążki na pasie; jeśli na pasie widoczne są prążki, jest to imitacja.
W przypadku okrągłych diamentów brylantowych, jeśli podczas procesu zaokrąglania zostanie zastosowany nadmierny nacisk, na obręczy mogą powstać drobne pęknięcia, powszechnie nazywane "brodatą obręczą". Podczas cięcia i polerowania, aby zmaksymalizować zachowaną masę, niektóre z oryginalnych powierzchni kryształu (naturalne fasety) są często pozostawiane poniżej obręczy; mogą one wykazywać schodkowe lub trójkątne linie wzrostu lub płaszczyzny rozszczepienia.
③ Charakterystyka włączenia. Diamenty zwykle zawierają charakterystyczne naturalne inkluzje mineralne, podczas gdy imitacje mogą zawierać okrągłe pęcherzyki gazu. Obserwacja cech inkluzji diamentu pozwala dokładnie odróżnić diamenty od ich imitacji, diamenty naturalne od diamentów syntetycznych oraz diamenty, które zostały ulepszone. Zjawisko podwójnego obrazu widoczne pod mikroskopem może również oddzielić diamenty od bezbarwnej cyrkonii, sfenów, syntetycznego węglika krzemu (zwanego również moissanitem) i tym podobnych.
(4) Diamentowy tester przewodności cieplnej
Diamentowy tester przewodności cieplnej opiera się na zasadzie, że diament przewodzi ciepło niezwykle szybko; kiedyś był w stanie dokładnie określić, czy testowany klejnot był diamentem. W połowie lat 90. syntetyczny węglik krzemu pojawił się jako symulant diamentu o przewodności cieplnej podobnej do diamentu; jeśli próbka przejdzie test termiczny, a także pokazuje podwójne obrazy połączeń fasetowych, jest to syntetyczny węglik krzemu. Cechy identyfikujące te dwa kamienie szlachetne przedstawiono w tabeli 3-1.
Tabela 3-1 Cechy identyfikacyjne diamentów i syntetycznego węglika krzemu
| Nazwa kamienia szlachetnego | Współczynnik załamania światła | Dwójłomność | Ciężar właściwy | Dyspersja | Twardość | Inne cechy charakterystyczne |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Diament | 2.417 | Izotropowy, wykazuje anomalie | 3.52 | 0.44 | 10 | Adamantynowy połysk, ostre krawędzie faset i przecięcia |
| Syntetyczny węglik krzemu (SiC) | 2.648 ~ 2.691 | Wysoka dwójłomność (0,043) | 3.22 | 0.104 | 9.25 | Wyraźne podwojenie krawędzi faset, białe wtrącenia przypominające nitki, przewodność cieplna zbliżona do diamentu |
Sekcja II Identyfikacja zoptymalizowanych diamentów
(1) Identyfikacja diamentów o zmienionym kolorze przez napromieniowanie
W latach 50. XX wieku, dzięki zastosowaniu niezawodnych źródeł napromieniowania, takich jak neutrony z reaktorów i wysokoenergetyczne elektrony z cyklotronów, na rynku pojawiło się kilka napromieniowanych zielonych diamentów. Znalezienie metod identyfikacji tych diamentów stało się zatem tematem badań dla gemmologów, a większość metod identyfikacji opiera się głównie na nietypowych cechach rozkładu kolorów. Ponieważ wiązki promieniowania mają ograniczoną penetrację, diamenty poddane tej metodzie często wykazują tak zwany "efekt parasola" w pobliżu culet (dolny wierzchołek).
Napromieniowanie może wytworzyć praktycznie każdy kolor diamentów, ale kolory są niestabilne i często wymagają późniejszej obróbki cieplnej. W napromieniowanych diamentach izolowane defekty pustych przestrzeni są główną przyczyną zielonego zabarwienia. Jednakże, jeśli diament zawierał mało żółtego koloru przed obróbką, po obróbce może uzyskać kolor niebieski. Gdy temperatura zostanie podgrzana do około 600 ℃, wakanse w sieci diamentowej będą migrować i mogą łączyć się z defektami związanymi z azotem, tworząc centra wakansów azotowych (N-V). Te centra N-V zazwyczaj wykazują linie absorpcyjne (pasma) w zakresie widzialnym, które nadają kolor diamentowi. W zależności od rodzaju i charakterystyki diamentu przed obróbką, zastosowanego źródła promieniowania oraz temperatury i czasu trwania obróbki cieplnej, obrobione diamenty mogą wykazywać różne kolory; niektóre cechy spektralne diamentu mogą również zostać wytworzone lub zmienione. Badając te cechy spektralne, można opracować niezawodne metody identyfikacji. W szczególności, badanie widm absorpcyjnych od ultrafioletu do średniej podczerwieni jest typowym podejściem do badania takich obrobionych diamentów, a badania spektroskopowe próbek w temperaturze ciekłego azotu mogą również zapewnić bardziej czułe i krytyczne cechy identyfikacyjne.
Diamenty o niskich klasach koloru lub diamenty o jasnych kolorach mogą być poddawane obróbce kolorystycznej poprzez napromieniowanie i ogrzewanie w celu uzyskania bardziej żywych kolorów, zwiększając nasycenie kolorów diamentu, a tym samym podnosząc jego wartość. Najpopularniejsze kolory uzyskiwane przez napromieniowanie i ogrzewanie to: zielony, żółty, różowy i brązowy. Ich główne cechy identyfikacyjne są następujące.
① Charakterystyka rozkładu kolorów. Naturalnie zabarwione diamenty wykazują strefy koloru, które są liniowe lub trójkątne, ze strefami koloru równoległymi do powierzchni kryształu. Diamenty poddane sztucznej obróbce kolorystycznej mają kolor ograniczony do powierzchni fasetowanego klejnotu; położenie i kształt stref koloru zależą od kształtu cięcia i kierunku napromieniowania. Gdy pawilon okrągłego brylantu jest bombardowany, kolor wytworzony przez napromieniowanie można zobaczyć przez stół, rozmieszczony wokół pawilonu w kształcie parasola (ryc. 3-4).
② Charakterystyka widma absorpcji. Widma absorpcyjne żółtych i brązowych diamentów poddanych napromieniowaniu i podgrzaniu wykazują linię absorpcyjną w obszarze żółtym (594nm) i kilka linii absorpcyjnych w obszarze niebiesko-zielonym (504nm, 497nm). Diamenty serii czerwonej poddane napromieniowaniu często wykazują pomarańczowo-czerwoną fluorescencję UV, z linią fluorescencji 570nm (jasna linia) w widmie widzialnym i linią absorpcji 575nm; w większości przypadków towarzyszy im linia absorpcji przy 610nm, 622nm i 637nm.
③ Charakterystyka przewodności. Naturalne niebieskie diamenty przewodzą prąd ze względu na zanieczyszczenia borem, podczas gdy niebieskie diamenty wytwarzane przez napromieniowanie nie przewodzą prądu.
(2) Identyfikacja wypełnionych diamentów
Wypełnianie pęknięć diamentów szkłem o wysokim współczynniku załamania światła może poprawić stopień przejrzystości diamentu, a tym samym zwiększyć jego wartość. Proces wypełniania jest przeprowadzany w próżni, wstrzykując szkło ołowiowe o wysokim współczynniku załamania światła w pęknięcia, które rozciągają się na powierzchnię diamentu, co może do pewnego stopnia ukryć wewnętrzne pęknięcia. Główne cechy identyfikacyjne są następujące.
① Obserwacja mikroskopowa. Wypełnione pęknięcia mogą wykazywać wyraźny efekt migotania; przy oświetleniu w ciemnym polu najczęstsze kolory błysków to pomarańczowo-żółty, fioletowo-czerwony i różowy, a następnie różowawo-pomarańczowy (ryc. 3-5). Przy jasnym oświetleniu najczęściej występujące kolory błysku to niebiesko-zielony, zielony, żółto-zielony i żółty. Różne części tego samego pęknięcia mogą wykazywać różne kolory błysku, a kolor błysku wypełnionego pęknięcia może się zmieniać wraz z obracaniem próbki. Czasami w obrębie szczeliny można również zaobserwować tekstury przypominające przepływ i spłaszczone pęcherzyki gazu.
② Radiografia rentgenowska. Radiografia rentgenowska może dostarczyć ostatecznych wniosków na temat wypełnionego diamentu, a także może określić zakres obróbki wypełnienia i materiału wypełniającego, a także miejsca uszkodzone przez ogrzewanie podczas naprawy biżuterii. Pod wpływem promieniowania rentgenowskiego diament wydaje się wysoce przezroczysty, podczas gdy materiał wypełniający jest prawie nieprzezroczysty (zawierający pierwiastki takie jak Pb, Bi itp.). Wypełniony obszar ma biały kontur na zdjęciu w świetle przechodzącym.
(3) Identyfikacja diamentów wierconych laserowo
Diamenty wiercone laserowo to diamenty, które zostały poddane wierceniu laserowemu w celu usunięcia czarnych lub ciemnych wtrąceń, aby poprawić przejrzystość. Pod lupą 10x lub mikroskopem takie diamenty nie są trudne do zidentyfikowania; ich główne cechy wyróżniające są następujące.
① Zwrócić uwagę na nierówne "wgłębienie" w otworze wejściowym lasera na powierzchni diamentu.
② Obrócić diament i obserwować liniowe kanały laserowe (rys. 3-6). Kanały laserowe wyróżniają się ze względu na kontrast, ponieważ współczynnik załamania światła, przezroczystość i kolor materiału wypełniającego różnią się od diamentu.
③ Kolor i połysk materiału wypełniającego otwory laserowe różnią się od otaczającego diamentu.
(4) Identyfikacja warstw diamentowych powlekanych powierzchniowo
Folie diamentowe to polikrystaliczne materiały składające się z atomów węgla o strukturze diamentopodobnej i właściwościach fizycznych, chemicznych i optycznych diamentu. Naturalne diamenty są monokryształami, podczas gdy folie diamentowe są polikrystaliczne; ich grubość wynosi zazwyczaj od dziesiątek do setek mikrometrów, a może sięgać nawet milimetra. Główne cechy identyfikacyjne są następujące.
① Obserwacja właściwości powierzchni diamentów pokrytych warstwą diamentową. W powiększeniu mikroskopowym wykazują one ziarnistą strukturę, która nie występuje w naturalnych diamentach. Jeśli zastosowano kolorową powłokę, diament można umieścić w jodku metylenu w celu obserwacji; na warstwie powierzchniowej diamentu pojawi się kolor interferencyjny.
② Pomiar spektrometrem Ramana. Charakterystyczny pik absorpcji naturalnego diamentu wynosi 1332 cm-1Ponieważ diament jest monokryształem, szerokość piku w połowie wysokości jest wąska. Wysokiej jakości folie diamentowe mają charakterystyczne piki absorpcji w pobliżu 1332 cm-1o stosunkowo większej szerokości w połowie wysokości. Folie diamentowe niskiej jakości wykazują duże przesunięcia częstotliwości szczytowej i zmniejszoną intensywność.
(5) Diamenty kolorowe poddane obróbce wieloprocesowej
Diamenty poddane obróbce wieloprocesowej w rzeczywistości wykorzystują wiele metod obróbki połączonych na tym samym diamencie w celu zmiany jego koloru i przejrzystości. Wieloprocesowa obróbka diamentów pojawiła się po raz pierwszy w latach 90-tych XX wieku, początkowo obejmując wiele zabiegów klarowności, takich jak wiercenie laserowe, a następnie wypełnianie szkłem wzdłuż kanałów laserowych. Od końca lat 90. do początku XXI wieku, wraz z pojawieniem się i dojrzewaniem wysokociśnieniowej obróbki wysokotemperaturowej (HPHT) i napromieniowania oraz technik wysokotemperaturowych, wieloprocesowe metody kompozytowe były stopniowo wykorzystywane do zmiany koloru diamentów. Od 2002 roku zagraniczne laboratoria gemmologiczne sukcesywnie raportowały badania nad żółtymi diamentami, różowo-czerwonymi diamentami i pomarańczowymi do pomarańczowo-czerwonych diamentów, które najpierw poddano obróbce HPHT, a następnie poddano napromieniowaniu i wyżarzaniu w niskiej temperaturze. Rodzaje diamentów poddawanych obróbce wieloprocesowej w kraju i za granicą są obecnie w przybliżeniu następujące.
① Pomarańczowo-czerwone, różowo-czerwone diamenty poddane obróbce w wielu procesach wyżarzania wysokociśnieniowego, wysokotemperaturowego i napromieniowania. Od 2005 roku na zagranicznych rynkach jubilerskich sukcesywnie pojawia się rodzaj pomarańczowo-czerwonego i różowo-czerwonego diamentu. Metoda obróbki tych kolorowych diamentów różni się od tradycyjnej obróbki HPHT i metod wyżarzania z napromieniowaniem; są one poddawane połączonej, nałożonej obróbce wyżarzania wysokociśnieniowego, wysokotemperaturowego i napromieniowania. Na rynku międzynarodowym tak zwane kolorowe diamenty poddane obróbce wieloprocesowej zwykle odnoszą się do tego typu. Ich obróbka składa się głównie z dwóch etapów: pierwszy etap to obróbka HPHT brązowych diamentów typu Ia i IIa, mająca na celu wytworzenie izolowanych atomów azotu w warunkach HPHT i usunięcie brązowych odcieni spowodowanych odkształceniem plastycznym i innymi czynnikami związanymi z brązowym zabarwieniem; drugim etapem jest wyżarzanie napromieniowaniem diamentów z izolowanymi atomami azotu w celu wytworzenia centrów, takich jak N-V, H3, H4 i innych defektów sieci. Diamenty poddane obróbce w wielu procesach, ponieważ zawierają silne defekty, takie jak centrum N-V, wykazują różowe, pomarańczowo-czerwone lub czerwone kolory (konkretny kolor różni się w zależności od rodzaju diamentu przed obróbką i warunków obróbki).
Głównymi cechami identyfikacyjnymi tego typu diamentów poddanych obróbce są: pod mikroskopem można czasami zobaczyć koncentrację koloru w pawilonie, a ich inkluzje mineralne często mają pęknięcia przypominające dyski; w świetle ultrafioletowym można zaobserwować pomarańczową, pomarańczowo-czerwoną lub pomarańczowo-żółtą fluorescencję, zwłaszcza gdy pawilon jest skierowany do góry, co czyni to zjawisko bardziej oczywistym (Rysunek 3-7); spektroskopowo charakterystyczne piki absorpcji (1344cm-1) i pik absorpcji centrum GR1 (741 nm) oraz centrum N-V (637, 575 nm), itp. spowodowane przez izolowany azot, często można wykryć.
② Kolorowe diamenty obrabiane w wielu procesach HPHT i wypełniania pęknięć. Główne cechy identyfikacyjne tego typu diamentu to: w obserwacji mikroskopowej obecne są oczywiste pęknięcia; w oświetleniu ciemnego pola w pęknięciach można zobaczyć zielone i fioletowe błyski, co wskazuje na obecność szklanego wypełnienia w pęknięciach; w długofalowym świetle ultrafioletowym emitowana fluorescencja jest silniejsza niż w krótkofalowym świetle ultrafioletowym, a cechy spektroskopowe wykrywają izolowany pik absorpcji azotu (1344cm-1) wytwarzane przez obróbkę HPHT.
③ Kolorowe diamenty poddane wieloetapowej obróbce powlekania powierzchni i wypełniania pęknięć. W ostatnich latach na międzynarodowym rynku diamentów pojawił się nowy rodzaj "kolorowych diamentów" poddanych obróbce poprzez powlekanie nanocząsteczkami metali lub związków, które uczestniczą w barwieniu; kolory te są stosunkowo jednolite i dość stabilne. Główne cechy identyfikacyjne tych diamentów: pod mikroskopem, ślady powłoki mogą być czasami widoczne na pawilonie; pod mikroskopem różnicowego kontrastu interferencyjnego można wyraźnie zaobserwować zadrapania, białe plamy, plamy, obszary oderwania folii i inne ślady powłoki; przy użyciu analizy składu chemicznego fluorescencji rentgenowskiej można wykryć pierwiastki metali, takie jak Au, Ag, Al, Ti i Fe oraz pierwiastek Si. Aby zidentyfikować ten typ diamentu, najważniejszą rzeczą jest dokładne sprawdzenie pawilonu pod kątem śladów powłoki i sprawdzenie pęknięć pod kątem wszelkich zjawisk iskrzenia w mikroskopowym oświetleniu ciemnego pola.
Copywrite @ Sobling.Jewelry - Producent biżuterii na zamówienie, fabryka biżuterii OEM i ODM
Sekcja III Identyfikacja diamentów syntetycznych
(1) Identyfikacja syntetycznych diamentów
Ponieważ diamenty syntetyczne i naturalne mają identyczny skład chemiczny, strukturę krystaliczną i właściwości fizyczne, nie można ich odróżnić gołym okiem. Można je rozróżnić tylko w laboratoriach wyposażonych w zaawansowane specjalistyczne instrumenty poprzez dokładne testy. Ponieważ diamenty syntetyczne i naturalne powstają w różnych warunkach, istnieją pewne różnice w niektórych cechach gemmologicznych w porównaniu z diamentami naturalnymi. Dlatego identyfikacja jest możliwa, gdy pozwalają na to warunki. Patrz Tabela 3-2, aby zapoznać się z konkretnymi cechami identyfikacyjnymi.
Tabela 3-2 Tabela identyfikacyjna diamentów naturalnych i syntetycznych
| Cecha | Naturalny diament | Syntetyczny diament HPHT | Syntetyczny diament CVD |
|---|---|---|---|
| Kolor | Bezbarwny, z odcieniami żółtego, brązowego, szarego, różowego, czerwonego, żółtego, niebieskiego, zielonego itp. | Prawie bezbarwny, jasnożółty, żółty do brązowego, a nawet niebieski | Ciemnobrązowy i jasnobrązowy, prawie bezbarwny z lekkim szarawym odcieniem (kolor G-H), niebieski |
| Kryształowy nawyk | Zwykły ośmiościan, zaokrąglone krawędzie, powierzchnie kryształów często mają szorstkie, zakrzywione powierzchnie; można zaobserwować trygonalne wzory wzrostu, wytrawianie powierzchni lub etapy wzrostu. | Kombinacje prostopadłościenno-ośmiościenne; powierzchnie kryształów często wykazują cechy powierzchni przypominające żyły liściowe, dendrytyczne lub guzkowe; niektóre kryształy mogą wykazywać kryształy nasienne. | Kryształy tabularne |
| Włączenia | Naturalne wtrącenia kryształów mineralnych, takie jak diament, diopsyd chromianowy, pirop, grafit, oliwin, spinel itp. | Metaliczne wtrącenia przypominające płytki, pręty lub igły (rysunek 3-10) | Nieregularne ciemne wtrącenia, wtrącenia punktowe, pęknięcia przypominające pióra (Rysunek 3-11) |
| Wzorce wzrostu | Proste, liniowe wzory | "Wzorce wzrostu w kształcie klepsydry, nieregularne strefy kolorów. Nierównomierny rozkład kolorów. | Równoległe pasma kolorów, warstwowe tekstury wzrostu charakterystyczne dla tej metody syntezy |
| Fluorescencja UV | Może wykazywać różne kolory, głównie niebiesko-biały, zielony, żółty lub obojętny; fluorescencja jest silniejsza w przypadku długich fal UV niż krótkich fal UV (rysunek 3-12). | Często obojętny w długich falach UV; wykazuje wyraźny podział na strefy w krótkich falach UV, z nie-średnią plamistą żółtą, pomarańczowo-żółtą, zielono-żółtą fluorescencją; może wykazywać fosforescencję. | Typowa pomarańczowa lub żółta, żółto-zielona fluorescencja zarówno w długich, jak i krótkich falach UV; fluorescencja w krótkich falach jest silniejsza niż w długich falach. |
| Fluorescencja Diamond View | Fluorescencja jest niebieska, z zamkniętymi wzorcami wzrostu (rysunek 3-13) | Fluorescencja jest zielona, z cętkowanymi wzorami geometrycznymi (rysunek 3-14). | Fluorescencja jest jasnozielonkawo-niebieska, pokazując wewnętrzną serię równoległych strukturalnych linii wzrostu (rysunek 3-15). |
| Katodoluminescencja | Wykazuje względnie jednolitą, średnio silną niebiesko-szaro-niebieską fluorescencję i regularne lub nieregularne strefy wzrostu (rysunek 3-16). | Ma regularne wzory geometryczne; różne strefy wzrostu emitują różne kolory fluorescencji (rysunki 3-17, 3-18), głównie żółto-zieloną fluorescencję; strefowe tekstury wzrostu są często widoczne w sektorach wzrostu. | |
| Magnetyzm | Nie przyciąga magnesów | Niektóre z większymi wtrąceniami metalicznymi mogą być przyciągane przez magnesy | |
| Widmo absorpcji | Większość bezbarwnych do fantazyjnych jasnożółtych diamentów wykazuje linię absorpcji 415 nm. | Brak linii absorpcji 415 nm. | |
| Anomalna dwójłomność | Złożone, nieregularne paski, mozaiki lub wzory w kształcie krzyża. | Bardzo słabe, stosunkowo proste, pojawiające się jako jasne pasma w kształcie krzyża | Silne anomalne wymieranie. |
| Typ diamentu | Głównie typ I a (zawierający zagregowany azot) | Większość syntetycznych diamentów to diamenty typu I b (zawierające pojedyncze atomy azotu). | Typ II a (nie zawiera azotu) |
Rysunek 3-10 Wtrącenia żelazowo-niklowe w syntetycznym diamencie HPHT
Rysunek 3-11 Czarne wtrącenia węglowe w syntetycznym diamencie CVD
Rysunek 3-13 Fluorescencja i tekstury typu zamkniętego naturalnych diamentów w Diamond ViewTM
Rysunek 3-14 Fluorescencja i cętkowane pasma geometryczne HPHT w widoku diamentowymTM
Rysunek 3-15 Fluorescencja i warstwowe tekstury wzrostu syntetycznych diamentów CVD w Diamond ViewTM
Rysunek 3-16 Obraz katodoluminescencji naturalnego diamentu
Rysunek 3-17 Obraz katodoluminescencji syntetycznego diamentu HPHT
Prawie kwadratowe wzory geometryczne lub różne strefy wzrostu emitują fluorescencję o różnych kolorach
Rysunek 3-18 Obraz katodoluminescencji syntetycznego diamentu HPHT
Ośmiościenne strefy wzrostu tworzą przecięcie w kształcie krzyża
(2) Zabiegi zmiany koloru syntetycznych diamentów
W ostatnich latach na rynku pojawiły się syntetyczne diamenty CVD poddane obróbce na różowo. Materiałem wyjściowym dla tych różowych diamentów jest syntetyczny diament CVD; ich kolor jest wytwarzany przez obróbkę wysokociśnieniową, wysokotemperaturową lub napromieniowanie. Ich ziarna są zazwyczaj mniejsze niż 1ct, a zdecydowana większość ma 0,02 ~ 0,30ct.
Istnieją dwie główne przyczyny, dla których diamenty wydają się różowe: pasmo absorpcji przy 550 nm i tworzenie centrów N-V w diamencie, które wytwarzają różowy kolor. Pasmo absorpcji przy 550 nm powoduje głównie kolor naturalnych różowych diamentów, podczas gdy centra N-V w diamentach powodują głównie kolor różowych diamentów poddanych obróbce. Różne techniki obróbki mogą nadać diamentom kolor od różowego do czerwonego. Gdy w diamencie znajdują się izolowane atomy azotu, wysokoenergetyczne napromieniowanie (takie jak napromieniowanie elektronami) oraz obróbka termiczna w niższej temperaturze mogą wytworzyć centra. Zarówno syntetyczne diamenty HPHT, jak i syntetyczne diamenty CVD, zwykle zawierają niewielkie ilości izolowanych atomów azotu; te syntetyczne diamenty można również poddać obróbce w celu uzyskania różowo-czerwonych diamentów. Kontrolując gęstość centrów N-V, można uzyskać diamenty o barwie od słabego różu do głębokiego różu. Większość z tych diamentów ma purpurowo-pomarańczowo-żółty odcień; czysty różowy lub nawet czerwony jest rzadkością. Te różowe diamenty są niestabilne w świetle ultrafioletowym i wykazują właściwości fotochromowe: po wystawieniu na działanie źródła światła UV diamenty wykazują wyraźne blaknięcie. To blaknięcie w większości przypadków powraca do pierwotnego koloru po usunięciu ze źródła UV i podgrzaniu przez kilka minut. Niektóre różowe diamenty, po wyblaknięciu pod wpływem promieniowania UV, są trudniejsze do odzyskania. Dlatego podczas identyfikacji należy w miarę możliwości unikać źródeł światła UV. Najbardziej typowymi cechami identyfikującymi ten typ diamentu są: widmo absorpcji ultrafioletowo-widzialnej, widmo absorpcji w podczerwieni i widmo fotoluminescencji, stosunkowo silne 595nm, centra GR1 (741nm) i centra N-V (637, 575nm) oraz stosunkowo słabe centrum H1a (1450cm-1), samotny azot (1344 cm-1) i można zaobserwować inne piki absorpcyjne; gdy temperatura obróbki wysokociśnieniowej w wysokiej temperaturze przekracza 2200 ℃, pik absorpcyjny związany z wodorem można zaobserwować w widmie podczerwieni przy 3107cm-1i czasami pik absorpcji przy 3123 cm-1 można zaobserwować. Ponadto syntetyczne diamenty CVD czasami wykazują defekty [Si-V], objawiające się podwójnym pikiem absorpcji przy 736,6 nm i 736,9 nm w widmie fotoluminescencji.
Sekcja IV Identyfikacja diamentów i symulantów diamentów
(1) Główne rodzaje symulantów diamentów
Nowoczesne materiały wykorzystywane do podrabiania diamentów i tworzenia biżuterii z symulowanymi diamentami to głównie różnego rodzaju materiały syntetyczne wytwarzane przez człowieka. Pojawiły się one na rynku jubilerskim na początku XX wieku. Sztucznymi kryształami używanymi do imitacji diamentów były bezbarwne szafiry i spinele syntetyzowane metodą fuzji płomieniowej. Oba te symulanty mają stosunkowo wysoką twardość, ale ich współczynniki załamania światła i wartości dyspersji są niższe niż w przypadku diamentu; po pocięciu na diamentowe fasety ich połysk powierzchni jest stosunkowo słaby, a ich ogień jest również słaby. Są one obecnie rzadko używane jako symulanty diamentów. Jednak bezbarwny syntetyczny szafir znalazł nowe zastosowanie w przemyśle zegarmistrzowskim i jest nazywany "nigdy nie zużywającym się kryształem zegarka".
W 1947 r. wyprodukowano syntetyczny rutyl metodą fuzji płomieniowej, charakteryzujący się bardzo wysokim współczynnikiem załamania światła i dyspersją; jego dyspersja jest sześciokrotnie większa niż w przypadku diamentu. Po cięciu i polerowaniu wykazuje niezwykle silny ogień i jest bardzo piękny, ale znacznie różni się od diamentu. Jego największą wadą jest niska twardość, z twardością Mohsa wynoszącą tylko około 6,5, co czyni go nieodpowiednim do biżuterii. W rezultacie materiał ten nie stał się ważnym symulantem diamentu. Na dzisiejszym rynku jubilerskim syntetyczne symulanty rutylu są obecnie trudne do znalezienia.
W 1953 r. w wyniku syntezy płomieniowej zsyntetyzowano tytanian strontu, materiał o wysokim współczynniku załamania światła i dyspersji, który został wprowadzony i nazwany "Fabulite". Jego współczynnik załamania światła wynosi 2,40, a dyspersja 0,19, czyli około cztery razy więcej niż w przypadku diamentu; po cięciu jego wygląd był bliższy diamentowi niż syntetycznemu rutylowi. Jednak twardość tytanianu strontu pozostała zbyt niska, z twardością Mohsa wynoszącą tylko około 5,5. Obecnie jest on rzadko spotykany na rynku.
Granat itrowo-glinowy (YAG) pojawił się na rynku jubilerskim w 1960 roku i był wówczas powszechnym symulantem diamentu. Jego twardość w skali Mohsa wynosi około 8, co jest stosunkowo wysoką wartością. Mimo to jego współczynnik załamania światła wynosi zaledwie 1,83, a dyspersja tylko 0,028, czyli mniej niż diament, więc jego blask i ogień po cięciu są znacznie niższe niż diamentu. Obecnie jest on stosunkowo rzadki na rynku.
Granat gadolinowo-galowy (GGG) ma współczynnik załamania światła 1,970 i dyspersję 0,045, co jest dość zbliżone do diamentu. Po fasetowaniu w standardowym szlifie brylantowym ma wygląd podobny do diamentu; jego twardość w skali Mohsa wynosi 6,5. Jednakże, GGG zmienia kolor na brązowy i rozwija białe inkluzje przypominające płatki śniegu pod wpływem światła ultrafioletowego. Zjawisko to może być również indukowane przez ultrafioletowy składnik światła słonecznego, co ogranicza wykorzystanie tego materiału do produkcji symulatorów diamentów.
Cyrkonia sześcienna (CZ) ma współczynnik załamania światła 2,15 i dyspersję 0,060, zbliżoną do diamentu; jest również stosunkowo twarda, o twardości 8,5 w skali Mohsa, dobrze się poleruje i tnie. W 1976 r. Związek Radziecki wprowadził na rynek bezbarwną cyrkonię sześcienną jako symulant diamentu i szybko zastąpiła ona inne rodzaje symulantów, stając się najpopularniejszą imitacją diamentu. Po pocięciu na standardowy brylant, blask i ogień CZ są podobne do diamentu, co czyni go jednym z najlepszych symulantów diamentów. Symulanty wykonane z cyrkonii są czasami nieprawidłowo nazywane "rosyjskim diamentem" lub "radzieckim diamentem".
Syntetyczny węglik krzemu (SiC), znany w handlu jako moissanit, ma współczynnik załamania światła 2,648 ~ 2,691 i dyspersję 0,104, oba wyższe niż cyrkonia sześcienna. Jego powierzchnia wykazuje ten sam adamantynowy połysk co diament i jest jeszcze twardszy, z twardością Mohsa do 9,25. Po pocięciu na standardowy brylant, jego ogień jest silniejszy, a jego wygląd jest bliższy diamentowi niż jakiemukolwiek wcześniejszemu symulatorowi. W czerwcu 1998 r. amerykańska firma C3 wprowadziła go na rynek jako nowy symulator diamentu. Ponieważ różne właściwości syntetycznego węglika krzemu są bliższe diamentowi niż cyrkonii - w szczególności jego doskonała przewodność cieplna, która powoduje, że reaguje jak diament na testerach termicznych diamentów - syntetyczny węglik krzemu (moissanit) jest obecnie najlepszym symulantem diamentu dostępnym na rynku biżuterii.
Chociaż istnieje wiele odmian symulantów diamentów, nadal różnią się one od diamentów na wiele sposobów. Dla doświadczonego jubilera lub rzeczoznawcy rozróżnienie ich pod 10-krotnym powiększeniem lub za pomocą prostych metod nie jest trudne. Nawet gdy są już osadzone w biżuterii, nie jest to trudne. Jednak dokładna identyfikacja konkretnego rodzaju materiału symulującego nie jest łatwa i wymaga dalszych badań.
(2) Identyfikacja symulantów diamentów
W rzeczywistości każdy nowy materiał symulujący ma pewne właściwości, które przypominają diamenty. Jeśli ktoś nie jest zaznajomiony z właściwościami i cechami materiałów symulujących i nie ma umiejętności ich rozpoznawania, łatwo jest pomylić je z diamentami. Identyfikacja opiera się głównie na ich właściwościach fizycznych i optycznych. Charakterystyka diamentów i materiałów imitujących diamenty została przedstawiona w tabeli 3-3.
Tabela 3-3 Charakterystyka diamentów i symulantów
| Nazwa kamienia szlachetnego | Współczynnik załamania światła | Dwójłomność | Ciężar właściwy | Dyspersja | Twardość | Inne cechy charakterystyczne | Uwagi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Diament | 2.417 | Izotropowy, wykazuje anomalną dwójłomność | 3.52 | 0.044 | 10 | Adamantynowy połysk, ostre krawędzie faset i punktowe przecięcia | |
| Syntetyczny Moissanit (SiC) | 2.648～2.691 | 0.043 | 3.22 | 0.104 | 9.25 | Wyraźne podwojenie krawędzi faset, białe wtrącenia przypominające nitki, przewodność cieplna zbliżona do diamentu | |
| Cyrkonia sześcienna (CZ) | 2.09～2.18 | Izotropowy | 5.60～6.0 | 0.060 | 8.5 | Silna dyspersja, pęcherzyki gazu lub wtrącenia strumienia; fluoryzuje na pomarańczowo-żółto pod wpływem krótkich fal UV | Wysoki ciężar właściwy |
| Tytanian baru | 2.409 | Izotropowy | 5.13 | 0.190 | 5.5 | Niezwykle silna dyspersja, niska twardość, łatwo się rysuje, zawiera wtrącenia pęcherzyków gazu | |
| Garnet gadolinowo-galowy (GGG) | 1.970 | Izotropowy | 7.00～7.09 | 0.045 | 6.5～7 | Bardzo wysoki ciężar właściwy, niska twardość, czasami zawiera pęcherzyki powietrza | |
| Aluminium itrowe | 1.833 | Izotropowy | 4.50～4.60 | 0.028 | 8～8.5 | Słaba dyspersja, może zawierać pęcherzyki powietrza | |
| Scheelit | 1.918 ~ 1.934 | 0.016 | 6.1 | 0.026 | 5 | Wysoki ciężar właściwy, niska twardość | |
| Cyrkon | 1.925 ~ 1.984 | 0.059 | 4.68 | 0.039 | 7.5 | Oczywiste podwojenie krawędzi fasety, zużyte krawędzie fasety, linia absorpcji 653,5 nm | Można zaobserwować wyraźne podwojenie krawędzi faset. |
| Syntetyczny rutyl | 2.616 ~ 2.903 | 0.287 | 4.6 | 0.330 | 6.5 | Niezwykle silna dyspersja, stosunkowo niska twardość, bardzo wyraźna dwójłomność, może zawierać wtrącenia pęcherzyków gazu | |
| Bezbarwny szafir | 1.762 ~ 1.770 | 0.008 ~ 0.010 | 4.00 | 0.018 | 9 | Dwójłomność nie jest oczywista | Współczynnik załamania światła i dwójłomność można zmierzyć za pomocą refraktometru. |
| Syntetyczny spinel | 1.728 | Izotropowy, wykazuje anomalną dwójłomność | 3.64 | 0.020 | 8 | Wtrącenia pęcherzyków gazu o nieregularnych kształtach; fluoryzują na niebiesko-biało w świetle UV o krótkich falach | |
| Topaz | 1.610 ~ 1.620 | 0.008 ~ 0.010 | 3.53 | 0.014 | 8 | Słaba dyspersja, dwójłomność nie jest oczywista | |
| Szkło | 1.50 ~ 1.70 | Izotropowy, może wykazywać anomalną dwójłomność | 2.30 ~ 4.50 | 0.031 | 5 ~ 6 | Wtrącenia pęcherzyków gazu i ślady zawirowań; niska twardość, łatwe do zarysowania; niektóre rodzaje świecą |
Ponieważ diamenty są niezwykle cenne, bardzo ważne jest zapoznanie się z podstawowymi cechami diamentów i imitacji oraz przeprowadzenie kompleksowej analizy, porównania i badań. Chociaż podstawowe cechy i kryteria identyfikacji diamentów nie mogą być w pełni zastosowane do wszystkich podobnych do nich klejnotów i ich imitacji, zawsze istnieją 1 ~ 2 elementy, które odgrywają wiodącą rolę lub zostały udowodnione w praktyce jako skuteczne cechy identyfikacyjne. Dlatego też, porównując różne cechy różnych imitacji, zawsze można odróżnić te imitacje od diamentów.
Różnica między diamentami a cyrkoniami (CZ) polega na tym, że te ostatnie mają niższą twardość, wyższą gęstość i znacznie niższą przewodność cieplną niż diamenty, dzięki czemu można je łatwo odróżnić za pomocą testera termicznego diamentów. W przypadku montowanych kamieni, test oddechowy może oddzielić je od diamentów: po oddychaniu na cyrkonii "mgła" paruje wolniej niż na diamencie.
Diamenty są najbardziej podobne do syntetycznego węglika krzemu (moissanitu); oba mogą rejestrować się na testerze termicznym diamentów, ale syntetyczny węglik krzemu (moissanit) ma silną dwójłomność i można go odróżnić od diamentów, obserwując podwójne obrazy i białe liniowe wtrącenia.
Diamenty również mają wiele podobieństw do cyrkonu, ale cyrkon jest jednoosiowy i wykazuje wyraźne podwójne obrazy, ma niższą dyspersję niż diament, wykazuje stosunkowo słabszy ogień po cięciu, niższą twardość niż diament i wyraźny "efekt wytrawiania papieru".
Zarówno diament, jak i spinel należą do izometrycznego systemu kryształów i są jednorodne, ale różnią się tym, że spinel ma niższą twardość, współczynnik załamania światła i dyspersję niż diament, wytwarzając zauważalnie słabszy ogień niż diament.
Różnica między diamentem a syntetycznym rutylem polega na tym, że rutyl zawiera sferyczne wtrącenia pęcherzyków gazu; jego gęstość, współczynnik załamania światła i dyspersja są wyższe niż diamentu - zwłaszcza jego bardzo wysoka wartość dyspersji - więc po cięciu wykazuje znacznie silniejszy ogień niż diament.
Różnica między diamentem a tytanianem strontu polega na tym, że pod lupą tytanian strontu nie ma blasku diamentu, wygląda prawie jak maślany i wykazuje sferyczne wtrącenia pęcherzyków gazu; w świetle UV tytanian strontu nie wykazuje fluorescencji, ale jego wartość dyspersji jest wyższa niż diamentu, wytwarzając silny ogień po cięciu. Jego twardość jest znacznie niższa niż diamentu, więc po pewnym czasie noszenia krawędzie faset stają się zaokrąglone, a jego gęstość jest większa niż diamentu.
Diament i granat itrowo-glinowy (YAG) wyglądają podobnie, ale YAG ma niższą twardość, niższy współczynnik załamania światła i niższą dyspersję niż diament, więc jego ogień po cięciu jest stosunkowo słaby, a jego gęstość jest znacznie wyższa niż diamentu. Różnica między diamentem a granatem gadolinowo-galowym (GGG) polega na tym, że GGG emituje silną pomarańczową lub pomarańczowo-czerwoną fluorescencję w świetle UV o krótkich falach i nie wykazuje fluorescencji w świetle UV o długich falach. Ma również niższą twardość, wyższą gęstość i zawiera trójkątne inkluzje tabularne i małe kuliste inkluzje pęcherzyków gazu.
