Представление монокристаллов оптимизированных драгоценных камней, таких как сапфир, берилл и алмаз

Познакомьтесь с такими видами обработки драгоценных камней, как термическая для рубинов и сапфиров и облучение для голубых. Узнайте, как эти процессы могут улучшить цвет и прозрачность драгоценных камней, делая их более привлекательными для любителей ювелирных изделий и коллекционеров.

Открытие монокристалла Оптимизация драгоценных камней, таких как сапфир, берилл и алмаз

Оптимизация и идентификация драгоценных камней сапфир и рубин корунд, драгоценные камни семейства бериллов и алмазы

Кристаллы драгоценных камней, выстроенные в периодическом порядке по определенным правилам атомами или молекулами, называются монокристаллами. Существует множество монокристаллических драгоценных камней, таких как рубины, сапфиры, алмазы, изумруды, турмалин, кристаллы и циркон. Монокристаллические драгоценные камни обычно обладают высокой прозрачностью и сильным блеском. Оптимизация обработки монокристаллических драгоценных камней в основном используется для улучшения цвета и прозрачности драгоценных камней аллохроматической окраски. Большинство драгоценных камней, окрашенных микроэлементами, могут улучшить свой цвет и повысить прозрачность с помощью оптимизирующей обработки. Различные методы оптимизационной обработки выбираются в зависимости от химического состава, структуры и механизма окраски монокристаллических драгоценных камней. Например, природные изумруды и рубины с большим количеством трещин часто заполняют бесцветным или цветным маслом. Существует множество методов оптимизации обработки корундовых драгоценных камней, и почти все они могут быть применены к корундовым драгоценным камням. Методы оптимизации обработки других типов монокристаллических драгоценных камней должны выбираться в соответствии с принципом цветопередачи камней.

Кроме того, некоторые монокристаллические драгоценные камни, окрашенные своими компонентами, такие как гранат, малахит и перидот, не могут использовать оптимизационные методы обработки для изменения цвета драгоценных камней.

Раздел I Сапфир и рубин корунд драгоценный камень

1. Геммологические характеристики драгоценных камней из корунда

Драгоценные камни корунд - это общий термин для обозначения монокристаллических драгоценных камней из α- Al₂O₃. Чистые кристаллы бесцветны, но часто они имеют различные цвета из-за присутствия следовых количеств ионов переходных металлов (табл. 5-1). Ионы хрома окрашивают самые драгоценные рубины в красный цвет "голубиной крови", синие сапфиры обычно окрашиваются ионами железа и титана, а ионы ключа и т. д. изменяют цвет сапфиров. Рубины, сапфиры, бриллианты, изумруды и "кошачий глаз" - пять основных драгоценных камней. Цветные центры, такие как желтые сапфиры, окрашивают некоторые корундовые камни.

Таблица 5-1 Цвета драгоценных камней корунда, полученные с помощью различных окрашивающих ионов

Виды примесей	Цвет драгоценного камня
Cr₂O₃	Светло-красный, розовый, темно-красный
TiO₂ + Fe₂O₃	Голубой
NiO + Cr₂O₃	Золотисто-желтый
NiO	Желтый
Cr₂O₃ + V₂O₅ + NiO	Зеленый
V₂O₅	Изменение цвета (сине-фиолетовый при флуоресцентном освещении, красно-фиолетовый при вольфрамовом освещении)

Драгоценные камни корунд бывают разных цветов, включая красный, фиолетовый, зеленый, синий, желтый и черный (рис. 5-1). Рубины ограничиваются средне- и темно-красными сортами, содержащими хром, а светло-розовые и оранжево-желтые камни обычно называют падмой. Остальные цветные корунды ювелирного качества известны под общим названием сапфиры. При наименовании драгоценных камней из корунда перед словом "сапфир" ставится цвет камня, например, "желтый сапфир". Если конкретный цвет не указан, можно предположить, что это синий, а иногда это также относится к общему термину.

2. Оптимизация обработки и методы идентификации драгоценных камней корунда

Давным-давно люди начали использовать методы термической обработки для улучшения цвета сапфировых камней. Согласно соответствующим записям, около 1045 года появился низкотемпературный метод термообработки сапфировых камней, который заключался в нагревании расплавленного золота, большинство из которых можно нагреть до температуры выше 1100℃. Несмотря на то что этот метод использовался уже давно, он применяется и сегодня, хотя и с небольшими вариациями. Его цель - ослабить или удалить пурпурные тона в рубинах и розовых сапфирах.

В 1970-х годах шри-ланкийские молочные сапфиры Geuda изменили цвет на синий после высокотемпературного нагрева при 1500℃, превратившись из недорогих камней для мощения в сапфиры ювелирного качества. Начиная с 2001 года на рынке в больших количествах стали появляться сапфиры, обработанные диффузией бериллия, и только в начале 2002 года геммологи идентифицировали эти камни как сапфиры с диффузией бериллия.

Существует также метод обработки светлых сапфиров при высокой температуре и под высоким давлением, который значительно повышает концентрацию и насыщенность цвета после обработки.

2.1 Классификация методов оптимизации обработки драгоценных камней сапфира

Среди сапфиров, о которых пойдет речь в этом разделе, - рубины, сапфиры падпараджа, различные цветные сапфиры и различные звездчатые сапфиры. Корундовые камни - распространенный тип драгоценных камней, и существует множество методов оптимизационной обработки. К корундовым камням можно применить почти все методы оптимизационной обработки, которые в настоящее время можно разделить на три основные категории (термическая обработка, облучение и аддитивное выравнивание цвета) и двенадцать методов, как показано в таблице 5-2.

Таблица 5-2 Классификация оптимизационных обработок для корундовых драгоценных камней

Первый тип метода термообработки	(1) Изменение цвета корундовых драгоценных камней, содержащих ионы железа, от бесцветного, светло-желтого до желтого, оранжевого
	(2) Углубление цвета в бесцветных или светло-голубых драгоценных камнях из корунда, содержащих ионы железа и титана, и осветление цвета в темно-синих драгоценных камнях из корунда
	(3) Устранение пурпурных и синих оттенков в рубинах
	(4) Осаждение, устранение и повторное образование звездчатых и волокнистых включений
	(5) Внедрение синтетических узоров роста драгоценных камней и снятия напряжения, а также включений, напоминающих отпечатки пальцев
	(6) Рассеивание бесцветного корунда на различные цвета или звездный свет
Второй тип метода облучения	(7) Бесцветный превращается в желтый, розовый - в оранжевый, синий - в зеленый, а также ликвидация центров окраски с помощью радиоактивного облучения
Третий тип метода улучшения цвета	(8) Окраска и крашение, осаждение красящих веществ в трещинах драгоценных камней
	(9) Бесцветная или цветная начинка, обычно с использованием воска, масла или пластика
	(10) Зарастание, нарастание слоя синтетического корунда на поверхности синтетических или натуральных корундовых драгоценных камней
	(11) Составные камни, использующие драгоценные камни типа корунда или другие виды драгоценных камней для сращивания, увеличения веса или улучшения цвета
	(12) Покрытие, подложка, поверхностное покрытие или ламинирование, наклейка или гравировка звездного света

Среди 12 методов оптимизационной обработки, упомянутых выше, наиболее часто используются шесть методов термообработки. Ниже мы поочередно проанализируем каждый метод и принцип оптимизационной обработки.

2.2 Метод термической обработки

(1) Чередование драгоценных камней корунда, содержащих ионы железа, с бесцветных и светло-желтовато-зеленых на желтые и оранжевые

Когда ионы железа в корунде находятся в двухвалентном состоянии, драгоценный камень бесцветен или слегка зеленоватый. В условиях высокотемпературного окисления двухвалентное железо может быть окислено до трехвалентного за счет диффузии газов. При различном содержании трехвалентного железа драгоценный камень может иметь различную степень желтизны [рис. 5-2 (a)].

Когда содержание железа в драгоценных камнях значительно превышает содержание титана, доминирует перенос заряда между ионами железа, и драгоценный камень все равно может выглядеть желтым. Однако желтый цвет, образованный титаном, гораздо темнее, чем без него.

Когда ионы железа сосуществуют с ионами хрома, и железо двухвалентно, драгоценный камень имеет розовый цвет; при окислении и нагревании железо становится трехвалентным, и камень приобретает оранжево-красный цвет [рис. 5-2 (b)].

Температура, необходимая для термообработки драгоценных камней из корунда, относительно высока и обычно составляет более 1500℃, что близко к температуре плавления корунда (2050℃), но ниже ее. Во время нагрева должна быть установлена хорошая система контроля температуры, иначе драгоценный камень может частично или полностью расплавиться. Атмосфера во время термообработки является окислительной, часто для окисления Fe используется открытый тигель.²⁺ к Fe³⁺В результате нагревания, проводимого в условиях слабого окисления на воздухе, можно получить более яркие цветные корундовые драгоценные камни. Из-за высокой температуры во время нагрева, чтобы предотвратить растрескивание драгоценного камня, необходимо обращать внимание на скорость нагрева и охлаждения, требующую медленного изменения температуры, а также добавлять химические вещества для смягчения перепадов температуры.

(2) Цвет бесцветных или светло-голубых корундовых камней, содержащих ионы железа и титана, становится глубже, а цвет темно-синих корундовых камней - светлее.

Хромофорные ионы железа и титана создают синий и зеленый цвета в сапфирах. Различные валентные состояния и концентрации ионов железа и титана в сапфирах приводят к появлению разных цветов. Перенос заряда железа и титана - главная причина изменения цвета синих корундовых камней.

Fe²⁺ + Ti⁴⁺ -> Fe³⁺ + Ti³⁺(5-1)

(Низкая энергия) (Высокая энергия)

Когда свет попадает на драгоценный камень, одиночные электроны поглощают световую энергию и передают ее от железа к титану, в результате чего уравнение переходит в правую часть. Поглощение энергии одиночных электронов формирует широкую полосу поглощения от желтого до красного цвета, что приводит к появлению синего. Эта характеристика переноса заряда, создающая цвет, имеет высокую вероятность сильного поглощения света, что приводит к появлению ярких цветов.

В первом случае цвет становится более глубоким. Железо в светлоокрашенных или бесцветных корундах, содержащих железо и титан, обычно находится в двухвалентной форме, а титан - в форме соединения TiO₂. Чтобы привести уравнение к правильному виду, титан TiO₂ должен существовать в ионной форме в корунде, что требует высокотемпературной термообработки.

Типичный пример - термическая обработка корунда "Геуда" в Шри-Ланке. Этот корунд, цвет которого варьируется от кремового до желтовато-коричневого или молочного с голубым оттенком, можно обрабатывать при высоких температурах для получения различных степеней синего цвета, некоторые из которых могут даже достигать тончайшего цвета сапфира (рис. 5-3).

Из-за многочисленных трещин в натуральных корундовых камнях важно предотвратить их разрыв в процессе термообработки. Перед термообработкой исходный материал драгоценного камня необходимо подправить, чтобы удалить некоторые поверхностные трещины и крупные включения; во время термообработки часто добавляют некоторые химические вещества, чтобы предотвратить разрыв во время нагрева и ускорить скорость изменения цвета. Если температура нагрева ниже, необходимо увеличить время выдержки; при использовании более высокой температуры требуется лишь короткое время выдержки.

Второй процесс - осветление глубоких цветов. Это реакция на первый процесс, в основном изменение и корректировка содержания и соотношения примесных элементов, таких как железо и титан, которые формируют глубокий синий или даже черно-синий цвет сапфира.

В качестве примера можно привести корунд, добываемый в Шаньдуне (Китай), на острове Хайнань (Китай) и в Австралии. Улучшение этого драгоценного камня теоретически возможно, но идеальный метод еще не найден на практике.

(3) Устранение пурпурных и синих тонов в рубинах

Цель термической обработки рубинов - изменить содержание и способ появления примесей (обычно железа и титана), которые вызывают цветовые изменения в рубинах, так чтобы эти примеси не давали цвета, тем самым делая красный цвет, представленный ионами хрома в драгоценном камне, более ярким.

Например, рубины часто имеют синие или фиолетовые оттенки из-за примесей ионов железа. Термическая обработка рубинов проводится при относительно низкой температуре, обычно ниже 1000℃, и в окислительной атмосфере она позволяет удалить сине-фиолетовые оттенки, делая красный цвет рубинов более ярким (рис. 5-4). Термообработанный корунд обладает хорошей устойчивостью, не тускнеет под воздействием света и тепла и не содержит дополнительных компонентов, что позволяет продавать его как натуральный драгоценный камень без указания в сертификате, непосредственно как натуральный камень.

Температура для этой термообработки гораздо ниже, чем для термообработки сапфира, но если цель - устранить волокнистые включения в рубине, требуется более высокая температура.

(4) Устранение, выпадение в осадок и повторное образование звездообразных и волокнистых включений

При определенных температурах кристаллы могут образовывать твердые растворы с примесями. Когда температура понижается до определенного уровня, примеси становятся перенасыщенными в кристалле и выпадают в осадок в виде толстых кристаллов или микрокристаллов, вызывая образование молочного вещества или волокнистых включений.

Добавление рутила 0,2% в A1₂O₃ При синтезе корунда при высоких температурах и относительно быстром охлаждении кристаллизованные кристаллы остаются голубыми и прозрачными. Однако при повторном нагревании кристаллов при температуре 1100-1500℃ или хранении их при той же температуре в течение недели в них появляются небольшие волокнистые или игольчатые включения.

Множество чрезвычайно мелких включений рутила, ориентированных игольчато, образуют три группы ориентированных включений в основании параллельных кристаллов корунда, расположенных взаимно под углами 120°. Может возникнуть явный астеризм [рис. 5-5 (a)].

Исследования фазовой диаграммы указывают на предел взаимной растворимости между оксидами титана и A1₂O₃ около 1600℃. Выше этой предельной температуры оксиды титана могут растворяться в A1₂O₃ в определенной пропорции для образования твердых растворов. Ниже этой предельной температуры титан в основном выпадает в осадок TiO₂ [Рисунок 5-5 (b)].

Ниже предела взаимной растворимости остатки титана в виде Ti⁴⁺(TiO₂) :

2Ti₂O₃ + O₂ →4TiO₂(5-2)

Таким образом, при одинаковой концентрации примесей (TiO₂), различные условия температуры и давления могут вызывать или устранять астеризм и шелкоподобные включения в корундовых драгоценных камнях.

① Для устранения астеризма и шелкоподобных включений

Выбирайте натуральное рубиновое или сапфировое сырье со слабым астеризмом и нечеткими звездными линиями.

Метод обработки: Быстрое охлаждение после высокотемпературного нагрева, нагрев драгоценного камня до высокой температуры 1600℃, где TiO₂ и A1₂O₃ образуют твердый раствор, TiO₂ растворяется в драгоценном камне, в то время как A1₂O₃ нет, тем самым устраняя шелкоподобные включения в драгоценном камне.

② Добыча звездного света:

Сырье: натуральные или искусственно синтезированные рубины и сапфиры с высоким содержанием титана.

Метод обработки: Образец нагревают в условиях высокой температуры, поддерживая ее на протяжении некоторого времени при 1100-1500℃. При низких температурах образец выдерживают около недели, а при высоких - несколько часов. За это время игольчатые кристаллы рутила внутри корунда могут сформировать правильное расположение, что приводит к появлению феномена звездного света.

③ Отдых в звездном свете:

Выбирайте натуральные титаносодержащие включения в сырье для драгоценных камней, в основном сапфиров. Это связано с тем, что некоторые драгоценные камни естественного происхождения плохо освещены звездами, или волокнистые включения грубые и неравномерно растут.

Метод обработки: Эти включения могут быть вплавлены в драгоценный камень с помощью искусственной высокотемпературной плавки, а затем температура контролируется для извлечения идеальных включений, воссоздавая высококачественный звездный свет.

Процесс восстановления сочетает в себе устранение и извлечение предыдущих двух процессов.

Этапы работы: При высоких температурах (выше 1600℃) поддерживайте постоянную температуру в течение некоторого времени, чтобы нитевидные и грубые включения расплавились, не расплавив драгоценный камень. Очень важно контролировать температуру и время. Затем медленно охладите до выбранной температуры в диапазоне 1500-1100℃, поддерживая постоянную температуру в течение некоторого времени, чтобы дать TiO₂Игольчатые включения успевают зародиться и вырасти, и, наконец, медленно охлаждаются до комнатной температуры.

После обработки и полировки в гладкий драгоценный камень, сырье для звездного света покажет шестилучевой звездный свет на верхней грани.

Процесс осаждения и реформации звездного света показан на рисунке 5-5 (b).

(5) Знакомство с синтетическими моделями роста драгоценных камней, уменьшение напряжения и включения, похожие на отпечатки пальцев.

Этот метод обычно используется для выращивания рубинов и синих сапфиров методом плавления. В процессе кристаллизации и охлаждения синтетических драгоценных камней появляются некоторые очевидные дефекты, такие как искривленные линии роста, внутренние напряжения, искривленные цветовые полосы и т. д. появляются из-за однородности ингредиентов, стабильности температурного контроля оборудования, ориентации роста и скорости кристаллизации.

Для устранения этих дефектов после синтеза обычно проводится традиционный отжиг (около 1300℃), чтобы устранить хрупкость драгоценного камня и повысить стабильность синтетического камня.

Изогнутые цветовые полосы и полосы роста - важные критерии для отличия синтетических драгоценных камней от натуральных. Чтобы приблизить синтетический продукт к натуральному, высокотемпературная обработка проводится в тепловом поле, близком к температуре плавления драгоценного камня, при температуре выше 1800℃ в течение длительного периода времени. Высокотемпературная обработка позволяет устранить напряжение, снизить хрупкость, уменьшить изогнутые цветовые полосы и полосы роста драгоценного камня за счет высокотемпературной диффузии или сделать их менее заметными. Однако этот метод не может устранить мелкие пузырьки в синтезе.

Кроме того, неравномерный нагрев синтетических сапфиров может привести к образованию локальных трещин, а затем нагрев с определенными добавками может залечить трещины, в результате чего получаются включения, похожие на отпечатки пальцев, которые очень близки к натуральным драгоценным камням.

2.3 Метод облучения

Изначально бесцветные сапфиры облучали рентгеновскими или γ-лучами, чтобы получить светло-желтые или оранжево-желтые сапфиры. Однако цвета, получаемые при таком облучении, нестабильны и выцветают под воздействием света. Поэтому эксперименты с угасанием света - единственный надежный метод идентификации облученных желтых сапфиров (K. Nassau, 1991). В последние годы новый тип облучения - нейтронное облучение - позволил получить желтые сапфиры с цветовыми центрами, аналогичными природным желтым сапфирам, которые не выцветают на свету, но начинают тускнеть при нагревании выше 250℃. Кроме того, облученные нейтронами желтые сапфиры обладают следующими идентификационными характеристиками:

① Оранжево-желтая ультрафиолетовая флуоресценция:

Все облученные желтые сапфиры демонстрируют сильную оранжево-желтую ультрафиолетовую флуоресценцию. Желтые сапфиры с естественным центром окраски также обладают оранжево-желтой флуоресценцией, но сапфиры с Fe³⁺ в качестве основного красящего иона не проявляют ультрафиолетовой флуоресценции.

② Состав содержит мало или совсем не содержит ионов хрома.

③ Инфракрасный спектр поглощения:

Облученные нейтронами желтые сапфиры демонстрируют поглощение при 3180 см^-1 и 3278 см^-1.

④ Характеристики спектра поглощения в ультрафиолетовом и видимом диапазоне:

Кривая поглощения желтых сапфиров, облученных нейтронами, показывает слабый Fe³⁺ пик поглощения при 450 нм. Он уменьшается, начиная с 405 нм, что указывает на повышенную прозрачность для фиолетового и ультрафиолетового света, в то время как другие облученные сапфиры и желтые сапфиры с естественным центром окраски непрозрачны для ультрафиолетового света.

Бесцветные, светло-желтые или светло-голубые камни корунда могут пожелтеть от облучения, образуя желтые сапфиры. В процессе облучения образуется как минимум два типа центров желтого цвета. Один из них - нестабильный цветовой центр (YFCC), который быстро тускнеет на свету, а другой - более стабильный (YSCC), который не тускнеет на свету и при температуре ниже 500℃. Глубокие желтые или оранжево-желтые сапфиры обычно нестабильны и могут потускнеть после низкотемпературного нагрева (около 200℃) или воздействия солнечного света в течение нескольких часов. Хромсодержащие светло-розовые сапфиры могут получить розово-оранжевые сапфиры путем облучения.

Если центр желтого цвета находится в хромсодержащем розовом корунде, он становится оранжево-желтым или розовым сапфиром падпараджа. Если желтый цветовой центр присутствует в синих сапфирах, он может сделать синие сапфиры зелеными. Природные центры желтого цвета в основном представляют собой стабильные центры цвета YSCC.

В процессе облучения оптимизация обработки драгоценных камней особенно важна для стабильных цветовых центров. Нагревание может ускорить процесс удаления цветовых центров, для устранения стабильных цветовых центров требуется около 500℃, в то время как для устранения нестабильных цветовых центров требуется всего 200℃, что сравнимо с воздействием солнечного света в течение нескольких часов. После нагревания желтый цвет становится светло-желтым или бесцветным, а зеленый - синим. При повторном облучении большинство из них могут вернуться к своим прежним цветам.

Облученные сапфиры трудно обнаружить, но их цвет обычно отличается от необработанных природных материалов. Как правило, облученные сапфиры имеют очень яркие цвета и высокую насыщенность.

2.4 Рубиновая начинка

(1) Наполнение традиционными материалами

Помимо красителей, для наполнения иногда используется цветной или бесцветный воск, бесцветное масло, цветное масло или пластик. Введение цветного масла может быть очень обманчивым. Например, "рубиновое масло" - это стабильное минеральное масло, смешанное с красным красителем и небольшим количеством бактерицидной отдушки, которая может усилить красный тон светло-розовых или бесцветных корундовых драгоценных камней, особенно с естественными трещинами, что позволяет продавать их как "рубины".

Наполнение рубинов обычно происходит в условиях вакуума путем нагревания и включает в себя следующие этапы:

① Предварительно обработайте рубин, придав ему нужную форму, не требующую тонкой шлифовки и полировки. Очистите его кислотой, чтобы удалить загрязнения из трещин, и высушите.

② Поместите наполнитель и обрабатываемый рубин в устройство, нагрейте его, чтобы расплавить наполнитель до жидкого состояния, и позвольте ему проникнуть в трещины рубина в условиях вакуума, поддерживая постоянную температуру в течение периода, необходимого для полного завершения процесса наполнения.

③ После заполнения медленно остудите и выполните тонкую шлифовку, полировку и другие виды обработки поверхности обработанного рубина.

После заливки смолой трещины в рубине приобретают смоляной блеск, который заметно отличается от яркого стеклянного блеска рубина. Смолу можно сдвинуть иглой, а при прикосновении горячей иглой может возникнуть масляный феномен. Инфракрасная спектроскопия может показать пики поглощения смолы или масла. Рубины, обработанные маслом или наполненные смолой, можно рассмотреть под лупой на предмет переливающихся интерференционных цветов масла или смолы и пузырьков (рис. 5-6).

(2) Заполнение стекла с высоким содержанием свинца

Благодаря высокому коэффициенту преломления и блеску свинцового стекла, чем выше содержание свинца, тем больше коэффициент преломления и сильнее блеск. По сравнению с традиционными стеклянными материалами, оптические свойства свинцового стекла ближе к свойствам рубина. Поэтому свинцовое стекло является широко используемым материалом для наполнения рубинов на рынке. Стоит отметить, что, как и в ювелирных изделиях, слишком высокое содержание свинца вредно для организма, поэтому содержание свинца в начинке из свинцового стекла для рубинов должно контролироваться в разумных пределах.

① Способ наполнения:

Стеклянные компоненты, обычно используемые для наполнения рубинов, в основном представляют собой боросиликатное алюминиевое стекло, алюмосиликатное стекло и фосфатное алюминиевое стекло, которые могут образовывать расплавленное тело при температуре 1500℃ и проникать в трещины рубина, играя роль в ремонте и очистке. Последнее применение свинцового стекла имеет сильную текучесть материала, низкую температуру плавления (около 600°C), коэффициент преломления и блеск, похожий на рубин (сильный стеклянный блеск), поэтому его легко рассматривать как натуральный продукт без тщательного наблюдения.

② Метод обнаружения:

Заполнители из свинцового стекла выглядят как белые волокнистые вещества в фиссурах рубинов [Рисунок 5-7 (a)], а со временем они образуют желтые волокнистые вещества. При использовании микроскопа для осмотра драгоценных камней в заполненных фиссурах часто наблюдаются эффекты синего или сине-зеленого мерцания [Рисунок 5-7 (b)]. В заполненных трещинах появляется белое мутное вещество, отличающееся от основного тела рубина.

③ Ремонт стеклянного наполнителя:

Обычно используется боросиликатное натриево-алюминиевое стекло для заполнения рубина с выемками или повреждениями у пояса или павильона, достигая эстетического эффекта и увеличения веса. Такое заполнение обычно представляет собой локализованное микрозаполнение, с небольшим количеством наполнителя, что затрудняет его идентификацию. Во время идентификации внимательно следите за тем, есть ли у рубина поврежденные части; если да, увеличьте его, чтобы проверить наличие наполнителя внутри, и при необходимости используйте большие приборы, такие как инфракрасные спектрометры или спектрометры комбинационного рассеяния, для анализа компонентов.

2.5 Композитные камни и покрытия

Композитные камни из корунда имеют различные сочетания; часто встречаются сочетания рубинов и синтетических рубинов, синтетический рубин под синим сапфиром с зеленым; верхний слой - натуральный синий сапфир, а нижний - синтетический синий сапфир, или верхний слой - светло-синий сапфир, а нижний - темно-синий сапфир (рис. 5-8) и т. д.

При определении составных рубинов или составных сапфиров важно внимательно следить за цветом, блеском и включениями между собранными, а также верхним и нижним слоями. При внимательном наблюдении можно найти различия между ними.

Отличительной чертой является нанесение звездного света с помощью наклеек или гравировки. Полосы наносятся на нижнюю поверхность натуральных или синтетических корундовых камней с помощью цветных или металлических деталей, либо полосы вырезаются с помощью рельефных методов. Методы химического травления также приводят к появлению на нижней поверхности драгоценного камня трех наборов выгравированных линий под углом 120°, которые при настольном рассмотрении очень похожи на звездный свет.

Существует множество методов оптимизации обработки корундовых драгоценных камней. Например, заращивание, предполагающее выращивание слоя синтетического корунда поверх синтетических или натуральных драгоценных камней или покрытие поверхности корундовых камней алмазной пленкой и т.д.

2.6 Общие методы аддитивного подбора цвета

Из-за многочисленных трещин в натуральном рубине для окрашивания рубинов обычно используют бесцветные или цветные масла. После окрашивания цвет рубина усиливается, структура становится более прочной, а стабильность повышается. Определить бесцветные рубины, окрашенные маслом, относительно сложно, иногда могут наблюдаться аномальные явления флуоресценции; определить цветные рубины, окрашенные маслом, относительно проще, при увеличении можно обнаружить скопление цвета в трещинах, причем в местах без трещин цвет светлее. Распределение цвета связано с его структурой (рис. 59). Иногда цветные масляные рубины могут также проявлять флуоресцентные явления.

2.7 Выявление улучшенных продуктов

Тип драгоценного камня определяется с помощью обычных методов тестирования. Сначала определите, является ли образец корундом, природным или синтетическим камнем. Затем внимательно посмотрите, не являются ли линии роста и включения, похожие на отпечатки пальцев, искусственно имплантированными; искусственно имплантированные включения обычно ограничены поверхностью, иногда можно обнаружить небольшие пузырьки, образовавшиеся при синтезе.

Наблюдая за различными методами улучшения цвета, легко определить их. Ключ к такой идентификации - знание и учет возможных оптимизационных процедур, которые могут возникнуть в процессе оценки.

Идентифицировать бесцветный нефтяной краситель довольно сложно; обычно его определяют по флуоресцентным свойствам масла. Однако для нефти без флуоресценции необходимо наблюдать за размытыми контурами трещин под лупой, а затем прикоснуться к подозрительным участкам горячей иглой, чтобы определить их по выделяющемуся запаху.

Драгоценные камни, улучшенные термической обработкой, могут продаваться как натуральные продукты. Ключ к идентификации - поиск следов воздействия высоких температур. Типичными свидетельствами высоких температур являются неполированные включения, которые могут оставаться после повторной полировки, аномальные грани и обхваты; могут быть также трещины под напряжением, оставленные тепловым расширением вокруг включенных материалов, а также такие явления, как диффузия цветовых полос и узлы; в спектре поглощения можно также заметить отсутствие линии поглощения железа при 450 нм.

Процесс устранения пурпурного или коричневого цвета в рубинах обычно не сопровождается воздействием высоких температур из-за относительно низкой температуры.

Желтые стабильные цветовые центры, полученные облучением, также могут продаваться как натуральные продукты, но их трудно получить; нестабильные цветовые центры не имеют коммерческой ценности из-за быстрого выцветания.

Основные идентификационные признаки рубинов и сапфиров, прошедших высокотемпературную термообработку, следующие.

(1) Разломы в газожидкостных включениях

После нагревания пальцеобразных включений первоначальные изолированные газожидкостные включения разрываются, образуя связанные, изогнутые, концентрические включения, напоминающие очень длинные, изогнутые, разбросанные по земле водопроводные трубы, называемые водопроводными трещинами.

(2) Эрозия твердых включений

Твердые включения размываются, образуя круглые или эллиптические двухфазные включения, состоящие из стекла и пузырьков для включений с низкой температурой плавления; включения из кристаллов с высокой температурой плавления приобретают вид округлого матового стекла или ямочную текстуру.

(3) Напряжение при термической обработке переломы

Когда кристаллические включения плавятся или распадаются при нагревании, они могут вызывать или изменять уже существующие трещины под напряжением. К распространенным явлениям относятся:

① Снежок:

Кристаллическое включение полностью расплавляется, образуя белую сферу или диск, вокруг которого образуются трещины напряжения [Рисунок 5-10 (a)].

② Бахромчатые переломы:

Если кристаллическое включение полностью или частично расплавится, расплав может перелиться в трещины, образуя кольцо капель, распределенных вокруг кристалла или заполняя другие места в трещинах. Перелив расплава может также создать высококонтрастные пустоты вокруг расплавленного кристалла [Рисунок 5-10 (b)].

③ Разломы атоллов:

Кристаллическое включение не плавится, а образует трещины напряжения с краями, похожими на атоллы. Это явление также наблюдается в термообработанных рубинах и синих сапфирах, называемых атолловыми изломами [рис. 5-10 (c)].

2.8 Диффузионный метод Сапфир

(1) Диффузионная обработка Драгоценные камни корунд

① Принцип диффузионной обработки:

Ионы железа, титана и хрома вводятся в кристалл корунда вместо ионов алюминия. В условиях высокой температуры красящие ионы попадают в поверхностный слой корунда, в результате чего драгоценный камень приобретает синий или красный цвет. Температура термообработки должна быть чуть ниже температуры плавления драгоценного камня, что позволит расширить кристаллическую решетку и облегчит миграцию красящих ионов большего радиуса. Введение различных красящих ионов приводит к появлению различных цветов в драгоценных камнях: ионы титана и хрома вызывают синий цвет, ионы хрома - красный, соответствующее количество ионов титана создает эффект звездного света, а ионы бериллия - желтый.

② Процесс диффузионной обработки

Выбор сырья: Бесцветный или слегка окрашенный прозрачный природный корунд [Рисунок 5-11 (a)]. Сначала корундовое сырье полируется до различных форм и размеров грубых камней, обычно не полируемых после тонкой шлифовки, а затем закапывается в химический реагент, состоящий в основном из оксида алюминия, содержащего некоторые красящие ионные компоненты [Рисунок 5-11 (b)].
Нагрев: После помещения образца в тигель, как показано на рис. 5-11, продолжайте нагрев в высокотемпературной печи. Время нагрева может составлять от 2 до 200 часов, а повышение температуры - примерно от 1600 до 1850°C. Как правило, оптимальный диапазон температур составляет от 0 до 1800°C.

Меры предосторожности: Корунд не изменяется при температуре ниже 1600℃, но при более высоких температурах драгоценный камень плавится. Поэтому температура нагрева должна быть ниже температуры фазового перехода корунда (2050℃). Во время нагрева, как правило, при более высокой температуре в течение длительного времени, глубина проникновения цвета также больше.

В настоящее время существует метод "глубокой" диффузии, который отличается от этой длительной диффузии при высоких температурах, используя метод многократного нагрева драгоценного камня, то есть повторного нагревания после того, как камень остынет. При многократной диффузии время обработки должно составлять более двух месяцев, а цвет драгоценного камня после обработки становится более глубоким.

③ Результаты диффузионной обработки:

Цвет сапфира после диффузионной обработки существует только на поверхности драгоценного камня (рис. 5-12). Роберт и другие исследователи из США измерили толщину цветового слоя, образовавшегося в результате диффузии; их метод включал огранку трех ограненных камней, обработанных диффузией, перпендикулярно верхней грани, полировку поверхности огранки, а затем ее измерение и наблюдение. На поперечном срезе видна различная толщина цветового слоя, образовавшегося в результате поверхностной диффузии, причем вариации глубины считаются следами нескольких диффузий.

④ Оценка драгоценных камней, прошедших диффузионную обработку

Происхождение цвета: Цвет, полученный методом диффузии, обусловлен искусственным добавлением химических веществ, отличных от природных компонентов, и цвет существует только на поверхности, что делает общий цвет драгоценного камня неравномерным и несовместимым между внутренней и внешней сторонами. При продаже он должен быть маркирован как диффузный драгоценный камень. В сертификате на драгоценный камень должна быть проставлена буква "u", обозначающая изделия с поверхностной диффузией.
Принципы ценообразования: Цвета, полученные методом диффузии, аналогичны цветам, образуемым природными красящими ионами, которые частично вошли в решетку. Их физико-химические свойства стабильны, стоимость подготовки не мала, и цена не должна быть слишком низкой. Общий принцип ценообразования - ниже натуральных сапфиров и выше синтетических.

(2) Идентификация сапфиров, обработанных методом диффузии

① Однократное увеличение

На поверхности обработанного образца видны частично отраженный свет и спекшийся материал, который может быть частично или полностью удален после полировки.
Драгоценные камни с диффузионной обработкой при легкой полировке часто образуют двухслойную полосу на полированной поверхности, а диффузионный слой можно увидеть под увеличением.
При диффузионной обработке сапфира глубокие концентрированные цвета и диффузионные красители часто откладываются в поверхностных трещинах или окружающих порах.
Вокруг включений в драгоценном камне часто образуются осколки под высоким давлением, некоторые включения расплавляются, а "шелк" рутила частично расплавляется в пятна или впитывается.

② Наблюдение при погружении в масло:

Наиболее эффективным методом идентификации драгоценных камней, обработанных диффузионным нагревом, является наблюдение в масляной иммерсии. Погрузите образец в дибромметан или другую жидкость для погружения и наблюдайте невооруженным глазом или под увеличением за его внешним видом, который имеет типичные характеристики драгоценных камней, обработанных диффузией.

Высокие выступы: Из-за концентрации цвета более глубокие цветовые линии или высокие выступы заметно присутствуют на стыках граней и в области пояса.
Пятнистые грани: Готовые сапфиры, обработанные диффузионным нагревом, часто демонстрируют несоответствие глубины цвета на некоторых гранях.
Эффект края талии: У драгоценных камней, обработанных диффузией, талия часто бывает совершенно бесцветной, и вся талия видна.
Синий контур: Независимо от того, в какую среду они погружены, края драгоценных камней, прошедших диффузионную обработку, очень четкие, часто с глубоким синим контуром.

Цвет диффузных драгоценных камней, наблюдаемый невооруженным глазом, варьируется в разных растворителях. Некоторые другие особенности, например пестрота граней, более выражены в глицерине или дихлорметане. Самым чистым остается дихлорметан, но этот растворитель очень токсичен.

Показатель преломления рубинов, обработанных ионами хрома, относительно высок и достигает 1,788-1,790. Некоторые сапфиры, обработанные диффузией, демонстрируют сине-белую или сине-зеленую флуоресценцию в коротковолновом ультрафиолетовом свете. Существует также разновидность синего диффузионного сапфира, полученного путем диффузии Co²⁺ в корунд, который можно определить с помощью фильтра Челси. Под фильтром Челси сапфиры с ионами кобальта кажутся красными.

(3) Механизм окраски и идентификационные признаки драгоценных камней из корунда с бериллиевой диффузией.

① Процесс диффузии бериллия в корундовых драгоценных камнях:

В процессе высокотемпературной диффузии бериллия в корундовые драгоценные камни ионы бериллия вводятся через изумруд (BeAl₂O₄)) порошок, и существует два метода для этого процесса.

Метод флюса: Добавьте порошок хризоберилла с массовой долей 2%-4% в флюс, содержащий бор и фосфор, и нагревайте драгоценные камни, покрытые флюсом, в окислительной атмосфере при температуре 1800℃ в течение 25 часов.
Порошковый метод: Смешайте порошок хризоберилла, содержащий 2%-4%, с высокочистым порошком глинозема или добавьте 0,8% оксида бериллия в порошок глинозема, затем погрузите драгоценные камни в смесь и нагревайте при 1780℃ в окислительной атмосфере в течение 60-100 ч.

② Характеристики драгоценных камней из корунда с диффузией бериллия

В процессе высокотемпературной диффузии бериллия этот элемент может распространяться по всему драгоценному камню. Благодаря диффузии бериллия можно значительно улучшить цвета различных цветных сапфиров и рубинов.
Драгоценные камни, обработанные флюсовым методом, отличаются превосходной однородностью цвета поверхности, в то время как цвет камней, обработанных порошковым методом, почти рассеивается по всему камню.

③ Механизм окрашивания

Роль бериллия: Ионы Ионы бериллия выступают в роли стабилизаторов для образовавшихся при высоких температурах центров окраски вакантных дефектов оксида железа, позволяя им оставаться стабильными при охлаждении до комнатной температуры. Ионы бериллия не являются непосредственной причиной желтой окраски; скорее, они улучшают сапфир прежде всего за счет сильного поглощения в синей области спектра, что приводит к появлению сильного желтого оттенка (рис. 5-13).
Роль ионов железа: Содержание ионов железа играет важную роль в процессе усиления бериллия. Ионы железа являются основными ионами, ответственными за формирование оранжево-желтой окраски, и механизм их окрашивания включает образование центров окраски вакансий дефектов оксида железа. Образцы с низким содержанием железа после обработки приобретают коричневый цвет, а образцы со средним и высоким содержанием железа - желтый.

(4) Бериллий улучшает характеристики и идентификацию драгоценных камней

① Цвет:

Различные цветные драгоценные камни после обработки бериллием приобретают разные цвета, с разной степенью желто-оранжевых оттенков. Цвета, получаемые различными цветными сапфирами после диффузии ионов бериллия, приведены в таблице 5-3.

Таблица 5-3 Цвета, получаемые различными цветными сапфирами после диффузии ионов бериллия

До улучшения	Улучшенный
Бесцветный	Желтый - оранжевый Желтый
Розовый	От оранжево-желтого до розово-оранжевого
Темно-красный	Ярко-красный до оранжево-желто-красного
Желтый, зеленый	Желтый
Голубой	Желтый или отсутствие значительного эффекта
Фиолетовый	От оранжево-желтого до красного

② Инструментальный тест на концентрацию ионов бериллия

Крупные приборные испытания в основном проверяют содержание бериллия в диффузионном корунде
- Вторичный ионный масс-спектрометр, концентрация бериллия на поверхности природного корунда(1.5-5)×10^-6, а поверхностная концентрация бериллия после диффузии бериллия составляет (1〜5)×10^-7. Если содержание Be превышает 1×10^-5Для подтверждения того, что корунд прошел диффузионную обработку бериллием, необходимо провести дополнительные испытания.
- Для анализа химического состава использовались плазменная масс-спектрометрия и рентгенофлуоресцентная спектрометрия, которые показали, что концентрация ионов бериллия в корунде, диффундированном бором, распределена равномерно, с более низкими концентрациями во внутренней части и более высокими на поверхности.
Цветовое пространство: Поместите драгоценный камень в раствор дихлорметана; цветовое пространство варьируется по толщине, с неравномерными вторичными цветовыми полосами.
Другие признаки: Под микроскопом он имеет характеристики включений высокотемпературной термообработки: включения псевдоморф расплавленного кристалла, вторичные включения, распределенные по дискообразной поверхности излома (стеклообразные или рекристаллизованные), прикрепленные кристаллы, голубые ореолы и т.д.

Раздел II Драгоценные камни семейства бериллов

Семейство бериллов включает в себя различные драгоценные камни, которые обычно называют в зависимости от их цвета, например бесцветный берилл, желтый берилл, красный берилл и т. д. Наиболее ценной разновидностью является зеленый изумруд, известный как король зеленых драгоценных камней, который всегда был любим людьми. Только когда цвет достигает определенной концентрации, его можно классифицировать как изумруд. Существуют также обычный аквамарин, гелиодор и т.д. (рис. 5-14).

1. Геммологические характеристики драгоценных камней семейства бериллов

Химический состав драгоценных камней берилла - Be₃Эл₂Si₆0i₈ - xH₂O, а алюминий может быть частично замещен ионами хрома, железа, магния, марганца и другими. Чистый берилл бесцветен, а различные красящие ионы могут давать разные цвета. Если берилл содержит небольшое количество ионов хрома и ванадия, он образует изумруд, а если небольшое количество ионов железа, то синий или сине-зеленый аквамарин.

Кристаллическая структура берилла состоит в основном из гексагональных колец кремнекислородных тетраэдров. Кристаллы берилла имеют гексагонально-столбчатую форму, а грани столбцов часто имеют отчетливые параллельные продольные полосы вдоль оси С, иногда переходящие в гексагональные бипирамиды. Часто вместо ионов алюминия присутствуют небольшие количества ионов хрома, железа и марганца.

Чистый берилл - бесцветный прозрачный кристалл, а берилл, содержащий только ионы калия, натрия и другие неокрашивающие ионы, - также бесцветный прозрачный кристалл; зеленый цвет изумруда обусловлен ионами хрома или ванадия, и его цвет не нуждается в улучшении; берилл, окрашенный ионами железа и марганца, в основном зеленый, желтый, желто-зеленый или аквамариновый, и большинство из них может быть улучшено с помощью таких методов, как термообработка и облучение. Связь между цветом драгоценных камней берилла и содержащимися в них красящими ионами показана в табл. 5-4.

Таблица 5-4 Взаимосвязь между цветом драгоценных камней берилла и содержащимися в них красящими ионами

Сорта драгоценных камней	Цвет	Цветной ион
Изумруд	Ярко-зеленый	Ион хрома или ион ванадия
Аквамарин	Небесно-голубой	Fe²⁺ , или Fe²⁺/Fe³⁺
Гошенит	Бесцветный	Нет
Розовый берилл	Розовый	Содержит Mn²⁺ , или Cs⁺
Красный берилл	Красный	Mn³⁺
Гелиодор	Желто-золотисто-желтый	Fe³⁺
Берилл типа максикс	Голубой	Центр цвета вызывает цвет, нестабильный

Копирайт @ Sobling.Jewelry - Пользовательские ювелирные изделия производителя, OEM и ODM ювелирный завод

2. Оптимизация обработки и методы идентификации драгоценных камней семейства бериллов

Изумруд обладает несколько меньшей твердостью и относительно хрупок. Природные изумруды содержат определенные трещины и включения, причем многие типы включений имеют показательное значение для происхождения изумрудов. Включения и трещины внутри изумрудов могут повлиять на ценность и стабильность камня, поэтому большинство изумрудов, представленных на рынке, подверглись оптимизационной обработке.

Наиболее распространенная процедура улучшения изумрудов - заполнение трещин. Погружение в масло позволяет скрыть трещины в изумрудах и улучшить их прозрачность. Поскольку коэффициент преломления масла схож с коэффициентом преломления изумруда, оно оказывает минимальное влияние на блеск драгоценного камня.

Также часто используется заливка искусственной смолой. Этот метод более долговечен, чем погружение в масло, и позволяет легче скрыть включения. Однако искусственная заливка смолой может нанести изумрудам необратимый ущерб. После старения смола может стать коричневой или белой, что сделает изъяны более заметными.

Незначительная обработка для повышения прозрачности практически не влияет на стоимость. С 2000 года сертификация GIA предоставляет услуги по классификации степени чистоты изумрудов. Сертификационное агентство исследует неоправленные камни, и в сертификатах на изумруды степень прозрачности будет указана как незначительная, умеренная или значительная. В сертификации GIA подчеркивается, что система классификации используется исключительно для оценки степени обработки, а не для определения общей степени чистоты драгоценного камня.

К распространенным методам улучшения драгоценных камней семейства бериллов относятся термообработка, наполнение бесцветным маслом, облучение, подложка, покрытие и зарастание.

2.1 Метод термической обработки

Термообработка обычно используется для желто-зеленого берилла или зеленого берилла, содержащего железо, а также подходит для оранжевого берилла, окрашенного ионами марганца и железа. Природные изумруды редко подвергаются обработке для изменения цвета.

(1) Формы ионов железа, присутствующих в берилле

Из-за различных форм ионов железа в берилле термическая обработка может давать различные эффекты. Специфические формы ионов железа в структуре берилла в основном включают три типа:

① Если Fe³⁺ заменяет Эла³⁺ При этом драгоценный камень кажется желтым. Поскольку содержание Fe³⁺ уменьшается, он может меняться от золотисто-желтого до бесцветного, а при содержании очень малого количества Fe³⁺Он бесцветен.

② Если Fe²⁺ заменяет Эла³⁺Драгоценный камень не имеет цвета и является бесцветным.

③ В каналах структуры берилла присутствуют ионы железа. Согласно предыдущим исследованиям, считается, что присутствие ионов железа в каналах структуры связано с синим цветом берилла. Как правило, термическая обработка мало влияет на цвет, проявляемый этими ионами, и механизм окраски все еще нуждается в дальнейших исследованиях.

Когда Fe²⁺, Fe³⁺Если берилл существует одновременно, драгоценный камень часто выглядит зеленым или желто-зеленым. Этот вид самоцвета часто можно превратить в высококачественный аквамарин путем термической обработки, при этом идеальный цвет будет красивым морским синим, а его физические и химические свойства также относительно стабильны.

Термическая обработка может превратить оранжевый берилл, содержащий ионы железа и марганца, в красивый розовый берилл. Существует также разновидность темно-красного марганцевого берилла, который может потускнеть при нагревании до 500℃.

(2) Условия термической обработки

① Температура термообработки: Из-за присутствия воды в структуре берилла, температура термообработки относительно низкая, как правило, между 250-500℃ и 400℃, и нужно быть очень осторожным выше 400℃. Обычно достаточно нескольких минут. Если воды много, то при температуре ниже 550℃ появляется молочное состояние, что свидетельствует о повреждении кристаллической структуры.

Некоторые бериллы можно нагревать до высоких температур, например, бериллы из Индии и Бразилии нагреваются до 700℃ без изменения цвета драгоценного камня. Этот метод часто используется для устранения некоторых чрезвычайно мелких включений и трещин.

② Меры предосторожности: Из-за множества трещин в берилле в процессе термообработки, чтобы предотвратить взрыв драгоценного камня, нагрев и охлаждение должны проводиться медленно, время пребывания при самой высокой температуре не должно быть слишком долгим, и требуется определенная защита для драгоценного камня. Например, эти меры защиты достаточно эффективны, если поместить драгоценный камень в закрытый тигель, заполнить угольный тигель мелким песком или завернуть драгоценный камень в глиняный комок.

2.2 Метод радиоактивного облучения

Радиоактивное облучение оказывает значительное влияние на цвет берилла. После облучения берилла лучами различной энергии он может претерпевать различные цветовые изменения. Источниками радиоактивного облучения обычно служат рентгеновские лучи, высоко- и низкоэнергетические электроны и т. д. Из-за опасений по поводу радиоактивных остатков нейтронное облучение из реакторов используется редко.

(1) Методы облучения и изменение цвета драгоценных камней

Из-за присутствия в берилле различных примесных ионов после облучения могут возникать различные цвета. Когда небольшое количество Fe²⁺ заменяет A1³⁺Облучение может изменить бесцветный цвет на желтый, синий на зеленый, а розовый на оранжево-желтый; эти цвета стабильны на свету. Бесцветные, зеленые, желтые и голубые бериллы типа Maxixe после облучения могут превратиться в глубокие кобальтово-синие бериллы. Облученные камни не содержат радиоактивных остатков, но полученный кобальтово-синий берилл нестабилен; цвет, полученный в результате облучения, может быть преобразован или потускнеть до первоначального цвета при термической обработке, а цвет, полученный при термической обработке, также может быть восстановлен облучением. Большинство кобальтово-синих бериллов, представленных в настоящее время на рынке, - это бериллы, прошедшие облучение.

Некоторые бериллы могут приобретать разные цвета при различной термической обработке. Например, железосодержащий желтый берилл может стать бесцветным при нагревании в восстановительной атмосфере; зеленый берилл может превратиться в аквамарин. Эти цвета стабильны на свету, но первоначальные цвета могут быть восстановлены, если их облучить рентгеновскими лучами или γ-излучением.

(2) Идентификационные характеристики облученного берилла

Облученный берилл обычно нелегко обнаружить, но облученный голубой берилл типа Maxixe имеет следующие отличительные особенности: цвет - кобальтово-синий, что значительно отличается от небесно-голубого цвета аквамарина; спектр поглощения видимого света имеет две полосы поглощения в красной области (695 нм, 655 нм), а также более слабые полосы поглощения в оранжевой, желтой и желто-зеленой областях при 628 нм, 615 нм, 581 нм и 550 нм (некоторые источники также сообщают о полосах поглощения при 688 нм, 624 нм, 587 нм и 560 нм), которые не встречаются в аквамарине. При наблюдении плеохроизма синий цвет берилла типа Maxixe проявляется в направлении нормального света. Напротив, в направлении необычного света он в основном бесцветен, тогда как в аквамарине глубокий цвет проявляется в направлении необычного света. Голубой берилл типа Maxixe богат металлом Cs, его плотность составляет 2,80 г/см³ и показатель преломления 1,548-1,592, что выше, чем у других разновидностей берилла.

2.3 Некоторые методы подбора цвета по зависимостям

В изумрудах часто бывает много внутренних трещин, поэтому их необходимо заполнять, чтобы скрыть трещины и улучшить стабильность камня. После обработки изумруды могут также улучшить цвет и прозрачность камня.

(1) Инъекционный метод заполнения

В качестве инъекционных масел используются различные растительные масла, смазочные масла, жидкий парафин, скипидар и смолы, которые могут быть смешаны и введены с использованием одного, двух или нескольких материалов. Методы инъектирования изумрудов делятся на инъектирование бесцветного масла, инъектирование цветного масла и инъектирование смолы. Метод инъекции - это широко используемый способ оптимизации обработки изумрудов.

① Впрыскивание бесцветного масла:

После обработки драгоценного камня бесцветным маслом трещины заполняются и скрываются, что затрудняет их обнаружение невооруженным глазом, повышая прозрачность и яркость камня. Эта процедура признана международной ювелирной промышленностью и потребителями и очень распространена на рынке. Оборудование, необходимое для инъекции бесцветного масла, просто и легко в эксплуатации, а этапы инъекции выглядят следующим образом:

Очистите драгоценный камень в этаноле или ультразвуковой чистке, затем высушите его.
Замочите драгоценный камень в масле с показателем преломления, близким к изумруду, в условиях вакуума, давления или нагревания на некоторое время.

Цель введения бесцветного масла - "скрыть трещины", что позволяет заполнить больше трещин в драгоценном камне и сделать их менее заметными для невооруженного глаза. При осмотре под увеличением масло в поверхностных трещинах выглядит в основном бесцветным; со временем оно может стать светло-желтым (рис. 5-15). Под длинноволновым ультрафиолетовым светом можно увидеть желто-зеленую флуоресценцию, а при контакте с нагретой иглой масло может выделяться. Эта практика является коммерчески приемлемой, считается оптимизацией и не нуждается в уточнении; ее можно продавать как натуральный продукт.

② Цветной впрыск масла:

Метод введения цветного масла такой же, как и введение бесцветного масла. Цель этой процедуры - не только скрыть микротрещины драгоценного камня, но и изменить его цвет. Инъекция цветного масла делится на два случая: инъекция цветного масла в изумруды для усиления их цвета и повышения стоимости и инъекция берилла с большим количеством трещин, служащего заменой изумрудам.

После того как в изумруд будет введено цветное масло, он будет обладать следующими характеристиками, по которым можно определить, было ли в него введено цветное масло.

Краситель распределяется нитевидно вдоль трещин и виден под увеличением с помощью стекла или микроскопа. При ярком или темном освещении можно наблюдать эффект мигания с аномальными интерференционными цветами (рис. 5-16).
После обработки драгоценный камень при нагревании будет выделять из трещин масло и газ, а следы масла можно стереть ватным тампоном.
Цветное масло может излучать сильную флуоресценцию под ультрафиолетовым светом.

③ Обработка смолой:

После обработки изумруда смолой область заполнения выглядит туманной, с видимыми структурами потока и остаточными пузырьками. В отраженном свете видна сеть фиссур. Видны аномальные интерференционные цвета. Пломбировочный материал имеет низкую твердость, может быть проколот стальной иглой и обладает слабым блеском.

Наблюдение за наполнителем под микроскопом для драгоценных камней с использованием различного освещения и увеличения для изучения участков наполнителя изумруда может дать важную идентификационную информацию.

Эффект вспышки: В заполненных трещинах часто можно наблюдать эффект вспышки, вызванный различным рассеянием света изумрудом и материалом заполнения (например, эпоксидной смолой). При ярком освещении в заполненных трещинах наблюдается отраженный свет от синего до фиолетового, в то время как в темных условиях при наклонном наблюдении он может превратиться в оранжевые вспышки (рис. 5-17).

Пузырьки и остатки: Природные изумруды содержат пузырьки, часто встречающиеся в двухфазных или трехфазных включениях. Пузырьки сферические и не имеют четкой формы. Пузырьки в заполненных трещинах очень заметны и часто сплюснуты. В трещинах, заполненных маслом, из-за окисления может наблюдаться эффект коричневой вспышки на светлом фоне, а окисленные остатки могут образовывать ветви.
Инфракрасная спектроскопия: Различные наполнители имеют характерные пики поглощения, например, характерный пик поглощения оливкового масла при 2584 см^-1 и 2924 см^-1; характерные пики пальмового масла при 2852 см^-1, 2920 см^-1, 3004 см^-1; и характерные пики эпоксидной смолы при 2925 см^-1, 2964 см^-1, 3034 см^-1, 3053 см^-1. Инфракрасные спектрометры позволяют классифицировать и анализировать компоненты наполнителей, с 2800-3000 см^-1 сильные пики поглощения и 3058 см^-1, 3036 см^-1 пики поглощения, свидетельствующие о заполнении изумрудов смолой.
Diamond View: Прибор Diamond View позволяет быстро, четко и точно определить, подвергался ли изумруд пломбировке. Наблюдение с помощью Diamond View позволяет четко увидеть цветовые полосы, цветовые пятна и распределение всех трещин, которые не видны или не заметны под микроскопом. Что особенно важно, можно определить наличие наполнителя в трещинах; при ультрафиолетовой флуоресценции незаполненные трещины демонстрируют сине-белую флуоресценцию, а заполненные - светло-желто-зеленую флуоресценцию. Это позволяет определить, заполнен ли образец, область заполнения и местоположение заполнения. Однако Diamond View имеет и определенные ограничения: если цветовые полосы ярко выражены и проявляют сильную красную флуоресценцию под ультрафиолетовым светом, это может повлиять на наблюдение заполнений фиссур.
Рамановская спектроскопия: Спектрометр комбинационного рассеяния света позволяет быстро определить частоту, симметрию, внутренние силы и общие кинетические свойства молекулярных колебаний в драгоценных камнях, что позволяет быстро и эффективно анализировать компоненты включений в драгоценных камнях. Поскольку различные наполнители имеют разные спектральные характеристики лазерного комбинационного рассеяния, лазерные рамановские спектрометры могут использоваться для классификации и анализа компонентов наполнителей. Характерный пик геля находится на 1602 см^-1, 1180 см^-1, 1107 см^-1, 817 см^-1, 633 см^-1Наличие этих пиков поглощения может служить важным доказательством того, что изумруд подвергался обработке гелевым наполнителем. Однако у этого метода есть и определенные ограничения: когда материал внутреннего наполнителя находится не вблизи поверхности драгоценного камня, его трудно сфокусировать, и результаты могут быть не идеальными.

В настоящее время в некоторых отечественных и зарубежных ювелирных лабораториях существуют различия в формулировках идентификационных заключений относительно степени заполнения изумрудов. В зарубежных идентификационных сертификатах в заключении обычно указывается "природный изумруд", а в разделе примечаний - степень заполнения. В зависимости от материала наполнителя и степени наполнения их можно разделить на пять уровней: нет, неочевидно, незначительно, умеренно и очевидно. С другой стороны, в отечественных идентификационных сертификатах в заключении прямо указывается "изумруд (обработка наполнителем)".

(2) Крашение и окрашивание

Поскольку берилл - монокристаллический камень, эффект окрашивания значительно уступает агату, и обычно для окрашивания выбирают камни с большим количеством трещин. Окрашивание и расцветка изумрудов - это всего лишь коррекционные меры, направленные на усиление цвета. После окрашивания цвет изумрудов часто концентрируется в трещинах, что приводит к неравномерному распределению цвета. При наблюдении в спектроскоп природные изумруды демонстрируют отчетливый спектр поглощения Cr, в то время как окрашенные изумруды могут показывать полосы поглощения, образованные красителем, при 630-660 нм.

(3) Субстрат

Подложка - традиционный метод обработки, обычно заключающийся в наложении зеленой пленки на нижнюю часть изумруда для усиления его цвета. При увеличении можно увидеть стык между зеленой пленкой и драгоценным камнем в нижней части изумруда; со временем пленка может сморщиться или отслоиться, а в месте стыка могут появиться пузырьки. Под спектроскопом обработанные изумруды демонстрируют очень нечеткий или даже отсутствующий спектр поглощения Cr, со слабым дихроизмом или его отсутствием.

(4) Перерастание

На поверхности светлоокрашенного берилла растет очень тонкий слой кристаллов изумруда или аквамарина. Идентификационная особенность заключается в том, что растущие слои не имеют характерных для природных изумрудов включений, но имеют характерные для синтетических изумрудов включения.

(5) Покрытие

На поверхность изумруда наносится очень тонкая пленка, которая может быть бесцветной или цветной. На поверхности покрытого изумруда часто образуются различные сетевидные и радиальные трещины (рис. 5-18), цвет сосредоточен на поверхности; внутри видны трубчатые, каплевидные и газожидкостные двухфазные включения природного берилла; во внешнем слое видны включения синтетического изумруда.

(6) Композит

Изумрудно-композитные камни часто состоят из изумрудов светлого цвета и зеленых слоев красителя, которые можно увидеть под увеличением как слои клея и включения в изумрудах. В оранжевой области виден отчетливый спектр поглощения, вызванный красителем. Существует также распространенная имитация изумруда - композитный камень-сударит (рис. 5-19) с бесцветным или светлоокрашенным стеклом в верхнем и нижнем слоях и зеленым клеем в середине. При увеличении параллельно поясному гребню на поверхности склеивания можно увидеть небольшое количество темно-зеленого клеевого материала, содержащего пузырьки.

Общие методы оптимизационной обработки и идентификационные признаки изумрудов приведены в таблице 5-5.

Таблица 5-5 Общие методы оптимизационной обработки и идентификационные признаки изумрудов

Метод обработки	Результат обработки	Идентификационные признаки	Оптимизация или обработка
Погружение в масло	Вымачивание в бесцветном масле	Позиция заполнения имеет эффект вспышки, масло выходит после нагревания, а окрашенное масло распределяется нитевидным образом по трещинам	Оптимизация
Погружение в масло	Пропитаны цветным маслом		Лечение
Заполняющий клей	Наполняющая смола	Эффект вспышки	Лечение
Окрашивание и колорирование	Введение зеленого красителя в трещины	Цвет сосредоточен в трещинах	Лечение
Субстрат	Добавьте слой зеленой пленки на дно изумруда	Метод проверки на наличие видимых стыковых швов, где могут присутствовать пузырьки, слабый дихроизм, а спектр поглощения Cr не очевиден	Лечение
Переросток	Поверх светлого изумруда вырастает слой более темного синтетического изумруда	Характеристики внутреннего и внешнего слоев различны.	Лечение
Покрытие (регенерация)	На внешнем слое растет синтетическая изумрудная пленка, а в центре - натуральный изумруд.	Внешний слой изумруда подвержен образованию сетевых и радиальных трещин	Лечение
Композит	Изготовлены из двух или более видов материалов, обычно встречаются натуральный изумруд и синтетический изумруд, натуральный изумруд и зеленая пленка и т.д.	В монтажном шве есть пузырьки, а также различия в коэффициенте преломления, блеске и т. д. разных материалов.	Лечение

Раздел III Алмаз

1. Геммологические характеристики бриллиантов

Алмазы обладают высокой твердостью, температурой плавления, изоляционными свойствами и химической стабильностью. В состав бриллиантов входит элемент С; чистые бриллианты бесцветны и прозрачны, а бриллианты, содержащие различные примеси, могут иметь различный цвет. Качество цвета играет решающую роль в оценке бриллиантов. Градация цвета бриллиантов очень строгая: безупречный и абсолютно прозрачный - это наивысшее качество; даже легкий намек на цвет может привести к резкому падению цены. Однако цветные бриллианты являются исключением, так как разница в цене между разными цветами цветных бриллиантов может быть значительной. Распространенными цветами бриллиантов являются бесцветный и желтый (рисунок 5-20).

Алмазы обычно встречаются в двух типах минеральных месторождений: кимберлитовых и лампроитовых. Первый кимберлит был обнаружен в Южной Африке в 1870 году, и на сегодняшний день в мире открыто более 5 000 кимберлитовых тел, из которых более 500 содержат алмазы. Добыча алмазов ювелирного качества в лампроите очень мала и составляет всего около 10% от общего объема.

Благодаря высокой твердости и сильной дисперсии алмазы обладают неповторимым очарованием и всегда были любимы людьми. Поэтому оптимизация обработки низкокачественного алмазного сырья также является предметом исследований многих геммологов и торговцев. Существует множество методов оптимизации алмазов, таких как облучение, обработка при высоких температурах и под высоким давлением, лазерное сверление и заполнение трещин. Большинство цветных бриллиантов, которые были оптимизированы, обусловлены искусственным облучением, вызывающим внутренние структурные дефекты в бриллиантах, в результате чего образуются различные цветовые центры, которые кардинально отличаются от цветообразования естественно окрашенных бриллиантов.

Формирование цвета алмазов в основном связано с типами примесей и изменениями в структурных компонентах; различные цвета имеют различные типы формирования. Распространенные цвета алмазов и причины их образования приведены ниже (табл. 5-6).

Таблица 5-6 Типы причин возникновения цвета бриллианта

Цвет бриллианта	Причина
Голубой	Содержит элемент B
Желтый	Содержит элемент N
Розовый, коричневый	Пластическая деформация
Зеленый	Центр цвета вызывает цвет
Черный	Включение вызывает цвет

2. Оптимизационная обработка и методы идентификации алмазов

Благодаря уникальному очарованию бриллиантов необходимо не только их производство. Методы оптимизации обработки бриллиантов также постоянно совершенствуются. Оптимизация обработки алмазов в основном включает в себя два аспекта: первый - улучшение цвета алмазов; второй - обработка включений в алмазах для повышения их прозрачности. С 1950 года для улучшения цвета бриллиантов используется облучение. В 1960 году постепенно развивалась технология удаления темных включений в бриллиантах, лазерного сверления и заполнения трещин. С 1990 года были достигнуты дальнейшие улучшения в заполнении трещин и лазерном сверлении. Технология синтетических алмазов также способствовала оптимизации обработки бриллиантов. С 2000 года обработка при высокой температуре и высоком давлении (HPHT) позволила улучшить алмазы с коричневыми и коричневатыми оттенками.

Многократная обработка бриллиантов впервые появилась в 1990-х годах и в начале XXI века, первоначально она проявлялась в основном в обработке для повышения прозрачности. В процессе идентификации бриллиантов было обнаружено, что они подвергались обработке лазерным сверлением с последующим заполнением стеклом вдоль лазерного канала; были также случаи, когда бриллианты подвергались двум обработкам для улучшения прозрачности. С появлением и развитием методов обработки при высоких температурах и высоком давлении, а также облучения с последующей высокотемпературной закалкой, многочисленные виды обработки стали изменять цвет бриллиантов.

Цвет бриллианта - важный фактор, определяющий его качество; чем выше цветовая оценка, тем выше стоимость. Оптимизирующие методы обработки алмазов, такие как облучение, традиционное покрытие, подложка и HPHT, в основном направлены на улучшение цвета алмазов. Некоторые методы оптимизации направлены на повышение чистоты бриллиантов, например лазерное сверление. Основные методы оптимизационной обработки алмазов включают пять типов: использование облучения для изменения цвета алмазов; методы заполнения и лазерного сверления используются для улучшения прозрачности алмазов; поверхностная обработка алмазов, включая поверхностные покрытия и пленку; обработка высокой температурой и высоким давлением (HPHT); комбинированная обработка алмазов.

2.1 Облучение

Облучение может заставить бриллианты производить различные цветовые центры, тем самым изменяя цвет бриллианта. После обработки облучением бриллианты могут приобретать практически любой цвет, а улучшенный цвет остается стабильным. Этот метод обработки подходит для цветных бриллиантов, но облучение не может улучшить цвет бесцветных бриллиантов выше класса К. Остаточное излучение от бриллиантов, обработанных облучением, представляет потенциальную опасность для здоровья человека, что ограничивает потребительский спрос на облученные драгоценные камни.

Суть облучения заключается в использовании источника излучения для генерации высокоэнергетических ионов или лучей, вызывающих повреждение структуры бриллианта и образование цветовых центров. Радиоактивное облучение может улучшить общий цвет бриллиантов. Принцип действия заключается в том, что облучение повреждает часть алмазной решетки, образуя неупорядоченные участки и точечные дефекты. Структурные дефекты влияют на поглощение драгоценным камнем видимого света, увеличивая удельное поглощение определенных длин волн света, что приводит к появлению цвета.

Время и доза облучения регулируются в зависимости от желаемого цвета. Чем глубже требуемый цвет, тем дольше время облучения и больше доза. Облученные бриллианты часто бывают желто-зелеными, зелеными, сине-зелеными и других цветов.

Разные типы алмазов могут давать разные цвета, и разные источники излучения также могут давать разные цвета. Существует четыре распространенных источника излучения, а процесс облучения и получаемые цвета показаны в таблице 5-7.

Таблица 5-7 Источники излучения и улучшенные цвета

Источник излучения	Процесс обработки	Окончательный цвет
⁶⁰Co	Длительное время облучения, нестабильный цвет	Зеленый, сине-зеленый, розово-красный, золотисто-желтый и т.д.
Радиевая соль	Циклотронное облучение, не часто используется	Зеленый цвет, черный цвет может быть сформирован после длительного времени
Нейтронная обработка	Общий цвет, устойчивый цвет, наиболее часто используемый	Термообработка при температуре от 500 до 900°C позволяет получить коричневый, желтый, оранжевый или розово-фиолетовый цвет.
Обработка электронами	Общий цвет, чаще всего используемый	Светло-сине-зеленый, при термообработке становится оранжево-желтым, розовым, коричневым

① ⁶⁰Со-облучение:

Использование ⁶⁰Co для получения γ-излучения алмазы могут генерировать зеленый, сине-зеленый, розово-красный, золотисто-желтый и др. цвета. Однако это занимает много времени, а цвет нестабилен; в настоящее время этот метод требует применения.

② Облучение солью радия:

Алмазы, облученные циклотроном, могут быть зелеными; если время нагрева больше, можно получить черный цвет. Однако цвет ограничивается поверхностью и может привести к образованию радиоактивных остатков.

③ Нейтронная обработка:

Бриллианты помещают в ядерный реактор и бомбардируют нейтронами, которые могут напрямую проникать в алмаз, создавая стабильные зеленый и сине-зеленый цвета. После облучения, нагревания до 500-900℃, бриллианты типа I a могут производить желтые и оранжево-желтые цвета; бриллианты типа I b производят розовые и пурпурно-красные цвета. Этот метод является относительно широко используемым.

④ Электронная обработка:

Обработанные алмазы могут производить светло-голубые или голубовато-зеленые цвета, ограничены поверхностью, не имеют радиоактивных остатков и обладают хорошей стабильностью. Нагрев до 400℃ позволяет получить оранжевый, желтый, голубой, коричневый и другие цвета. Этот метод является относительно распространенным.

Цветные алмазы, полученные с помощью облучения, можно отличить по распределению цвета, спектру поглощения, спектру флуоресценции или проводимости. Разные цвета облученных цветных бриллиантов имеют разные спектры поглощения. Цвета после облучения относительно стабильны, но при продаже необходимо отметить, что они попадают в категорию обработанных при оптимизации обработки драгоценных камней. Если облученные бриллианты содержат радиоактивные остатки, то перед поступлением в продажу они должны быть помещены на хранение, пока их содержание не станет ниже национальных стандартов.

(1) Спектр поглощения

В алмазах, как правило, присутствуют следовые количества атомов азота. Эти атомы азота встречаются в двух формах: в одной они замещают атомы углерода в решетке в моноатомной форме, например, атомы азота становятся донорами азота, в результате чего кристалл приобретает характерный желтый цвет; другая форма существует в виде агрегатов внутри кристалла. Будь то агрегат, состоящий из двух соседних атомов азота, или агрегат, состоящий из четырех атомов азота, поглощения в видимом диапазоне света не происходит, что приводит к отсутствию цвета.

Азотсодержащие бесцветные алмазы могут приобретать желтый цвет после облучения и нагревания. Считается, что этот желтый цвет обусловлен центрами окраски H3 (503 нм) и H4 (496 нм), причем центры окраски H4 доминируют, в то время как у природных желтых алмазов центры окраски H3 или H4 отсутствуют или не очевидны. Линии поглощения, вызванные цветовыми центрами H4, в спектре поглощения свидетельствуют о том, что алмаз подвергался облучению. Однако отсутствие цветовых центров H4 не обязательно указывает на то, что цвет бриллианта натуральный.

Кроме того, облученные желтые бриллианты могут демонстрировать линии поглощения при 595 нм. В 1956 году исследователи из GIA обнаружили, что бриллианты, обработанные облучением и теплом, имеют пик поглощения при 595 нм, которого нет у природных бриллиантов. Хотя более поздние исследования показали, что этот пик поглощения может исчезнуть при высокотемпературной обработке (более 1000℃), появляются два новых пика поглощения при 1936 нм (HIb) и 2024 нм (HIc). Таким образом, любой пик поглощения при 595 нм, 1936 нм и 2024 нм можно считать диагностическими спектральными линиями для искусственно облученных алмазов. С учетом современных технологий невозможно получить облученные бриллианты без линии поглощения 595 нм, а также линий поглощения HIb и HIc. Таким образом, любая из трех линий поглощения, появляющихся при 595 нм, 1936 нм и 2024 нм, может служить идентификационным признаком для обработанных алмазов.

Облученные голубые или зеленые бриллианты демонстрируют линию поглощения на длине волны 741 нм в конце красной области. Однако природные зеленые бриллианты также могут иметь эту линию поглощения.

Характерная линия поглощения для облученных розовых и пурпурных бриллиантов находится на длине волны 637 нм, также может появиться дополнительная линия поглощения на 595 нм, 575 нм. Линия поглощения 637 нм является диагностической линией для розовых обработанных бриллиантов. Природно окрашенные розовые бриллианты в основном демонстрируют широкую полосу при 563 нм. Голубые бриллианты с покрытием из алмазов типа Ia часто демонстрируют центры N3 и полосу поглощения при 415 нм. Для сравнения, природные голубые бриллианты окрашены бором и не демонстрируют пик поглощения при 415 нм. Природные голубые бриллианты также являются проводящими, в то время как облученные голубые бриллианты таковыми не являются.

(2) Характеристики распределения цветов

У бриллиантов естественного цвета цветовые полосы линейные или треугольные, причем цветовые полосы параллельны граням кристалла; цвет облученных бриллиантов ограничен поверхностью бриллианта; цвет бриллиантов после облучения существует только на поверхности, часто с темными пятнами по краям поверхностных граней. У бриллиантов, обработанных циклотроном, цвет находится только на поверхности, а характер распределения цвета зависит от огранки бриллианта и направления облучения (рис. 5-21).

Когда бриллиант огранки облучается со стороны павильона, при взгляде со стола можно наблюдать "зонтикообразное" распределение цвета вокруг вершины павильона, также известное как эффект зонтика; когда облучение начинается со стороны короны, вокруг пояса можно увидеть темное кольцо; если бриллиант облучается со стороны, сторона, расположенная ближе к источнику излучения, будет иметь более глубокий цвет.

(3) Проводимость

Природные голубые алмазы типа IIb обладают проводимостью, а голубые алмазы, обработанные облучением, не обладают проводимостью.

(4) Другие

Бриллианты, обработанные радием, часто демонстрируют сильную остаточную радиоактивность. Если такой обработанный алмаз поместить на фотопленку на некоторое время, то после экспозиции на пленке может появиться размытое изображение алмаза, вызванное радиоактивностью алмаза.

2.2 Лазерное удаление примесей и заполнение трещин

Лазерная обработка удаляет темные минеральные включения из бриллиантов, а материалы, такие как смола или стекло, заполняют трещины.

(1) Методы и процессы обработки

Сфокусируйте лазер на алмазе, чтобы испарить его, нацельте лазер на место, где нужно удалить минеральные включения, а затем заполните оставшиеся маленькие отверстия веществом, которое по оптическим свойствам похоже на алмаз, расплавив его лазером.

Лазерная обработка КМ - новый метод, появившийся недавно. Лазерный нагрев включений соединяет внутренние естественные трещины с поверхностными, а для удаления темных включений используется кислотная обработка. Этот метод подходит для бриллиантов с темными включениями, расположенными очень близко к поверхности. После обработки в нем обычно остаются "зигзагообразные" каналы, тянущиеся изнутри к поверхности.

(2) Идентификация алмазов, обработанных лазерным сверлением

Под увеличительными стеклами и ювелирными микроскопами можно заметить, что бриллианты, обработанные лазером и заполненные трещинами, обладают следующими характеристиками:

① Из-за постоянных лазерных отверстий на поверхности алмаза и твердости наполнителя, которая намного ниже твердости алмаза, на поверхности алмаза образуются относительно трудно обнаруживаемые ямки.

② Поверните алмаз и обратите внимание на линейные лазерные каналы. Лазерные каналы более выражены из-за различий в показателе преломления, прозрачности и цвете наполнителя по сравнению с алмазом (рис. 5-22).

③ Существует разница в цвете и блеске между материалом, заполненным лазером, и окружающим алмазом (рис. 5-23).

(3) Выявление алмазов с обработкой фиссур

Подавляющее большинство бриллиантов, представленных на рынке, могут быть идентифицированы с помощью обычных инструментов и обладают следующими существенными характеристиками:

① Эффект мигания: При наблюдении заполненной поверхности фиссуры под увеличением она демонстрирует оранжево-желтый, желто-зеленый или пурпурно-красный эффект мигания. В разных местах поверхности фиссур этот эффект может проявляться разными цветами, а цвет мигания может меняться при вращении образца (см. рис. 5-24).

② Наблюдение за поверхностью фиссур: Характеристики Заполненные алмазы демонстрируют некоторые очевидные особенности, когда трещины заполнены, включая неравномерные пузырьки, следы потеков и волокнистые структуры заполняющего материала в трещинах. Заполняющий материал может выглядеть светло-коричневым или коричнево-желтым, когда он плотный. Иногда часть наполнителя может оставаться на поверхности бриллианта, и блеск и цвет наполнителя на поверхности трещин все еще имеют тонкие различия по сравнению с бриллиантом.

③ Наблюдение за цветом бриллианта: После заполнения трещин цвет бриллианта также может измениться. Под десятикратным увеличением часто появляется мутный голубовато-фиолетовый оттенок.

Помимо идентификации с помощью обычных приборов, для анализа состава, фазы и характеристик наполнителя можно использовать такие крупные приборы, как рамановские спектрометры, энергетические спектрометры и рентгеновские технологии визуализации.

2.3 Обработка поверхности

(1) Покрытие поверхности

Самый старый метод изменения желтоватого цвета бриллиантов - окрашивание поверхности бриллианта, чтобы замаскировать истинный цвет тела. Это традиционный метод обработки поверхности, направленный на улучшение желтоватого цвета тела бриллиантов. Существует два распространенных метода: первый - нанесение голубого вещества на пояс бриллианта, что может значительно улучшить желтоватый цвет тела, повысив бриллиант на 1-2 цветовых класса; второй - покрытие поверхности бриллианта слоем цветной оксидной пленки, что также приводит к заметному улучшению цвета после покрытия, и это покрытие относительно долговечно.

Метод идентификации: При наблюдении под мощным микроскопом можно заметить радужный блеск поверхности, а кипячение в сильной кислоте в течение нескольких минут также может привести к потускнению цвета поверхности. В целом алмаз с покрытием выглядит оранжевым. Поскольку твердость материала алмазного покрытия ниже твердости алмаза, на поверхности покрытия обычно видны царапины (рис. 5-25).

(2) Алмазное покрытие

Алмазное покрытие постепенно совершенствуется по сравнению с процессом алмазного покрытия и является применением современных технологий в обработке поверхности драгоценных камней.

① Метод обработки:

В условиях низкого давления и средней температуры на поверхности алмазов или других материалов методом химического осаждения формируется слой синтетического алмаза или алмазоподобной углеродной пленки. Первоначальный процесс был относительно прост, а синтетическая алмазная пленка была поликристаллической, что облегчало ее идентификацию. Алмазная пленка представляет собой поликристаллический материал, состоящий из атомов углерода с алмазной структурой и физико-химическими свойствами, толщина которого обычно составляет от десятков до сотен микрометров. Ее толщина может достигать нескольких миллиметров.

По сообщениям, американская компания Sumitomo Electric Industries разработала метод покрытия почти бесцветных октаэдров природного алмаза синтетической алмазной пленкой небесно-голубого цвета толщиной до 20 мм. Небольшое количество голубой алмазной пленки наносится на ограненные алмазы, чтобы скрыть незначительные желтые оттенки и усилить цвет бриллианта.

② Идентификационные характеристики алмазов с покрытием:

На бриллиантах, прошедших обработку, обычно образуется прозрачная пленка нужного цвета, которая заполняет ямки на поверхности драгоценного камня, делая ее гладкой и усиливая блеск, а также повышая концентрацию цвета драгоценного камня. На краях, где драгоценный камень соприкасается с металлом оправы, часто остаются пятна или зернистые участки, и пленку можно удалить кислотой.

Поскольку пленка представляет собой поликристаллический агрегат, она имеет зернистую структуру, которую легко отличить от монокристалла алмаза при наблюдении под микроскопом с большим увеличением.

Алмазные пленки, полученные методами химического осаждения из паровой фазы или ионно-лучевого осаждения, можно проверить на цвет путем погружения в масло, в частности, путем погружения алмаза в дибромметан, что приведет к появлению интерференционных цветов на поверхности алмаза. Большинство успешно синтезированных алмазных или алмазоподобных углеродных пленок, изученных до сих пор, представляют собой поликристаллические тонкие пленки, которые имеют низкую прозрачность и легче поддаются идентификации, чем монокристаллические алмазы.

Крупные приборы, такие как растровые электронные микроскопы и рамановская спектроскопия, также могут тестировать и анализировать алмазные пленки.

2.4 Высокотемпературная обработка под высоким давлением (HPHT)

Высокотемпературная обработка под высоким давлением предполагает помещение коричневых бриллиантов, имеющих дефекты цвета вследствие пластической деформации, в печь с высокой температурой и высоким давлением для реструктуризации их кристаллической структуры и создания цветовых центров, что позволяет улучшить цвет бриллиантов. Это новый метод оптимизационной обработки алмазов с очень небольшим выходом, который недостаточен для соответствия мировым стандартам 1%.

Существует в основном два типа алмазов, обработанных при высокой температуре и высоком давлении, - тип I a и тип II a. Коричневые алмазы типа I a содержат в своей кристаллической структуре примеси, вызывающие изменение цвета, такие как атомы азота и вакансии, которые невозможно устранить при существующих условиях высокотемпературной обработки под высоким давлением для улучшения их цветовой гаммы. Только на основе наличия дефектов решетки в кристалле алмаза высокотемпературная обработка под высоким давлением может повысить прочность его пластической деформации и способствовать образованию дефектов решетки для достижения модификации цвета. Как правило, с помощью технологии высокой температуры и высокого давления коричневато-желтый цвет может быть преобразован в желто-зеленый, золотисто-желтый, а также в небольшое количество розового и голубого и др.

Обработка высокой температурой и высоким давлением может помочь коричневым алмазам типа IIa преодолеть стоящие перед ними барьеры, побуждая их структуру реорганизовываться в условиях высокой температуры и высокого давления, возвращаясь к исходному стабильному состоянию до пластической деформации, и тем самым изменяя их цвет на бесцветный (рис. 5-26).

(1) Процесс высокотемпературной обработки и обработки под высоким давлением алмазов

Лабораторное моделирование при высокой температуре и высоком давлении имитирует естественную среду для роста кристаллов алмаза, искусственно контролируя температуру, давление и условия среды, обеспечивая достаточный потенциал активации дефектов и примесных атомов в кристалле алмаза, усиливая силу пластической деформации, тем самым улучшая или изменяя дефекты решетки в алмазе для достижения изменения цвета.

Алмазы, обработанные методом HPHT, в основном делятся на два типа: коричневые алмазы типа IIa и алмазы типа Ia. Основные методы обработки следующие:

① Выбирайте алмазное сырье или необработанные камни, выбирая образцы с меньшим количеством трещин и включений.

② Определите скорость нагрева и давления, чтобы избежать быстрого нагрева, который может привести к хрупкому разрушению.

③ Достигните максимальной температуры и давления, поддерживая их в течение некоторого времени; условия температуры и давления варьируются для различных объектов обработки. Температура обработки алмазов типа Ia составляет около 2100℃. Давление составляет (6-7)x10⁹Па, с временем стабилизации 30 минут; алмазы типа IIa требуют немного более низкой температуры, около 1900℃, давления, аналогичного алмазам типа Ia, и более длительного времени стабилизации, требующего нескольких часов.

④ После обработки сначала снижайте давление, а затем медленно понижайте температуру, чтобы дать время вакансиям в кристаллической структуре реорганизоваться и стабилизироваться.

⑤ Удалите образец и заново отполируйте алмаз.

С помощью высокой температуры и высокого давления обрабатываются два основных типа алмазов: алмаз GE-POL от компании GE в США и алмаз Nova.

(2) Алмаз GE-POL

В бриллианте GE-POL используется новый метод обработки для оптимизации цвета - метод восстановления при высоких температурах и высоком давлении. Эта технология, разработанная американской компанией General Electric (GE), позволяет улучшить цвет бриллиантов в условиях высоких температур и высокого давления. Бриллиант называется GE-POL, потому что это новый продукт, эксклюзивно проданный израильской дочерней компанией POL в 1999 году. Технология предполагает обработку природных алмазов высокой температурой и давлением для улучшения их цветовой гаммы, как правило, на 4〜6 уровней. Необработанный алмаз должен иметь цвет J или выше и быть свободным от примесей, что позволяет отнести его к высокопористым алмазам типа IIa. Коричневые и серые алмазы типа IIa могут быть обработаны, чтобы стать бесцветными. В то же время бриллианты, обработанные с помощью HPHT, могут также углубить или изменить цвет, иногда получая светло-розовый или светло-голубой, достигая уровня фантазийных бриллиантов.

Идентификационные признаки бриллиантов GE-POL: Цвет обработанных бриллиантов в основном варьируется от D до G, со слегка мутноватыми и коричневыми или серыми оттенками. Под большим увеличением видна внутренняя текстура бриллиантов GE-POL, обычно с трещинами, похожими на перья, сопровождаемыми отражениями. Трещины часто выходят на поверхность бриллианта, в некоторых случаях наблюдаются зажившие трещины, спайность и включения аномальной формы. Некоторые обработанные алмазы демонстрируют необычно выраженную деформацию под ортогонально поляризованным светом, что приводит к аномальным явлениям тушения. При этом методе алмазы обрабатываются так же, как и природные, что делает их идентификацию относительно сложной. General Electric пообещала, что на всех бриллиантах, которые они обрабатывают, на поверхности пояса будет нанесена лазерная гравировка с надписью "GEPOL".

(3) Нова алмаз

Метод высокотемпературной и высоконапорной обработки превращает природные коричневые алмазы типа Ia в цветные бриллианты. Предыдущие исследования показывают, что окраска коричневых алмазов обусловлена дислокациями и связанными с ними точечными дефектами, возникающими в результате пластической деформации после формирования алмаза. В 1999 году американская компания Nova Diamond использовала технологию высокой температуры и высокого давления для обработки обычных коричневых алмазов типа Ia в яркие желто-зеленые бриллианты, также известные как бриллианты, улучшенные высокой температурой и высоким давлением, или бриллианты Nova.

Идентификационные характеристики алмаза Nova: Этот тип алмазов имеет желто-зеленый цвет, некоторые кристаллы содержат включения графита и поверхностные ямки травления. После обработки при высокой температуре и высоком давлении структура алмаза подвергается значительной пластической деформации, демонстрируя выраженную аномальную экстинкцию, сильную желто-зеленую флуоресценцию, сопровождаемую меловой флуоресценцией, и характерную спектральную линию 529 нм и спектральную линию поглощения 986 нм.

2.5 Комбинированное лечение

Комбинированная обработка бриллиантов включает в себя две ситуации: первая - объединение двух маленьких бриллиантов в более крупный бриллиант; вторая - использование бриллианта в качестве короны (или верхней части) и бесцветного прозрачного сапфира или стекла в качестве павильона (или нижней части), объединяя их вместе. При оправе часто используется метод паве, чтобы скрыть слой связки. Композитные бриллианты обладают следующими идентификационными характеристиками:

(1) Обратите внимание на характеристики совмещающей поверхности и возможные пузырьки;

(2) Блеск верхней и нижней частей композитного слоя, показатель преломления инкапсуляции и разница в светопропускании;

(3) Поместите образец в воду для тестирования, наблюдайте за явлением слоистости, с осторожностью используйте органическое масло для погружения, так как органическое вещество может растворить соединяющий слой и разделить две части;

(4) Обратите внимание на яркие композитные бриллианты круглой огранки; пропорции огранки и явления внутреннего полного отражения уступают природным бриллиантам.

Копирайт @ Sobling.Jewelry - Пользовательские ювелирные изделия производителя, OEM и ODM ювелирный завод

Хеман

Эксперт по ювелирным изделиям --- 12 лет богатого опыта

Привет, дорогая,

Я - Хеман, папа и герой двух замечательных детей. Я рад поделиться своим ювелирным опытом в качестве эксперта по ювелирным изделиям. С 2010 года я обслуживаю 29 клиентов со всего мира, таких как Hiphopbling и Silverplanet, помогая и поддерживая их в творческом ювелирном дизайне, разработке и производстве ювелирных изделий.

Если у вас есть какие-либо вопросы о ювелирной продукции, не стесняйтесь звонить или писать мне, и давайте обсудим подходящее решение для вас, и вы получите бесплатные образцы ювелирных изделий, чтобы проверить мастерство и качество ювелирных деталей.

Давайте расти вместе!

Добавить комментарий Отменить ответ

Категории ПОСТОВ

Нужна поддержка ювелирного производства?

Отправьте запрос в Sobling

Привет, дорогая,

Давайте расти вместе!

Следуй за мной

Почему стоит выбрать Sobling?

СЕРТИФИКАТЫ

Sobling соблюдает стандарты качества

Самые новые посты

① Плоский напильник; ② Полукруглый напильник; ③ Треугольный напильник; ④ Гладкий напильник; ⑤ Круглый напильник; ⑥ Игольный напильник

Что такое профессиональный ювелирный верстак и основные инструменты для изготовления ювелирных изделий? - Основные металлообрабатывающие инструменты для ювелирного мастерства

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 22 ноября, 2024

Откройте для себя основы ювелирного мастерства с помощью нашего руководства по профессиональным верстакам и необходимым инструментам. Идеально подходит для ювелиров, студий и дизайнеров. Узнайте все самое необходимое для создания высококачественных украшений на заказ.

Читать далее "

Рисунок 3-2 Ювелирный магазин Laofengxiang (1)

Что делает ювелирную выставку успешной: дизайн пространства и процесс оформления ювелирной экспозиции

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 10 апреля, 2025

Этот документ поможет ювелирным предприятиям и дизайнерам создать лучшие выставочные пространства. В нем рассказывается о том, как проектировать выставочные площади, организовывать пространство и планировать макеты. Также рассказывается о составлении планов этажей, выборе освещения и организации различных зон, таких как зоны продаж и отдыха. Документ полезен для ювелирных магазинов, брендов, дизайнеров и всех, кто продает ювелирные изделия.

Читать далее "

Шаг 08. Смешайте розовое маддер и фиолетовый для первого слоя цветных бриллиантов, сохраняя светлые тона.

Как создавать серьги, кольца, броши и браслеты: Пошаговое руководство

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 21 апреля, 2025

Узнайте, как создавать серьги, кольца, броши и браслеты. Получите советы по огранке и сочетанию таких материалов, как аметист, бриллианты, золото, гранат, рубин и розовый кварц. Выполните шаги по созданию чертежей для различных украшений. Идеально подходит для ювелирных магазинов, студий, брендов, дизайнеров и продавцов электронной коммерции.

Читать далее "

Рисунок 5-8-2 Кроваво-красный янтарь с масляной пропиткой

Что такое драгоценный камень янтарь? Путешествие через историю, науку и эстетику

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 16 октября, 2024

Откройте для себя древнюю историю использования янтаря в торговле и религии. Узнайте, как ухаживать за янтарем и проверять его качество. Это руководство идеально подходит для ювелирных магазинов, студий, брендов, розничных продавцов, дизайнеров, продавцов электронной коммерции и тех, кто изготавливает изделия на заказ для знаменитостей.

Читать далее "

Рисунок 2-3-94 Драгоценные камни развитой кристаллической системы (алмаз)

Всеобъемлющее руководство по кристаллическим свойствам драгоценных камней, включая цвета, блеск, прозрачность, люминесценцию, дисперсию, механические и физические свойства

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 22 октября 2024 года

Раскройте секреты цвета и игры света драгоценных камней с помощью нашего путеводителя. Узнайте, как образуются кристаллы и каковы их свойства, такие как прозрачность и твердость. Откройте для себя советы по идентификации драгоценных камней и расширьте свои знания о ювелирных украшениях для своего бизнеса или индивидуальных проектов. Идеально подходит для тех, кто знает толк в ювелирном деле, и для тех, кто любит блеск.

Читать далее "

Понятие, история и классификация оптимизационной обработки драгоценных камней

Что такое оптимизация лечения драгоценными камнями? Узнайте о ее понятии, истории и классификации

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 7 ноября, 2024

Эта статья посвящена концепции, истории и классификации оптимизации драгоценных камней. В ней объясняется, что драгоценные камни, обладающие естественной красотой и редкостью, могут быть улучшены для повышения их цвета и прозрачности с помощью различных методов обработки. В статье рассказывается о том, как эти методы обработки, от простого нагревания до более сложных химических процессов, развивались с течением времени. В ней также рассматриваются различные методы, используемые сегодня, с разделением их на изменение цвета, химическую обработку и физическое усовершенствование. Эти знания крайне важны для всех, кто работает в ювелирном бизнесе, от магазинов до дизайнеров, чтобы понимать ценность и подлинность драгоценных камней.

Читать далее "

Рисунок 2-2 Типичное оборудование, используемое в электропечи и реакторе высокого давления для выращивания кристаллов гидротермальным методом

Как производят синтетические драгоценные камни - 8 видов методов синтеза и подробности производственного процесса

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 5 ноября, 2024

Синтетические драгоценные камни совершают революцию в ювелирном мире, предлагая высококачественные альтернативы натуральным камням. Узнайте об их образовании, методах синтеза, таких как гидротермальный и флюсовый, и о том, как они меняют рынок. Незаменимая книга для тех, кто занимается ювелирным делом и стремится к инновациям и конкурентоспособности.

Читать далее "

Как делать отливку ювелирного воска и изготавливать модели для литья ювелирного воска?

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 3 января, 2025

Узнайте, как сделать идеальные восковые формы для литья ювелирных изделий. Получите советы по качеству воска, форме форм и устранению распространенных проблем. Отлично подходит для ювелиров, студий и всех, кто хочет создавать украшения на заказ. Ключевые термины: восковые формы, литье ювелирных изделий, качество воска, формы, общие проблемы, ювелиры, ювелирные изделия на заказ.

Читать далее "

Ювелирный завод, изготовление ювелирных изделий на заказ,Ювелирный завод Moissanite,Ювелирные изделия из меди,Полудрагоценные ювелирные изделия,Синтетические драгоценные камни,Пресноводный жемчуг,Стерлинговое серебро CZ ювелирные изделия,Полудрагоценные камни на заказ,Синтетические драгоценные камни ювелирные изделия

ИЗВЕСТНЫЕ ПРОДУКТЫ

категория товаров

категория материалов

Представление монокристаллов оптимизированных драгоценных камней, таких как сапфир, берилл и алмаз

Открытие монокристалла Оптимизация драгоценных камней, таких как сапфир, берилл и алмаз

Оптимизация и идентификация драгоценных камней сапфир и рубин корунд, драгоценные камни семейства бериллов и алмазы

Оглавление

Раздел I Сапфир и рубин корунд драгоценный камень

1. Геммологические характеристики драгоценных камней из корунда

Таблица 5-1 Цвета драгоценных камней корунда, полученные с помощью различных окрашивающих ионов

2. Оптимизация обработки и методы идентификации драгоценных камней корунда

2.1 Классификация методов оптимизации обработки драгоценных камней сапфира

Таблица 5-2 Классификация оптимизационных обработок для корундовых драгоценных камней

2.2 Метод термической обработки

(1) Чередование драгоценных камней корунда, содержащих ионы железа, с бесцветных и светло-желтовато-зеленых на желтые и оранжевые

(2) Цвет бесцветных или светло-голубых корундовых камней, содержащих ионы железа и титана, становится глубже, а цвет темно-синих корундовых камней - светлее.

(3) Устранение пурпурных и синих тонов в рубинах

(4) Устранение, выпадение в осадок и повторное образование звездообразных и волокнистых включений

① Для устранения астеризма и шелкоподобных включений

② Добыча звездного света:

③ Отдых в звездном свете:

(5) Знакомство с синтетическими моделями роста драгоценных камней, уменьшение напряжения и включения, похожие на отпечатки пальцев.

2.3 Метод облучения

① Оранжево-желтая ультрафиолетовая флуоресценция:

② Состав содержит мало или совсем не содержит ионов хрома.

③ Инфракрасный спектр поглощения:

④ Характеристики спектра поглощения в ультрафиолетовом и видимом диапазоне:

2.4 Рубиновая начинка

(1) Наполнение традиционными материалами

(2) Заполнение стекла с высоким содержанием свинца

① Способ наполнения:

② Метод обнаружения:

③ Ремонт стеклянного наполнителя:

2.5 Композитные камни и покрытия

2.6 Общие методы аддитивного подбора цвета

2.7 Выявление улучшенных продуктов

(1) Разломы в газожидкостных включениях

(2) Эрозия твердых включений

(3) Напряжение при термической обработке переломы

① Снежок:

② Бахромчатые переломы:

③ Разломы атоллов:

2.8 Диффузионный метод Сапфир

(1) Диффузионная обработка Драгоценные камни корунд

① Принцип диффузионной обработки:

② Процесс диффузионной обработки

③ Результаты диффузионной обработки:

④ Оценка драгоценных камней, прошедших диффузионную обработку

(2) Идентификация сапфиров, обработанных методом диффузии

① Однократное увеличение

② Наблюдение при погружении в масло:

(3) Механизм окраски и идентификационные признаки драгоценных камней из корунда с бериллиевой диффузией.

① Процесс диффузии бериллия в корундовых драгоценных камнях:

② Характеристики драгоценных камней из корунда с диффузией бериллия

③ Механизм окрашивания

(4) Бериллий улучшает характеристики и идентификацию драгоценных камней

① Цвет:

Таблица 5-3 Цвета, получаемые различными цветными сапфирами после диффузии ионов бериллия

② Инструментальный тест на концентрацию ионов бериллия

Раздел II Драгоценные камни семейства бериллов

1. Геммологические характеристики драгоценных камней семейства бериллов

Таблица 5-4 Взаимосвязь между цветом драгоценных камней берилла и содержащимися в них красящими ионами

2. Оптимизация обработки и методы идентификации драгоценных камней семейства бериллов

2.1 Метод термической обработки

(1) Формы ионов железа, присутствующих в берилле

(2) Условия термической обработки

2.2 Метод радиоактивного облучения

(1) Методы облучения и изменение цвета драгоценных камней

(2) Идентификационные характеристики облученного берилла

2.3 Некоторые методы подбора цвета по зависимостям

(1) Инъекционный метод заполнения

① Впрыскивание бесцветного масла:

② Цветной впрыск масла:

③ Обработка смолой:

(2) Крашение и окрашивание

(3) Субстрат

(4) Перерастание

(5) Покрытие

(6) Композит

Таблица 5-5 Общие методы оптимизационной обработки и идентификационные признаки изумрудов

① ⁶⁰Со-облучение: