Hur man skiljer äkta diamanter från förfalskningar: Den ultimata identifieringsguiden
Den professionellas guide till diamantverifiering: Från lyster till labbrown
Inledning:
Den här guiden ger juvelerare grundläggande tekniker för att identifiera diamanter. Lär dig att undersöka lyster, glöd och transparens och att använda verktyg som termiska testare på ett effektivt sätt. Upptäck viktiga skillnader mellan naturliga diamanter och syntetiska typer (HPHT/CVD), och identifiera behandlade diamanter genom laserborrning, frakturfyllning eller färgförbättring. Guiden omfattar även identifiering av simulanter som cubic zirconia och moissanite. Med hjälp av metoder från förstoring till UV-fluorescensobservation får du praktiska färdigheter för att verifiera diamanters äkthet. Viktig kunskap för smyckesproffs för att säkerställa produktintegritet och upprätthålla kundernas förtroende på dagens marknad.
CVD-syntetisk diamant och HPHT-syntetisk diamant
Innehållsförteckning
Avsnitt I Grund för identifiering av diamanter
(1) Identifiering av rådiamanter
Identifiering av rådiamanter kan baseras på observation med blotta ögat av en stark adamantinsk lyster, ett "gnistrande" bländande ytutseende, distinkta kristallvanor och ytmönster (krökta ytor, triangulära etsmärken, trappstegsformade tillväxtstrimmor), mycket hög hårdhet (H10), måttlig relativ densitet och observation av UV-fluorescens.
(2) Identifiering av polerade diamanter
① Observera lyster och eld. Diamanter har ett högt brytningsindex och en stark adamantinsk lyster; välpolerade diamanter reflekterar starkt och framstår som bländande. De har ett högt dispersionsvärde och god eld; en rund briljant med standardslipning uppvisar en mångfärgad, livlig men ändå mjuk diamanteld. Den blå komponenten är dominerande i diamanters eld och äkta regnbågsliknande diamanter med mångfärgad eld är sällsynta (fig. 3-1). Cubic zirconia (CZ) har en högre dispersion än diamant, så dess eld visar mer varierade färger och mer orange, vilket är särskilt märkbart i solljus (fig. 3-2).
Figur 3-1 En diamants briljans (glöd)
Figur 3-2 Eld (briljans) hos kubisk zirkonia (CZ)
② Insynstest. Placera diamanten med bordet nedåt och culetten (bottenspetsen) uppåt på ett papper som är markerat med en svart linje; om det är en diamant kommer den svarta linjen inte att synas. Observera dock att diamantsimulatorer med högt brytningsindex, t.ex. syntetiskt natriumstrontium och syntetisk rutil, också döljer linjen. Om den svarta linjen är synlig är stenen en annan simulant med lägre brytningsindex - ju lägre brytningsindex, desto lättare syns linjen (fig. 3-3). Eftersom diamanter vanligtvis slipas till en rund briljant och, om proportionerna är de rätta, nästan inget ljus passerar genom paviljongfacetterna, är linjerna på papperet inte synliga, utom i felaktigt slipade diamanter.
Denna identifieringsmetod gäller endast för diamanter med rund briljantslipning; den är inte lämplig för diamanter med andra slipningar. Om en vätska är fäst vid diamanten kommer den att vara ogenomtränglig för synen.
③ Oleofil test. Diamanter är oleofila och motstår att fuktas av vatten; eftersom diamanter starkt adsorberar oljor och fetter verkar de ha en oljig film efter att ha berörts för hand. När en oljebaserad penna dras över diamantens yta kan den lämna tydliga, kontinuerliga linjer. Om föremålet är en diamantimitation kommer ytan att visa separata små droppar snarare än kontinuerliga linjer.
(3) Egenskaper observerade under förstoring
① Egenskaper på ytan. Eftersom diamanter är extremt hårda är deras fasetter efter slipning och polering mycket plana och släta, och kantlisterna mellan fasetterna är raka och skarpa. De flesta imitationer har, på grund av lägre hårdhet, fasetter som är relativt mindre släta, med rundade eller trubbiga kanter, och kan till och med uppvisa många slag och flisor.
② Girdle-egenskaper. Diamanters gördlar kan delas in i tre typer: grovslipad gördel, polerad gördel och fasetterad gördel. En grovslipad gördel har ett grovt, icke-glänsande, frostat glasutseende; detta är den vanligaste gördelformen på färdiga diamanter. En polerad girdle är transparent och slät; en facetterad girdle har flera fasetter, slät och transparent, även om fasettstorlekarna vanligtvis är ojämna.
Imiterade gördlar kan också göras för att likna diamanter, men på grund av olika materialegenskaper lämnas de flesta obehandlade och har en grov, frostad glasgördel, och vissa visar ränder på gördeln; om ränder observeras på gördeln är det en imitation.
I runda briljantdiamanter kan fina hårfina sprickor bildas vid omkretsen, vanligen kallad "skäggig omkrets", om alltför stort tryck utövas under rundningsprocessen. Under slipning och polering, för att maximera den bibehållna vikten, lämnas ofta några av de ursprungliga kristallytorna (naturliga fasetter) kvar under omkretsen; dessa kan visa stegliknande eller triangulära tillväxtlinjer eller klyvningsplan.
③ Egenskaper för att ingå i studien. Diamanter innehåller vanligen karakteristiska naturliga mineralinneslutningar, medan simulanter kan innehålla runda gasbubblor. Genom att observera en diamants inneslutningar kan man exakt skilja diamanter från deras imitationer, naturliga diamanter från syntetiska diamanter och diamanter som har genomgått förbättringar. Dubbelbildsfenomen som ses i mikroskop kan också skilja diamanter från färglös zirkon, sphen, syntetisk kiselkarbid (även kallad moissanit) och liknande.
(4) Provare för termisk konduktivitet med diamant
Testet av diamanters värmeledningsförmåga bygger på principen att diamanter leder värme extremt snabbt; det kunde en gång i tiden exakt avgöra om en testad ädelsten var en diamant. I mitten av 1990-talet dök syntetisk kiselkarbid upp som en diamantsimulator med en värmeledningsförmåga som liknar diamantens; om ett prov klarar en värmetestare och dessutom visar dubbla bilder av fasettövergångar är det syntetisk kiselkarbid. De utmärkande egenskaperna hos dessa två ädelstenar framgår av tabell 3-1.
Tabell 3-1 Identifierande egenskaper hos diamanter och syntetisk kiselkarbid
| Ädelstenens namn | Brytningsindex | Birefringence | Specifik gravitation | Dispersion | Hårdhet | Övriga egenskaper |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Diamant | 2.417 | Isotropisk, uppvisar avvikande | 3.52 | 0.44 | 10 | Adamantinsk lyster, skarpa fasettkanter och skärningar |
| Syntetisk kiselkarbid (SiC) | 2.648 ~ 2.691 | Hög dubbelbrytning (0,043) | 3.22 | 0.104 | 9.25 | Tydlig fördubbling av fasettkanten, vita trådliknande inneslutningar, värmeledningsförmåga nära diamant |
Avsnitt II Identifiering av optimerade diamanter
(1) Identifiering av färgförändrade diamanter genom bestrålning
På 1950-talet, när man använde tillförlitliga bestrålningskällor som reaktornutroner och högenergetiska elektroner från cyklotroner, dök det upp flera bestrålade gröna diamanter på marknaden. Att hitta metoder för att identifiera dessa diamanter blev därmed ett forskningsämne för gemologer, och de flesta identifieringsmetoder har främst baserats på onormala färgfördelningsegenskaper. Eftersom bestrålningsstrålarna har begränsad penetration uppvisar diamanter som behandlats med denna metod ofta den så kallade "paraplyeffekten" nära culetten (nedre spetsen).
Bestrålning kan ge diamanter i stort sett vilken färg som helst, men färgerna är instabila och kräver ofta efterföljande värmebehandling. I bestrålade diamanter är isolerade vakansdefekter den främsta orsaken till grönfärgning. Men om diamanten innehöll lite gult före behandlingen kan den bli blå efter behandlingen. När temperaturen värms upp till cirka 600 ℃ kommer vakanser i diamantgitteret att migrera och kan kombineras med kväverelaterade defekter för att bilda kväve-vakanscentra (N-V). Dessa N-V-centra uppvisar vanligtvis absorptionslinjer (band) i det synliga området, vilket ger diamanten färg. Beroende på diamantens typ och egenskaper före behandlingen, den använda bestrålningskällan samt värmebehandlingens temperatur och varaktighet kan behandlade diamanter uppvisa en mängd olika färger; vissa spektrala egenskaper hos diamanten kan också produceras eller förändras. Genom att studera dessa spektrala egenskaper kan tillförlitliga identifieringsmetoder utvecklas. I synnerhet är undersökning av absorptionsspektralegenskaper från ultraviolett till mitten av infrarött ett typiskt tillvägagångssätt för att studera sådana behandlade diamanter, och spektroskopiska studier av prover vid flytande kvävetemperatur kan också ge känsligare och mer kritiska identifieringsegenskaper.
Diamanter med låg färgklassificering eller bleka diamanter kan färgbehandlas genom bestrålning och upphettning för att få fram mer levande färger, vilket ökar diamantens färgmättnad och därmed höjer dess värde. De vanligaste färgerna som erhålls genom bestrålning och upphettning är: grön, gul, rosa och brun. Deras huvudsakliga kännetecken är följande.
① Egenskaper för färgfördelning. Naturligt färgade diamanter uppvisar färgzoner som är linjära eller triangulära, med färgzonerna parallella med kristallytorna. Artificiellt färgbehandlade diamanter har färg som är begränsad till ytorna på den fasetterade stenen; färgzonernas position och form beror på slipformen och strålningsriktningen. När paviljongen på en rund briljant diamant bombarderas kan man genom bordet se den färg som uppstår genom bestrålningen, fördelad runt paviljongen i ett paraplyliknande mönster (fig. 3-4).
② Egenskaper för absorptionsspektrum. Absorptionsspektra för gula och bruna diamanter som behandlats med strålning och värme visar en absorptionslinje i det gula området (594 nm) och flera absorptionslinjer i det blågröna området (504 nm, 497 nm). Bestrålningsbehandlade diamanter i den röda serien uppvisar ofta orangeröd UV-fluorescens, med en fluorescenslinje (ljus linje) på 570 nm i det synliga spektrumet och en absorptionslinje på 575 nm; i de flesta fall åtföljs dessa av en absorptionslinje på 610 nm, 622 nm och 637 nm.
③ Egenskaper för konduktivitet. Naturliga blå diamanter är ledande på grund av borföroreningar, medan blå diamanter som framställts genom bestrålning inte är ledande.
(2) Identifiering av fyllda diamanter
Genom att fylla diamantsprickor med glas med högt brytningsindex kan man förbättra diamantens klarhetsgrad och därmed öka dess värde. Fyllningsprocessen utförs i vakuum och blyglas med högt brytningsindex sprutas in i sprickor som sträcker sig till diamantens yta, vilket i viss mån kan dölja inre sprickor. De viktigaste identifieringsegenskaperna är följande.
① Observation med mikroskop. Fyllda sprickor kan uppvisa en tydlig blinkande effekt; under mörkfältsbelysning är de vanligaste blinkande färgerna orange-gul, purpurröd och rosa, följt av rosa-orange (Fig. 3-5). Vid ljusfältsbelysning är de vanligaste färgerna på blixtarna blågrön, grön, gulgrön och gul. Olika delar av samma fraktur kan visa olika blixtfärger, och blixtfärgen på en fylld fraktur kan ändras när provet roteras. Ibland kan man också se flödesliknande texturer och tillplattade gasbubblor i sprickan.
② Röntgenradiografi. Röntgenradiografi kan ge en definitiv slutsats om en fylld diamant, och den kan också bestämma omfattningen av fyllningsbehandlingen och fyllningsmaterialet, liksom platser som skadats av uppvärmning under smyckesreparation. Under röntgenexponering framstår diamanten som mycket transparent, medan fyllnadsmaterialet är nästan ogenomskinligt (innehåller element som Pb, Bi etc.). Det fyllda området framträder med en vit kontur på fotografiet i genomljus.
(3) Identifiering av laserborrade diamanter
Laserborrade diamanter är diamanter som har genomgått laserborrning för att avlägsna svarta eller mörka inneslutningar för att förbättra klarheten. Under 10x lupp eller mikroskopundersökning är sådana behandlade diamanter i allmänhet inte svåra att identifiera; deras huvudsakliga kännetecken är följande.
① Observera den ojämna "gropen" vid laserns ingångshål på diamantytan.
② Rotera diamanten och observera de linjära laserkanalerna (fig. 3-6). Laserkanalerna sticker ut på grund av kontrasten, eftersom fyllnadsmaterialets brytningsindex, transparens och färg skiljer sig från diamantens.
③ Färgen och glansen på det material som fyller laserhålen skiljer sig från den omgivande diamanten.
(4) Identifiering av ytbelagda diamantfilmer
Diamantfilmer är polykristallina material som består av kolatomer med en diamantliknande struktur och med diamantens fysikaliska, kemiska och optiska egenskaper. Naturliga diamanter är enkristallina, medan diamantfilmer är polykristallina; deras tjocklek är i allmänhet tiotals till hundratals mikrometer och kan vara så tjock som en millimeter. De viktigaste identifierande egenskaperna är följande.
① Observera ytegenskaperna hos diamanter med belagda diamantfilmer. Under mikroskopförstoring visar de en kornig struktur, som inte förekommer i naturliga diamanter. Om en färgad beläggning har applicerats kan diamanten placeras i metylenjodid för observation; en interferensfärg kommer att visas på diamantens ytskikt.
② Mätning med Raman-spektrometer. Den karakteristiska absorptionstoppen för naturliga diamanter ligger vid 1332 cm-1Eftersom diamant är en enda kristall är toppens bredd på halva höjden smal. Diamantfilmer av hög kvalitet har karakteristiska absorptionstoppar nära 1332cm-1med en relativt bredare halvhöjdsbredd. Diamantfilmer av dålig kvalitet uppvisar stora toppfrekvensförskjutningar och minskad intensitet.
(5) Multiprocessbehandlade färgade diamanter
Multiprocessbehandlade diamanter använder i själva verket flera behandlingsmetoder kombinerade på samma diamant för att ändra dess färg och klarhet. Multiprocessbehandlingar av diamanter förekom för första gången på 1990-talet och omfattade ursprungligen flera klarhetsbehandlingar, t.ex. laserborrning följt av glasfyllning längs laserkanalerna. Från slutet av 1990-talet till början av 2000-talet, med framväxten och mognaden av högtrycksbehandling med hög temperatur (HPHT) och bestrålning plus högtemperaturtekniker, användes kompositmetoder med flera processer gradvis för att ändra diamantfärg. Sedan 2002 har utländska gemmologiska laboratorier successivt rapporterat studier om gula diamanter, rosa-röda diamanter och orange till orange-röda diamanter som först HPHT-behandlats och sedan utsatts för bestrålning plus lågtemperaturglödgning. De typer av multiprocessbehandlade diamanter som för närvarande förekommer nationellt och internationellt är ungefär följande
① Orangeröda, rosaröda diamanter behandlade genom flera processer med högt tryck, hög temperatur och glödgning med strålning. Sedan 2005 har en typ av orangeröda och rosaröda diamanter successivt dykt upp på utländska smyckesmarknader. Behandlingsmetoden för dessa färgade diamanter skiljer sig från traditionell HPHT-behandling och bestrålning-plus-glödgning; de genomgår en kombinerad, överlagrad behandling av högtrycks-, högtemperatur- och bestrålningsglödgning. På den internationella marknaden brukar de s.k. multiprocessbehandlade färgade diamanterna hänföras till denna typ. Deras behandling består huvudsakligen av två steg: det första steget är HPHT-behandling av bruna diamanter av typ Ia och IIa, avsedd att generera isolerade kväveatomer under HPHT-förhållanden och att avlägsna bruna toner orsakade av plastdeformation och andra faktorer relaterade till brunfärgningen; det andra steget är bestrålningsglödgning av diamanterna med isolerade kväveatomer för att producera centra som N-V, H3, H4 och andra gitterdefekter. Diamanter som behandlas genom flera processer uppvisar rosa, orangeröda eller röda färger, eftersom de innehåller starka defekter som N-V-centret (den specifika färgen varierar beroende på diamanttypen före behandlingen och behandlingsförhållandena).
De viktigaste identifieringsfunktionerna för denna typ av behandlad diamant är: under mikroskopet kan man ibland se färgkoncentration i paviljongen, och deras mineralinneslutningar har ofta skivliknande sprickor; under ultraviolett belysning kan orange, orange-röd eller orange-gul fluorescens observeras, särskilt när paviljongen är orienterad uppåt, vilket gör detta fenomen mer uppenbart (Figur 3-7); spektroskopiskt, karakteristiska toppar av absorptionstopparna (1344cm-1) och GR1-centrum (741 nm) absorptionstopp och N-V-centrum (637, 575 nm), etc. orsakade av isolerat kväve, kan ofta detekteras.
② Färgade diamanter behandlade genom flera processer av HPHT och sprickfyllning. De viktigaste kännetecknen för identifiering av denna typ av diamant är: under mikroskopisk observation finns uppenbara sprickor; under mörkfältsbelysning kan gröna och lila blixtar ses i sprickorna, vilket indikerar förekomsten av glasfyllning i sprickorna; under långvågigt ultraviolett ljus är den utsända fluorescensen starkare än den under kortvågigt ultraviolett ljus, och spektroskopiska egenskaper upptäcker den isolerade kväveabsorptionstoppen (1344cm-1) som framställts genom HPHT-behandling.
③ Färgade diamanter som utsatts för flerstegsbehandlingar med ytbeläggning och frakturfyllning. Under de senaste åren har en ny typ av "färgad diamant" som behandlats genom beläggning med nanopartiklar av metaller eller föreningar som deltar i färgningen dykt upp på den internationella diamantmarknaden; dessa färger är relativt enhetliga och rimligt stabila. De viktigaste kännetecknen för identifiering av dessa diamanter: under ett mikroskop kan beläggningsspår ibland ses på paviljongen; under differentiell interferenskontrastmikroskopi kan repor, vita fläckar, fläckar, områden med filmavlossning och andra beläggningsspår tydligt observeras; med hjälp av kemisk sammansättningsanalys med röntgenfluorescens kan metallelement som Au, Ag, Al, Ti och Fe och elementet Si detekteras. För identifiering av denna typ av diamant är det viktigaste att noggrant inspektera paviljongen för beläggningsspår och att kontrollera frakturer för eventuella gnistrande fenomen under mikroskopisk mörkfältsbelysning.
Copywrite @ Sobling.smycken - Anpassad smyckestillverkare, OEM och ODM smyckesfabrik
Avsnitt III Identifiering av syntetiska diamanter
(1) Identifiering av syntetiska diamanter
Eftersom syntetiska diamanter och naturliga diamanter har identisk kemisk sammansättning, kristallstruktur och fysiska egenskaper kan de inte skiljas åt med blotta ögat. De kan endast särskiljas i laboratorier utrustade med avancerade specialinstrument genom noggranna tester. Eftersom syntetiska diamanter och naturliga diamanter bildas under olika förhållanden finns det vissa skillnader i vissa gemologiska egenskaper jämfört med naturliga diamanter. Därför är identifiering möjlig när förhållandena tillåter. Se tabell 3-2 för specifika identifieringsegenskaper.
Tabell 3-2 Identifieringstabell för naturliga diamanter och syntetiska diamanter
| Funktion | Naturlig diamant | HPHT Syntetisk diamant | CVD Syntetisk diamant |
|---|---|---|---|
| Färg | Färglös, med gula toner, bruna toner, gråtoner, rosa, röd, gul, blå, grön etc. | Nära färglös, ljusgul, gul till brun, till och med blå | Mörkbrun och ljusbrun, nästan färglös med en lätt gråaktig ton (G-H-färg), blå |
| Kristallvana | Vanlig oktaeder, rundade kanter, kristallytor har ofta grova, krökta ytor; trigonala tillväxtmönster, ytetsningsdetaljer eller tillväxtsteg kan ses. | Kuboid-oktaedriska kombinationer; kristallytorna uppvisar ofta bladnervliknande, dendritiska eller nodulära ytdetaljer; vissa kristaller kan uppvisa frökristaller. | Tabulära kristaller |
| Inkluderingar | Inneslutningar av naturliga mineralkristaller, t.ex. diamant, kromdiopsid, pyrop, grafit, olivin, spinell etc. (Figur 3-9) | Plattliknande, stavliknande, nålliknande metalliska inneslutningar (Figur 3-10) | Oregelbundna mörka inneslutningar, punktformiga inneslutningar, fjäderliknande sprickor (Figur 3-11) |
| Tillväxtmönster | Raka, linjära mönster | "Timglasformade" tillväxtmönster, oregelbunden färgzonering. Ojämn färgfördelning. | Parallella färgband, skiktad tillväxtstruktur som är karakteristisk för denna syntesmetod |
| UV-fluorescens | Kan visa olika färger, mestadels blåvit, grön, gul eller inert; fluorescens är starkare under långvågig UV än kortvågig UV (Figur 3-12) | Ofta inert under långvågig UV; visar tydlig zonindelning under kortvågig UV, med ingen till måttlig fläckvis gul, orangegul, gröngul fluorescens; kan ha fosforescens. | Typisk orange, eller gul, gulgrön fluorescens under både lång- och kortvågig UV; kortvågig fluorescens är starkare än långvågig |
| Diamond View™ Fluorescens | Fluorescensen är blå, med slutna tillväxtmönster (Figur 3-13) | Fluorescensen är grön, med fläckiga geometriska mönster (Figur 3-14) | Fluorescensen är ljust grönblå och visar interna serier av parallella strukturella tillväxtlinjer (Figur 3-15) |
| Katodoluminescens | Visar relativt enhetlig medelstark blå - gråblå fluorescens och visar regelbunden eller oregelbunden tillväxtzonering (Figur 3-16) | Har regelbundna geometriska mönster; olika tillväxtzoner avger olika fluorescensfärger (Figurerna 3-17, 3-18), huvudsakligen gulgrön fluorescens; zonindelad tillväxtstruktur är ofta synlig inom tillväxtsektorerna. | |
| Magnetism | Attraheras inte av magneter | Vissa med större metalliska inneslutningar kan attraheras av magneter | |
| Absorptionsspektrum | De flesta färglösa till snygga ljusgula diamanter visar absorptionslinjen 415 nm. | Saknar absorptionslinjen 415 nm. | |
| Avvikande dubbelbrytning | Komplexa, oregelbundna band-, mosaik- eller korsformade mönster. | Mycket svag, relativt enkel, framträder som korsformade ljusa band | Stark avvikande utrotning. |
| Typ av diamant | Mestadels typ I a (innehåller aggregerat kväve) | De flesta syntetiska diamanter är av typ I b (innehåller enstaka kväveatomer) | Typ II a (innehåller inget kväve) |
Figur 3-10 Vätskeinneslutningar av järn-nickel i syntetisk diamant vid HPHT
Figur 3-11 Svarta kolhaltiga inneslutningar i CVD-syntetisk diamant
Figur 3-13 Fluorescens och texturer av sluten typ hos naturliga diamanter under Diamond ViewTM
Figur 3-14 Fluorescens och melerad geometrisk bandning av HPHT under Diamond ViewTM
Figur 3-15 Fluorescens och texturer för skiktad tillväxt av CVD-syntetiska diamanter under Diamond ViewTM
Figur 3-16 Katodoluminescensbild av en naturlig diamant
Figur 3-17 Katodoluminescensbild av en syntetisk diamant från HPHT
Nästan kvadratiska geometriska mönster eller olika tillväxtzoner avger fluorescens i olika färger
Figur 3-18 Katodoluminescensbild av en HPHT-syntetisk diamant
Oktaedriska tillväxtzoner bildar en korsformad korsning
(2) Färgförändringsbehandlingar av syntetiska diamanter
Under de senaste åren har rosa behandlade CVD-syntetiska diamanter dykt upp på marknaden. Utgångsmaterialet för dessa rosa diamanter är CVD-syntetisk diamant; deras färg produceras genom högtrycks-, högtemperaturbehandling eller bestrålningsbehandling. Deras korn är i allmänhet mindre än 1ct, och den stora majoriteten är 0,02 ~ 0,30ct.
Det finns två huvudorsaker till att diamanter ser rosa ut: ett absorptionsband vid 550 nm och bildandet av N-V-centra i diamanten som producerar rosa. Absorptionsbandet ger huvudsakligen upphov till färgen på naturligt rosa diamanter vid 550 nm, medan N-V-centra i diamanten huvudsakligen ger upphov till färgen på behandlade rosa diamanter. Olika behandlingstekniker kan göra diamanter rosa till röda. När det finns isolerade kväveatomer i diamanten kan högenergibestrålning (t.ex. elektronbestrålning) plus värmebehandling vid lägre temperatur producera centra. Oavsett om det gäller syntetiska HPHT-diamanter eller syntetiska CVD-diamanter innehåller de vanligen små mängder isolerade kväveatomer; dessa syntetiska diamanter kan också behandlas för att erhålla rosa-röda diamanter. Genom att kontrollera tätheten av N-V-centra kan en rad svagt rosa till djupt rosa diamanter framställas. De flesta av dessa behandlade diamanter har en lila-orange-gul ton; rent rosa eller till och med röda är sällsynta. Dessa rosa diamanter är instabila i ultraviolett ljus och uppvisar fotokromiska egenskaper: när de utsätts för en UV-ljuskälla uppvisar diamanterna en uttalad blekning. Denna blekning återgår oftast till sin ursprungliga färg efter att ha avlägsnats från UV-källan och värmts upp i flera minuter. Vissa rosa diamanter som blekts av UV-strålning är svårare att återfå. Vid identifiering bör därför UV-ljuskällor undvikas så mycket som möjligt. De mest typiska kännetecknen för denna typ av diamant är: ultraviolett-synligt absorptionsspektrum, infrarött absorptionsspektrum och fotoluminescensspektrum, relativt starkt 595 nm, GR1-centrum (741 nm) och N-V-centrum (637, 575 nm) och relativt svagt H1a-centrum (1450 cm-1), ensamt kväve (1344cm-1) och andra absorptionstoppar kan ses; när högtemperatur- och högtrycksbehandlingstemperaturen överstiger 2200 ℃ kan en absorptionstopp relaterad till väte ses i dess infraröda spektrum vid 3107 cm-1och ibland en absorptionstopp vid 3123cm-1 kan observeras. Dessutom uppvisar syntetiska CVD-diamanter ibland [Si-V]-defekter, vilket manifesteras som en dubbel absorptionstopp vid 736,6 nm och 736,9 nm i fotoluminescensspektrumet.
Avsnitt IV Identifiering av diamanter och diamantsimulatorer
(1) Huvudsakliga typer av diamantsimulatorer
Moderna material som används för att förfalska diamanter och göra simulerade diamantsmycken är huvudsakligen olika typer av konstgjorda syntetiska material. De dök upp på smyckesmarknaden i början av 1900-talet. De artificiella kristaller som användes för att imitera diamanter var färglösa safirer och spineller som syntetiserades med flame-fusion-metoden. Båda dessa simulanter har relativt hög hårdhet, men deras brytningsindex och dispersionsvärden är lägre än diamantens; när de skärs i diamantfasetteringsstilar är deras ytglans relativt svag och deras eld är också svag. De används nu sällan som diamantsimulanter. Färglös syntetisk safir har dock hittat en ny användning inom klocktillverkningsindustrin och kallas "aldrig slitande klockkristall".
År 1947 framställdes syntetisk rutil genom flame-fusion med ett mycket högt brytningsindex och en mycket hög dispersion; dispersionen är sex gånger högre än för diamant. Efter slipning och polering uppvisar den extremt stark eld och är mycket vacker, men den skiljer sig mycket från en diamant. Dess största nackdel är dess låga hårdhet, med en Mohs-hårdhet på endast cirka 6,5, vilket gör det olämpligt för smycken. Som ett resultat blev detta material inte en viktig diamantsimulant. På dagens smyckesmarknad är syntetiska rutilsimulanter nu svåra att hitta.
År 1953 syntetiserade flame-fusion strontiumtitanat, ett material med både högt brytningsindex och dispersion, som introducerades och kallades "Fabulite". Dess brytningsindex är 2,40 och dess dispersion är 0,19, ungefär fyra gånger diamantens; efter skärning var dess utseende som en diamantsimulant närmare diamant än syntetisk rutil. Strontiumtitanatets hårdhet förblev dock för låg, med en Mohs-hårdhet på endast cirka 5,5. Det är nu sällan man ser det på marknaden.
Yttrium aluminium granat (YAG) dök upp på smyckesmarknaden 1960 och var en vanlig diamantsimulator vid den tiden. Dess Mohs-hårdhet är ca 8, vilket är relativt högt. Dess brytningsindex är dock endast 1,83 och dess dispersion endast 0,028, båda lägre än diamanter, så dess briljans och eld efter slipning är långt ifrån diamanter. För närvarande är det relativt ovanligt på marknaden.
Gadolinium gallium granat (GGG) har ett brytningsindex på 1,970 och en dispersion på 0,045, vilket är ganska nära diamantens. När den fasetteras till en standard briljantslipning har den ett utseende som liknar en diamant; dess Mohs-hårdhet är 6,5. GGG blir dock brun och får snöflingeliknande vita inneslutningar när den utsätts för ultraviolett ljus. Detta fenomen kan också framkallas av den ultravioletta komponenten i solljus, vilket begränsar användningen av detta material för tillverkning av diamantsimulanter.
Cubic Zirconia (CZ) har ett brytningsindex på 2,15 och en dispersion på 0,060, nära diamant; det är också relativt hårt, med en Mohs-hårdhet på 8,5, och det polerar och skär bra. År 1976 introducerade Sovjetunionen färglös kubisk zirkonia på marknaden som en diamantsimulator, och den ersatte snabbt andra typer av simulatorer och blev den mest populära diamantimitationen. När CZ slipas till en standardbriljant liknar briljansen och glöden hos en diamant, vilket gör den till en av de bästa diamantsimulatorerna. Simulanter tillverkade av kubisk zirkonia kallas ibland felaktigt för "rysk diamant" eller "sovjetisk diamant".
Syntetisk kiselkarbid (SiC), kommersiellt känd som moissanit, har ett brytningsindex på 2,648~2,691 och en dispersion på 0,104, båda högre än för kubisk zirkonia. Dess yta uppvisar samma adamantinska lyster som diamant och den är ännu hårdare, med en Mohs-hårdhet på upp till 9,25. När den slipas till en standardbriljant är dess eld starkare och dess utseende ligger närmare diamant än någon tidigare simulant. I juni 1998 introducerade det amerikanska företaget C3 den på marknaden som en ny diamantsimulator. Eftersom den syntetiska kiselkarbidens olika egenskaper ligger närmare diamant än kubisk zirkonia - särskilt dess utmärkta värmeledningsförmåga, som gör att den reagerar som diamant på termiska diamanttestare - är syntetisk kiselkarbid (moissanit) för närvarande den bästa diamantsimulatorn som finns på smyckesmarknaden.
Även om det finns många olika sorters diamantsimulatorer skiljer de sig fortfarande från diamanter på många sätt. För en erfaren juvelerare eller värderingsman är det inte svårt att urskilja dem under 10x förstoring eller med hjälp av enkla metoder. Även när de redan är infattade i smycken är detta fortfarande inte svårt att göra. Att exakt identifiera den specifika typen av simulerande material är dock inte lätt och kräver ytterligare studier.
(2) Identifiering av diamantsimulanter
Faktum är att varje nytt simuleringsmaterial har vissa egenskaper som liknar aspekter av diamanter. Om man inte känner till egenskaperna och kännetecknen hos simulerande material och saknar färdigheter för att känna igen dem, är det lätt att förväxla dem med diamanter. Identifieringen baseras huvudsakligen på deras fysiska och optiska egenskaper. Egenskaperna hos diamanter och simulerande material visas i tabell 3-3.
Tabell 3-3 Egenskaper hos diamanter och simulatorer
| Ädelstenens namn | Brytningsindex | Birefringence | Specifik gravitation | Dispersion | Hårdhet | Övriga egenskaper | Anmärkningar |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Diamant | 2.417 | Isotropisk, uppvisar anomal dubbelbrytning | 3.52 | 0.044 | 10 | Adamantinsk lyster, skarpa fasettkanter och spetsiga skärningspunkter | |
| Syntetisk moissanit (SiC) | 2.648～2.691 | 0.043 | 3.22 | 0.104 | 9.25 | Tydlig fördubbling av fasettkanten, vita trådliknande inneslutningar, värmeledningsförmåga nära diamant | |
| Kubisk zirkonia (CZ) | 2.09～2.18 | Isotropisk | 5.60～6.0 | 0.060 | 8.5 | Stark dispersion, gasbubblor eller flödesinneslutningar; fluorescerar orangegult under kortvågig UV | Hög specifik gravitation |
| Bariumtitanat | 2.409 | Isotropisk | 5.13 | 0.190 | 5.5 | Extremt stark dispersion, låg hårdhet, lätt repad, innehåller inneslutningar av gasbubblor | |
| Gadolinium Gallium Granat (GGG) | 1.970 | Isotropisk | 7.00～7.09 | 0.045 | 6.5～7 | Mycket hög specifik vikt, låg hårdhet, innehåller ibland bubblor | |
| Yttrium Aluminium | 1.833 | Isotropisk | 4.50～4.60 | 0.028 | 8～8.5 | Svag dispersion, kan innehålla bubblor | |
| Scheelit | 1.918 ~ 1.934 | 0.016 | 6.1 | 0.026 | 5 | Hög specifik vikt, låg hårdhet | |
| Zirkon | 1.925 ~ 1.984 | 0.059 | 4.68 | 0.039 | 7.5 | Tydlig fördubbling av fasettkanten, slitna fasettkanter, 653,5 nm absorptionslinje | Uppenbar dubblering av fasettkanten kan observeras. |
| Syntetisk rutil | 2.616 ~ 2.903 | 0.287 | 4.6 | 0.330 | 6.5 | Extremt stark dispersion, relativt låg hårdhet, mycket tydlig dubbelbrytning, kan innehålla inneslutningar av gasbubblor | |
| Färglös safir | 1.762 ~ 1.770 | 0.008 ~ 0.010 | 4.00 | 0.018 | 9 | Dubbelbrytning inte uppenbar | Brytningsindex och dubbelbrytning kan mätas med hjälp av en refraktometer. |
| Syntetisk spinell | 1.728 | Isotropisk, uppvisar anomal dubbelbrytning | 3.64 | 0.020 | 8 | Oregelbundet formade inneslutningar av gasbubblor; fluorescerar blåvitt under kortvågig UV | |
| Topas | 1.610 ~ 1.620 | 0.008 ~ 0.010 | 3.53 | 0.014 | 8 | Svag dispersion, dubbelbrytning inte uppenbar | |
| Glas | 1.50 ~ 1.70 | Isotropisk, kan uppvisa avvikande dubbelbrytning | 2.30 ~ 4.50 | 0.031 | 5 ~ 6 | Inneslutningar av gasbubblor och virvelmärken; låg hårdhet, repas lätt; vissa typer är självlysande |
Eftersom diamanter är extremt dyrbara är det mycket viktigt att känna till de grundläggande egenskaperna hos diamanter och simulanter och att genomföra omfattande analyser, jämförelser och forskning. Även om de grundläggande egenskaperna och identifieringskriterierna för diamanter inte helt kan tillämpas på alla ädelstenar som liknar den och deras imitationer, finns det alltid 1 ~ 2 föremål som spelar en ledande roll eller som i praktiken har visat sig vara effektiva identifieringsfunktioner. Genom att jämföra olika egenskaper hos olika imitationer kan man därför alltid skilja dessa imitationer från diamanter.
Skillnaden mellan diamanter och kubisk zirkonia (CZ) är att den senare har lägre hårdhet, högre densitet och mycket lägre värmeledningsförmåga än diamanter, så de är lätta att skilja åt med en diamantvärmetestare. För monterade stenar kan andningstestet skilja dem från diamanter: efter att ha andats på kubisk zirkoniumoxid avdunstar "dimman" långsammare än på en diamant.
Diamanter är mest lika syntetisk kiselkarbid (moissanit); båda kan registreras på en termisk diamanttestare, men syntetisk kiselkarbid (moissanit) har stark dubbelbrytning och kan särskiljas från diamanter genom att observera dubbla bilder och vita linjära inneslutningar.
Diamanter delar också många likheter med zirkon, men zirkon är enaxlig och visar distinkta dubbelbilder, har lägre spridning än diamant, uppvisar relativt svagare eld efter skärning, lägre hårdhet än diamant och en uttalad "pappersetsningseffekt".
Både diamant och spinell tillhör det isometriska kristallsystemet och är homogena, men de skiljer sig åt genom att spinell har lägre hårdhet, brytningsindex och dispersion än diamant, vilket ger märkbart svagare eld än diamant.
Skillnaden mellan diamant och syntetisk rutil är att rutil innehåller sfäriska gasbubblor; dess densitet, brytningsindex och dispersion är alla högre än diamantens - särskilt dess mycket höga dispersionsvärde - så efter slipning visar den mycket starkare eld än diamant.
Skillnaden mellan diamant och strontiumtitanat är att strontiumtitanat under lupp saknar diamantens briljans, ser nästan smörig ut och har sfäriska inneslutningar av gasbubblor; under UV-ljus uppvisar strontiumtitanat ingen fluorescens, men dess dispersionsvärde är högre än diamantens, vilket ger en stark eld efter slipning. Dess hårdhet är mycket lägre än diamanters, så efter att ha använts under en tid blir fasettkanterna rundade och dess densitet är större än diamanters.
Diamant och yttriumaluminiumgranat (YAG) ser likadana ut, men YAG har lägre hårdhet, lägre brytningsindex och lägre dispersion än diamant, så dess brand efter skärning är relativt svag och dess densitet är mycket högre än diamantens. Skillnaden mellan diamant och gadolinium gallium granat (GGG) är att GGG avger stark orange till orangeröd fluorescens under kortvågigt UV-ljus och visar ingen fluorescens under långvågigt UV. Den har också lägre hårdhet, högre densitet och innehåller triangulära tabulära inneslutningar och små sfäriska gasbubbelinneslutningar.
