szintetikus

IGE cikk: Szintetikus gyémántok azonosítása alapvető gemológiai módszerekkel

Egor Gavrilenko, Geológia doktor, a spanyol gemológiai intézet drágakőelemző és tanúsító laboratóriumának igazgatója

Bevezetés

A szintetikus gyémántok kezdenek belépni az ékszer kereskedelembe. Míg a rubinnak, a zafírnak és a smaragdnak már évtizedek óta megvannak a szintetikus analógjai, addig a gyémánt minőségi, méretbeli és árú gyártása hosszabb időt igényelt a laboratóriumban, amely alkalmas ékszerekben való felhasználásra. De azért vannak itt, hogy maradjanak. A természetben a szénforrások kimeríthetetlenek, és csak némi energia szükséges ahhoz, hogy atomjaik megfelelően összekapcsolódjanak, és a bőséges grafittól a nagyra értékelt gyémántig váljanak. Jelenleg a szintetikus gyémántok ára már jóval a természetesek alatt van, bár ezek értéke még mindig magasabb, mint az utánzatoké, mint például a cirkon vagy a moissanit. A technológiai módszerek azonban folyamatosan javulnak és olcsóbbá válnak, és biztosak lehetünk benne, hogy a szintetikus gyémántok ára fokozatosan csökken.

Sok ékszeripari szakember közvetlenül ázsiai gyártóktól kap értékesítési ajánlatokat a szintetikus gyémántokhoz. Számos weboldalon és online kereskedelmi platformon is megvásárolhatók mind szakemberek, mind magánszemélyek számára. Egy olyan fontos márka, mint Swarovski, hónapokkal ezelőtt bejelentette új szintetikus gyémántokkal készült ékszersorozatot. Az IGE laboratóriumában 2016 októbere óta három szintetikus gyémánt esetét elemezték, a csaknem három karátos briliánssal rendelkező pasziánztól a száz karátos kis gyémánt (1,3–2,0 mm) tételig, mindezt azzal a szándékkal, hogy értékesítés természetes. Ezeknek az adatoknak elegendőnek kell lenniük ahhoz, hogy megválaszolják azt a kérdést, hogy elérték-e már a piacot.

Nehéz felmérni a drágakő minőségű szintetikus gyémántok és a természetes arányát. 2016 augusztusában a Morgan Stanley kiterjedt jelentést tett közzé a szintetikus gyémántiparról, amely a durva szintetikus drágakő globális értékesítését a természetes érték mintegy 1% -ára becsüli. Figyelembe véve, hogy a szintetikus anyagok ára alacsonyabb, mint a természetesek, ez a szám már ma is több mint egy szintetikus gyémánt a száz természetesből. Ugyanez a jelentés rövid távon ennek az aránynak nagyon gyors növekedését jósolja. 2020-ig a kisméretű műanyagok (közelharc, 3,5 mm-nél kisebb vagy 0,15 karátos gyémántok) eladása elérheti a természetes piac 15% -át, míg a nagyobb gyémántokban a szintetikus anyagok aránya eléri a 7,5% -ot.

Az ékszerpiac már a 20. század elején tapasztalta a szintetikus rubinok és zafírok, az 1930-as években pedig a szintetikus smaragdok érkezését. Ezen laboratóriumban kapott anyagok megjelenése nem tudta eltávolítani a varázslatot és csökkenteni a természetes drágakövek értékesítését. Az ékszer szakembereinek meg kellett tanulniuk a természetes és szintetikus drágakövek biztonságos megkülönböztetését, és ha kétségei merültek fel, speciális laboratóriumokba kellett menniük. Jelenleg a szintetikus színű köveknek saját, a természetesektől egyértelműen megkülönböztetett résük van a piacon, létezésük nem befolyásolja a természetes kereskedelmet. Valami hasonlónak kell történnie ezentúl a szintetikus gyémántokkal, bár ez megköveteli, hogy az ékszerészek, gemológusok és ékszerértékelők megtanulják biztonságosan elkülöníteni a szintetikus gyémántokat.

A cikk célja néhány olyan egyszerű módszer ismertetése, amelyek segíthetnek ebben a feladatban. Bár az azonosításhoz időnként fejlett analitikai technikákra lehet szükség, igaz, sok esetben nagyon egyszerű és olcsó módszerekkel tudunk pozitív azonosítást végezni. Más esetekben, még az azonosítás teljes bizonyossága nélkül is, ezek a módszerek megalapozott gyanút kelthetnek egy meghatározott gyémánttal vagy tétellel laboratóriumba.

Az IGE laboratóriumon eddig áthaladt szintetikus gyémántokat elemezve rájöttünk, hogy az ebben a cikkben kifejtett alapvető módszerek mindegyikük számára lehetővé tennék a gyémánt szintetikusként történő azonosítását, vagy legalábbis erős gyanút ébresztenének a természetével kapcsolatban.

Sok szintetikus gyémánt díszes színű. Ebben a szegmensben, amely sokkal ritkább a természetben, a szintetikus gyémánt már az 1990-es években olcsóbbá vált, mint a természetes gyémánt. Ugyanakkor egy fantasztikus színű gyémántot mindig azzal gyanúsítanak, hogy színének kiváltására is alkalmaznak kezeléseket. Amelyet általában tanúsítanak szaklaboratóriumok.

Az igazi veszélyt a színtelen gyémántok jelentik, amelyek azonosítása érdekében az ékszerészek magabiztosak abban a hagyományos módszerben, amely csak azt mondja meg nekünk, hogy gyémánt-e vagy sem. Ezek a módszerek már nem elegendőek a gyémánt azonosításához, mert a színtelen gyémánt már lehet természetes vagy szintetikus. Jelenleg további befektetésekre van szükség néhány egyszerű eszközben és képzésben a színtelen gyémántok azonosítására. Ez a cikk a színtelen szintetikus gyémánt azonosításának alapvető tulajdonságaira és módszereire összpontosít.

Azt is meg kell jegyezni, hogy a „gyémánt” kifejezést nem használják inkább az ékszer kereskedelemben, kizárólag a természetes gyémántoknak felel meg (1. ábra), a CIBJO szabvány és a nemrégiben jóváhagyott ISO 18323: 2015 szabvány szerint. A szintetikus gyémántokat egyértelműen meg kell jelölni, mint ilyeneket, elismerve a „laboratóriumban termesztett” vagy „laboratóriumban létrehozott” kifejezéseket is angolul. A „művelt”, „valódi”, „eredeti”, „értékes” vagy „drágakő” kifejezések használatát a szintetikus gyémántok számára tiltják ezek a rendelkezések, és félrevezetőnek tekinthetők.

1. ábra A gyémántok típusai az ékszerekben.

Gyémánt szintézis módszerek

Jelenleg a drágakő minőségű szintetikus gyémántokat, mind a színtelen sorozatban, mind a fantázia színekben, két módszerrel állítják elő:

  • HPHT (magas nyomás és magas hőmérséklet) - nagy nyomású és magas hőmérsékletű módszer
  • CVD (kémiai gőzleválasztás) - kémiai gőzleválasztási módszer

A HPHT módszer elsőként hozta piacra a drágakőből készült szintetikus gyémántokat, az 1990-es évektől kezdve, először díszes színekben. Az ékszerekhez tartozó CVD gyémántok a 2000-es évek végén kezdtek megjelenni a piacon, és jelenleg is különböző vállalatok gyártják.

A HPHT módszer lényegében megteremti azokat a magas nyomású és hőmérsékleti viszonyokat, amelyekben a gyémánt 150 km-nél nagyobb mélységben képződik a Föld palástjában. Néhány napon belül lezajlik a kristályos növekedési folyamat, amely évmilliókig tarthat a természetben. A kapott anyag jellegzetes kocka-oktaéder kristály alakú, amely különbözik a természetes gyémánt kristályoktól. Jelenleg úgy tűnik, hogy ez a legszélesebb körben alkalmazott módszer drágakő minőségű szintetikus gyémántokhoz. Az IGE Laboratóriumba elemzésre eddig eljuttatott összes szintetikus gyémánt megfelelt ennek a módszernek. Ez a legkönnyebben azonosítható szintézis módszer is.

A CVD módszer más, nem igényel ilyen nagy nyomást, és emiatt valószínűleg a jövőben sokkal olcsóbbá válhat. Vákuumban hajtják végre, metángáz plazmaionizálását és szénatomok gyémánt magon történő lerakódását alkalmazza. A kapott anyag nem kristály, hanem különböző vastagságú téglalap alakú lemez.

Mindkét szintézis módszert széles körben használják műszaki alkalmazásokhoz. A HPHT szintetikus gyémánt évtizedek óta a csiszolóanyagként felhasznált ipari gyémánt fő forrása lett, míg a CVD gyémánt rétegeket az anyagok szilárdságának növelésére használják, és tanulmányozzák azok felhasználását az elektronikában. Drágakőminőségben a kapott szintetikus gyémántok súlya folyamatosan nő. Szintetikus gyémántok, amelyek meghaladják a 10 ct-t a HPHT módszerhez, és több mint 5 karátot a CVD-hez, már ismertek, de biztosan nem lesznek hosszú ideig rekordsúlyúak.

A szintetikus HPHT gyémántok azonosítása

A gyémánt azonosításának és osztályozásának első lépése a kő vizsgálata nagyítás alatt, lehetőleg gemológiai mikroszkóppal. Ez az eljárás elengedhetetlen annak meghatározásához is, hogy a gyémánt természetes vagy szintetikus-e.

A zárványok gondos megfigyelése gyakran feltárja a gyémánt kilétét. Az átlátszó ásványi kristályok, például a gránát, az olivin vagy az ensztatit természetes kőnek tekintik a követ. Ezzel ellentétben a HPHT szintetikus gyémántok tipikus zárványai megfelelnek képződési közegüknek - olvadt fémnek. Ezeknek a zárványoknak az alakja nagyon jellemző, kissé lekerekített cseppek vagy kristályok jelennek meg, néha egymáshoz kapcsolódva (2a-2f. Ábra).

2a. Ábra Nagy fémes zárvány irizáló patinával, színtelen HPHT szintetikus gyémántban.

2b. Ábra Nagy fémes zárvány jön a hengerfej felületére egy szintetikus HPHT gyémántból, oxidációs patinával.

2c. Ábra Csepp alakú fém zárványok, teljesen atipikusak a természetes gyémántokhoz, egy majdnem 3 karátos HPHT szintetikus gyémántban, amelyet elemzésre szállítottak az IGE laboratóriumában, gyűrűre rögzítve.

2d. Ábra A HPHT szintetikus gyémántokra jellemző rúd alakú fémes zárvány ugyanabban a gyémántban.

2e. Ábra Egy másik hasonló alakú alakzat, ugyanabban a gyémántban, amely tükröződik a hengerfejen.

2f. Ábra Az ugyanazon szintetikus gyémántban észlelt repedés, amely teljesen természetes megjelenésű a természetes gyémánt esetében, nem jelent informatív jelentést a gyémánt azonosításához.

Ha átlátszatlan zárványokat észlelnek, nagyon körültekintően kell tanulmányozni őket különféle megvilágítási módszerekkel, például száloptikával, annak megállapítására, hogy fényvisszaverő és fémes fényűek-e. Néhány fémzárvány eljuthat a kő felszínére, és visszavert fényben jellegzetesnek tűnhet, néha oxidációs patinával. Ha fém zárványok gyanúja merül fel, egy további mágnesességi teszt segíthet megerősíteni, hogy a gyémánt szintetikus (lásd: A mágnesesség szakasz és 8. ábra).

Azokban az esetekben, amikor a gyémánt jó tisztaságú és nem található zárvány, a növekedési jellemzők részletes vizsgálata megkönnyítheti az azonosítást. A szemcsés vagy "homokóra" színzonalitás, amely általában a fenekén keresztül látható, összefügg a szintetikus gyémántok oktaéderes és köbös növekedésének belső szektoraival (3a. Ábra). Másrészt a természetes gyémántokban nagyon gyakori a szabálytalan külső szemcsézés (3b. És 3c. Ábra) vagy az oktaéderfelületekkel párhuzamos síkoknak megfelelő belső szemcsézés (3d. Ábra) megfigyelése, amelyek kizárnák a szintetikus eredetet.

3a. Ábra Homokóra szemcsés vonalak narancssárga-barna HPHT szintetikus gyémánton.

3b. Ábra A természetes gyémántok felületén gyakran megfigyelhető szabálytalan külső szemcsézés kizárja szintetikus eredetüket.

3c. Ábra A felszívódott gyémántkristály külső szemcsevonalakat hoz létre egy természetes gyémántban.

3d. Belső szemcsézés a természetes gyémántok tipikus helyzetében, az oktaéderfelületekkel párhuzamos síkokban.

A "naturálok" (a kristály felületének polírozással nem eltávolított részei) trigonokkal való jelenléte nagyon jellemző a természetes gyémántokra (4a. Ábra). A szintetikus anyagok kristályos felületén általában nincsenek trigonok, és felületük a tapasztalt megfigyelő természetesétől eltérőnek tűnhet (4b. Ábra). A trigonok jelenléte azonban nem meggyőző bizonyíték, mivel ezeket a HPHT szintetikus gyémántokban is leírták.

4a. Ábra Természetes trinákkal, jellemző a természetes gyémántokra.

4b. Ábra Az IGE laboratóriumban elemzett HPHT szintetikus gyémántban megfigyelt "természetes" teljesen atipikus felületet mutat a természetes gyémántok számára.

Színes gyémántnál az általa bemutatott zónák hasznosak lehetnek az azonosításhoz; a diffúz átbocsátott fény vizsgálata hasznos. A természetes gyémántok lapos színsávot vagy homályos hatást mutathatnak, de csak a szintetikus gyémántok mutatják a kocka és az oktaéder növekedési szektorához kapcsolódó geometriai zónamintákat (5. ábra).

5. ábra: A kocka- és az oktaéderfelületnek megfelelő színeloszlás a geometriai növekedési szektorokban jellemző a díszes színű HPHT gyémántokra.

Végül meg kell említeni, hogy az elismert laboratórium által kiállított lézer felirat a gyémántövön a megfelelő tanúsítványszámmal sem tekinthető a gyémánt jellegének megfelelő garanciájának. A lézer feliratok könnyen reprodukálhatók szintetikus vagy kezelt gyémánton, online adatbázisokban keresve egy nagyon közeli súlyú és jellemzőkkel rendelkező természetes gyémántot, vagy akár a szintetikusat egy másik tanúsított természetes gyémánt méretéhez és súlyához igazítva. A közelmúltban megjelentek megjegyzések az ilyen típusú hamisításról, HPHT-val kezelt vagy szintetikus természetes gyémántok felhasználásával.

Fluoreszcencia ultraibolya fényben

A legtöbb természetes gyémánt az úgynevezett Cape sorozatba tartozik, és különböző intenzitású kékes fluoreszcenciát mutat, bár némelyik gyakorlatilag inert lehet, vagy más fluoreszcencia színe lehet (sárgás, zöldes stb.). Általában a természetes gyémántokban a fluoreszcencia intenzitása magasabb hosszú ultraibolya fénynél (365 nm) és alacsonyabb rövid ultraibolya fénynél (254 nm), vagyis UVL> UVC. A fluoreszcencia általában homogén, bár társulhat bizonyos síkokhoz és területekhez is.

Ezzel szemben a szintetikus gyémántok nem fluoreszkálnak kékesen, általában inertek vagy gyenge sárgás, zöldes vagy narancssárga fluoreszcenciával rendelkeznek. Nagyon fontos megjegyezni, hogy a szintetikus gyémántokban a fluoreszcencia intenzitása általában nagyobb a rövid hullámban, mint a hosszú hullámban (UVL UVC és a foszforeszcencia hiánya, míg a szintetikus anyagok más fluoreszcens színeket, UVL