ООО «Донской Сертификационный центр»
Регистрационный № РОСС RU.3676.04ДНТ0
ГлавнаяСтатьиОпределение синтетических бриллиантов

Определение синтетических бриллиантов

С алмазами человечество знакомо уже несколько тысячелетий. Но лишь в 1796 году была разгадана их углеродная природа, и почти 150 понадобилось для создания первых синтетических алмазов.
В 1950 году исследователи шведской компании ASEA впервые синтезировали крупнозернистый алмаз. Материал получил важное промышленное значение. Мировой ювелирный рынок заволновался в 1954, когда компания GE (США) представила первые образцы синтетических алмазов вполне ювелирного качества. С тех пор несколько десятков коллективов исследователей в различных странах предпринимали попытки разработки технологий синтеза алмазов, и несколько таких разработок оказались удачными и нашли коммерческое применение. Сейчас уже ясно и неоспоримо, что огромное количество синтетических бриллиантов поступило на мировой ювелирный рынок за последние 50 лет. По оценкам аналитиков De Beers, стоимостная накопленная емкость мирового ювелирного рынка по синтетическим бриллиантам составляет около 50 миллиардов долларов притом, что аналогичный показатель природных бриллиантов составляет 65.7 миллиардов долларов. То есть практически половина существующих сегодня в мире бриллиантов - синтетические.
   В наше время коммерческое производство синтетических алмазов для промышленных и ювелирных целей осуществляет в более чем 2-х десятках стран по двум основным технологиям:
1.       HPHT - термобарический метод, основан на кристаллизации алмаза из расплава углерода при высокой температуре и при высоком давлении, при участии металлических катализаторов. Такой способ позволяет получать отдельные кристаллы – в основном желтого, голубого или розового цвета.

                                                                           
Процесс кристаллизации занимает от нескольких недель до нескольких месяцев, в зависимости от того, какого размера и какое количество кристаллов необходимо получить. Большинство синтезированных HPHT камней относятся к типу Ib, который нечасто встречается в природе.

2.       CVD (ХПО – CVD, chemical vapor disposition )Синтез алмазов по методу CVD происходит внутри вакуумной камеры, заполненной углеродосодержащим газом, например метаном. Источник энергии, микроволновой луч, разрушает молекулы газа, углерод из которых притягивается к затравочным пластинам. Кристаллизация занимает несколько недель.

                                                            
   На пластине выращивают сразу несколько алмазов. Выращиваемые этим методом алмазы довольно часто имеют грубые «обугленные» края, что обусловлено избытком графита.

                                                 

Цвет получаемых кристаллов обычно коричневатый, что легко исправляется последующим нагревом, если полученный алмаз предполагается использовать в ювелирных целях.
   Большинство синтезируемых алмазов CVD — коричневатые или сероватые, но если ввести в вакуумную камеру в процессе производства небольшое количество азота или бора, то можно получить алмазы желтого, голубого или розовато-оранжевого оттенка. Методом CVD можно также получать бесцветные алмазы, но они требуют существенно большего времени роста. Большинство представленных на рынке CVD алмазов — это термически обработанные коричневые образцы. Большинство алмазов, синтезированных методом CVD, относятся к типу IIa.

Идентификация синтетических алмазов

   Самый надежный способ идентификации синтетических бриллиантов - обращение в хорошо оборудованную геммологическую лабораторию. Самостоятельно, не обладая познаниями и практическим опытом в геммологии, сделать это весьма сложно.
Тем не менее, для потребителей бриллиантов, можно дать несколько советов. Желательно иметь сильную, не менее 20х лупу, микроскоп. Спектрометр, хотя бы простенький карманный, тоже хорошо бы иметь.. Источник ультрафиолета и сильный магнит.
Вот несколько рекомендаций:
1.  Не всегда, но очень часто, если синтетический бриллиант положить столом на чистый белый лист, по краю, вдоль рундиста будет заметно что-то типа белой полосы, вроде как зоны вторичной интерференции.. Связано это с тем, что при росте в расплаве более легкие изотопы "всплывают"... Этот эффект "белой зоны" всегда заметен у фианитов, но только еще сильнее. Если такого эффекта нет у бриллианта, это еще не гарантирует его природности, но если эффект заметен - гарантирует синтетичность.
2. Геммологические свойства алмазов, синтезированных методом CVD, сильно отличаются от свойств синтезированных HPHT кристаллов. Синтетические CVD алмазы обычно намного чище, чем HPHT, и в них можно заметить в основном лишь крошечные включения углерода.
  В алмазах, синтезированных HPHT методом, часто можно заметить частички металла, которые выглядят черными и непрозрачными в проходящем свете, но имеют металлический блеск в отраженном свете. Поскольку металлы, используемые для выращивания HPHT алмаза, — это железо, никель или кобальт, то синтетические алмазы HPHT могут притягиваться сильным редкоземельным магнитом (например, неодимовым).


                                                                                     Рис. Включения в HPHT-алмазах.
  Поскольку алмазы CVD выращивают совершенно другим методом, то и металлические включения в них не встречаются.
Некоторые натуральные алмазы содержат темные включения графита или других минералов, но эти включения не имеют металлического блеска.


                                                                                                           Рис. Включения в CVD-алмазах.
3. Отсутствие заметных включений под лупой 20х, а уж тем более под микроскопом, почти гарантирует синтетичность. Просто представьте себе вероятность попадания к Вам бриллианта с чистотой IF (верхний край класса 1) и сопоставьте с ценой, за него заплаченной или спрашиваемой.

4. Спектр синтетического HPHT-бриллианта не всегда, но как правило (зависит от класса спектрометра) покажет наличие линий железа и никеля (катализаторы при процессе синтеза), зерна которых не видны даже в самый мощный оптический микроскоп (а электронных в ювелирных мастерских не бывает).
5. В достаточно сильный микроскоп синтетика показывает заметную зернистость. Природные бриллианты всегда огранены их монокристаллов, синтетические представляют из себя массив сросшихся "супер-микро" или «нано» монокристаллов.

 6. Катодно-люминесцентная съемка (трудно представить правда, насколько это реально в условиях ювелирной мастерской) для HPHT-синтетических кристаллов всегда покажет перекрестно наслоенные зоны роста. То есть кристаллы растут сначала снизу вверх, потом слева направо, потом опять снизу вверх, потом опять....
7. Если суметь совместить фильтр полярископа с микроскопом, то в поляризованном свете будут хорошо видны "копии" затравочного кристалла, из которых состоит вся масса синтетического HPHT-бриллианта. То есть все монокристаллы, вне зависимости от направления роста, повторяют форму затравки. Сама затравка будет видна в оригинальном геометрическом центре бывшего неограненного кристалла в виде затемненной зоны. Иногда наблюдаются паутинообразные трещинки напряжения, возникающие из-за разной скорости роста отдельных частей кристалла

 

 8. Фосфоресценция HTTP-синтетики. После выключения источника ультрафиолета HTTP-синтетические бриллианты очень короткое время продолжают светиться, фосфоресцировать.
9. Зональность окраски. Границы зон с различной интенсивностью окраски у природных бриллиантов спорадические и вариантивные. У синтетических бриллиантов - всегда прямые, и пересекаются под прямым углом.
10. При исследовании природного алмаза между двумя поляризационными фильтрами, ориентированными под углом 90 градусов по отношению друг к другу, естественный алмаз часто демонстрирует яркую заштрихованную или мозаичную структуру интерференции цвета. Эти интерференционные цвета возникают, когда натуральный алмаз подвергается воздействию огромного давления, когда он находился глубоко под землей или в процессе взрывного продвижения к поверхности. В противоположность этому, синтетические алмазы росли в однородной среде, где они не подвергались воздействию напряжений среды. Поэтому при рассмотрении таким же образом, через поляризационные фильтры, в синтетических кристаллах не встречается рисунка интерференционных полос либо он очень слабо проявлен.
11. Флюоресценция алмазов также полезна для идентификации природы их происхождения. У синтетических алмазов флюоресценция часто сильнее под коротковолновой ультрафиолетовой лампой, в то время как природные алмазы сильнее светятся при облучении длинноволновым ультрафиолетовым светом.
12. Анализ флюоресценции (думается - доступен и в ювелирной мастерской). Флюоресценция природных бриллиантов всегда голубая. Флюоресценция HPHT-синтетики желто-зеленая. Флюоресценция в коричневый или бесцветной CVD- синтетике всегда красная. Флюоресценция всегда проявляется и в коротковолновой, и в длинноволновой зонах, но у синтетических бриллиантов (и HPHT, и CDV) коротковолновая флюоресценция сильнее, чем длинноволновая. это - очень хороший и надежный идентификатор синтетических бриллиантов.
13. Алмазы, синтезированные методом НРНТ, часто имеют неравномерную окраску, которую можно заметить в проходящем свете в микроскоп либо с помощью иммерсионной ячейки. Природные алмазы тоже могут иногда быть неравномерно окрашены, но синтетические HPHT алмазы практически всегда демонстрируют фрагменты геометрического узора с рисунка 4а или 4б, что ни при каких обстоятельствах невозможно в природном алмазе. В отличие от HPHT, алмазы, выращенные по технологии CVD, никогда не показывают подобных паттернов окраски.
   Качество синтетических алмазов постоянно растет, то становится все сложнее отличить природные алмазы от синтезированных с помощью стандартных, привычных методов. Следует знать, что уже в самое ближайшее время станет невозможно отличить синтезированные камни от натуральных, используя старое оборудование. Для идентификации природы происхождения алмазов необходимо обращаться в геммологическую лабораторию.