Despre diamante Infografici

Diamante sintetice

3.3 DIAMANTE SINTETICE

Diamantele sintetice sunt diamante care seamănă foarte bine cu cele naturale, dar au fost create în condiții artificiale. Producătorii acestor pietre evită folosirea cuvântului sintetic (synthetic), iar pentru scopuri de marketing se preferă utilizarea termenului de diamant cultivat („grown diamond”). Se mai folosesc următoarele denumiri englezești: laboratory-created, laboratory-grown, man-made, (XY)-created, cultured, etc. Denumirea este foarte importantă, deoarece încearcă să estompeze caracterul artificial al pietrei, subliniindu-se faptul că nu este o imitație, dar protecția consumatorului consideră importantă informarea privind natura și proveniența artificială a pietrei.

Piața devine din ce în ce mai prudentă din cauza influxului de diamante sintetice pe piață. În anumite cazuri, diamantele naturale și cele sintetice apar împreună în bijuterii, și nu sunt rare cazurile în care marcajul obligatoriu cu laser este înlăturat de pe cele sintetice și ele se întorc pe piață drept pietre naturale. Organismele de clasificare dau atenție mare identificării diamantelor sintetice, care sunt de ce în ce mai bună calitate. GIA, IGI și HRD folosesc denumirea “Laboratory grown” în clasificare.

Diamantele sintetice pot fi create doar în anumite culori, cele mai multe culori în schimb pot părea naturale, în special albastrul și galbenul. Prin procedurile HPHT și CVD se fabrică și diamante incolore sau aproape incolore, acestea fiind foarte rare în comerț.  

Diamante HPHT (High Pressure High Temperature)

Diamante HPHT. (sursa GIA.com)

​ Diamantele sintetizate create cu ajutorul procedeului HPHT la presiuni de 55-60 mii de atmosfere, se fabrică în capsule speciale.  Această tehnologie este atât de dezvoltată, încât permite și producerea de diamante sintetice în cantități industriale. Capsula conține unul sau mai multe diamante naturale de dimensiuni mici iar în jurul lor se cristalizează partea sintetică.  Capsula mai conține un material pe bază de fier, ce funcționează ca un solvent pentru grafit și are rolul de catalizator în procesul de cristalizare.  Aliajul conține fier, nichel și/sau cobalt, rareori bor, aluminiu etc, acestea determinând culoarea diamantului. Sub presiune, capsula se încălzește până la 1500 C, apoi se reglează temperatura cu grijă și precizie. Cristalizarea prea rapidă poate produce incluziuni de fier. Unele substanțe, cum ar fi aluminiul și titaniul reține azotul atât de frecvent întâlnit în mediul înconjurător, ceea ce conferă diamantului o culoare gălbuie. Astfel, procedeul HPHT este recomandat și pentru realizarea diamantelor perfect incolore. Adăugarea borului are ca rezultat realizarea unor pietre de tipul II, de culoare albastră. Culoarea roz se obține prin iradierea și călirea gemei după obținerea miezului de cristal. Procedeul HPHT este potrivit și pentru colorarea diamantelor. Despre acesta puteți citi mai multe detalii în capitolul despre diamatele tratate.   

 

Diamantele CVD (Chemical Vapor Deposition)

Diamant albastru-verde sintetic, technologia CVD. (sursa: GIA)

Primele succese ale tratementului datează din 1953, când William G. Eversole, chimistul companiei Union Carbide, a reușit sintetizarea unui diamant la presiune mică. Esența procedeului a constat în înconjurarea miezului din diamant cu gaze bogate în carbon, în special monoxid de carbon și metan. Rezultatul nu a stârnit mare interes la vremea respectivă, deoarece procesul de cristalizare era lent și greoi.  Trei ani mai târziu, rusul Boris Spitsin a cultivat cristale de diamant cu procedeul  CVD,  fără miez de diamant. Procedeul a fost bine primit, dar era totuși încă foarte lent. În 1982 în Japonia tehnologia CVD producea deja creșteri de câte un micrometru pe oră. În anii 80, filiala ide diamante industriale a companiei De Beers, Element Six a produs diamante cu structură policristalină, iar General Electric a obținut autorizația de a produce diamante transparente policristaline în 1995. Un progres semnificativ a fost obținut de Apollo Diamond Inc. în 1998, care a dezvoltat o tehnologie prin care au obținut diamante monocristaline mai mare de o jumătate de milimetru.   

Diamante monocristal CVD. (sursa: sonicvd.com)

​ Diamantele CVD de calitate gemă sunt construite în general în jurul unui diamant galben de tipul Ib, realizat cu procedeul  HPHT. În cămară se introduce hidrogen în proporție de 95-99% și metan în proporție de 1-5%, la o presiune de 0,1 atmosferă și se încălzesc la 1000 C. Miezul de diamant este menținut la o temperatură de circa  800 C, și astfel aici are loc precipitarea carbonului.

 

Tabel comparativ diamante naturale HPHT și CVD

proprietate

natural

HPHT

CVD

Compoziție chimică

carbon

carbon (din grafit)

carbon (în stare gazoasă)

incluziuni frecvente

azot, hidrogen, bor

azot, bor, fier, cobalt, nichel

hidrogen, azot, silicon

structura cristalină

pătrat

pătrat

pătrat

morfologia cristalului

în general, octoedru și dodecaedru, mai rar hexaedru (nu este gemă)

în general hexaedru sau octoedru

Hexaedru sau octoedru plat din patru sectoare de creștere

duritate (pe scala Mohs)

10

10

10

densitate

3.52

3.52

3.52

culoare

În principal maro și galben, aproape incolor sau colorat

În general galben și albastru, portocaliu, foarte rar aproape incolor

în general, de la maro deschis până la aproape incolor, foarte rar roz

transparență

de la transparent la opac

de la transparent la opac

de la transparent la opac

luciu

adamantin

adamantin

adamantin

reflexia luminii

2.42 simplă

2.42 simplă

2.42 simplă

dispersia culorii (foc)

mare: 0.044

mare: 0.044

mare: 0.044

dimensiune

în general, 2 ct, ajunge până la 200 ct

până la 2, în general 1 ct

până la 1 ct,  majoritatea de 0,5 ct

trăsături interne

fragmente de carbon, cristale, crăpături, filoane octoedrice

cristale de fier, norișori (cloud of flux), ace, suprafețe hexaoctoedrice (cubo-octehedral zones)

ace în fâșie, în paralel cu diamantul din mijloc,  fără filoane

tip

În principal Ia, mai rar Ib, IIa, IIb

În principal Ib, mai rar IIa, IIb

În principal IIa, posibil IIb

Presă HPHT. (sursa: mygemologist.com)

RECUNOAȘTEREA DIAMANTELOR HPHT

Pentru identificarea diamantelor sintetice de regulă sunt necesare instrumente speciale, însă în unele cazuri, este suficientă recunoașterea unor trăsături caracteristice specifice. Dacă piatra este atrasă de un magnet, înseamnă că are incluziuni de fier semnificative, o caracteristică a diamantelor HPHT. Să punem o bucată de hârtie pe o suprafață mică de apă, să așezăm piatra pe ea, și să apropiem ușor un magnet puternic - acest mic truc identifică prezența incluziunilor de fier. Cele mai noi diamante HPHT au un grad mare de claritate, astfel încât această metodă nu ajută la identificarea lor. Pe un fundal închis, dacă iluminăm diamantul HPHT, putem observa incluziunile de fier, liniile de creștere, distribuția inegală a culorii. Toate acestea arată proveniența HPHT.

În cazul diamantelor HPHT, culoarea cea mai frecventă este cea galbenă, în toate nuanțele acestei culori. Este cel mai indicat să examinăm fluorescența pietrelor galbene la microscop. Piatra HPTH albastră are o fluorescență de un albastru de tip cretan. Diamantul HPHT verde este foarte rar și este o mixtură de galben și albastru. Din pietrele sintetizate, circa 1% sunt verzi.  În general, zonele galbene și albastre se pot vedea bine cu ochiul liber. Diamantele HPTH roz și roșii au o fluorescență roșie puternică, uneori cu pete verzi. Tratamentul HPHT poate produce doar un procent mic de pietre incolore sau aproape incolore de foarte bună calitate. Fluorescența acestor pietre poate avea valori foarte variate.

 

Recunoașterea diamantelor CVD

Dacă în cazul diamantelor HPHT instrumentele clasice de bijutier nu prea ajută în stabilirea autenticității și naturaleții pietrelor, același lucru se poate spune și despre diamantele CVD. Dar asta nu înseamnă că identificarea lor este imposibilă, avem însă nevoie de un microscop cu fluorescență UV (așa este instrumentul DeBeers DiamondView) și spectroscop pentru fotoluminiscență.