Улучшение алмазов

Улучшение бриллиантов — это специальная обработка природных алмазов (обычно уже ограненных и отполированных до драгоценных камней ), которая призвана улучшить визуальные геммологические характеристики бриллианта одним или несколькими способами. К ним относятся обработка прозрачности , такая как лазерное сверление для удаления включений черного углерода , заполнение трещин, чтобы сделать небольшие внутренние трещины менее заметными, цветное облучение и обработка отжигом, чтобы придать желтым и коричневым бриллиантам яркий фантазийный цвет, например ярко-желтый, синий или розовый.

CIBJO , прямо требуют раскрытия информации обо и правительственные учреждения, такие как США Федеральная торговая комиссия всех обработках алмазов во время продажи. Некоторые методы обработки, особенно те, которые применяются к чистоте, остаются весьма спорными в отрасли — это вытекает из традиционного представления о том, что бриллианты занимают уникальное или «священное» место среди драгоценных камней и к ним не следует относиться слишком радикально, хотя бы по одной причине. страх подорвать доверие потребителей .

Бриллианты с улучшенной чистотой и цветом продаются по более низким ценам по сравнению с аналогичными необработанными бриллиантами. Это связано с тем, что до проведения облагораживания улучшенные бриллианты изначально имеют более низкое качество и, следовательно, имеют нестандартную цену. После улучшения бриллианты могут визуально выглядеть так же хорошо, как и их необработанные аналоги.

Улучшения четкости

Чистота или чистота алмаза относится к внутренним включениям алмаза и является одним из 4-C, определяющих ценность бриллианта. Обычными включениями , которые появляются внутри алмазов, являются пятна черного углерода и небольшие трещины, обычно называемые трещинами или «перьями» из-за их белесого цвета перьев, если смотреть сверху или сбоку. Алмазы также могут иметь другие включения, такие как пузырьки воздуха и минеральные отложения, такие как железо или гранат. Размер, цвет и положение включений являются факторами, определяющими ценность бриллианта, особенно когда другие геммологические характеристики соответствуют более высоким стандартам.

Лазерное сверление

Развитие методов лазерного бурения расширило возможности избирательного обнаружения, удаления и значительного уменьшения видимости включений черного углерода в микроскопическом масштабе. Алмазы, содержащие включения гематита, сверлят лазером с конца 1960-х годов. Этот метод приписывают Луи Перлману, который провел успешные испытания через год после того, как General Electric изготовила аналогичный метод с алмазом для промышленного использования в 1962 году. ^{[ 1 ]}

Процесс лазерного сверления включает использование инфракрасного лазера (хирургического класса с длиной волны около 1064 нм) для просверливания очень мелких отверстий (около 0,02 миллиметра в диаметре) в алмазе, чтобы создать путь доступа к включению кристалла черного углерода. Поскольку алмаз прозрачен для длины волны лазерного луча, на поверхность алмаза наносится покрытие из аморфного углерода или другого энергопоглощающего вещества, чтобы инициировать процесс сверления. Затем лазер прожигает узкую трубку или канал до включения. Как только сверло достигает места, где находится кристалл черного углерода, алмаз пропитывают серной кислотой . После вымачивания в серной кислоте кристаллы черного углерода растворяются и становятся прозрачными (бесцветными), а иногда и слегка беловатыми непрозрачными. При микроскопическом исследовании можно увидеть мелкие сверла или отверстия, но они не отвлекают внимание и не влияют на блеск или блеск бриллианта. Хотя каналы обычно имеют прямое направление от точки входа на поверхность, некоторые методы бурения просверливаются изнутри, используя естественные трещины внутри камня, чтобы достичь включений таким образом, чтобы имитировать органические «перья». (Этот метод иногда называют «сверлением КМ», что на иврите означает «специальное сверление».) ^{[ 2 ]} Каналы микроскопические, поэтому грязь и мусор не могут перемещаться по каналу. Отверстия, доходящие до поверхности, можно увидеть только путем отражения света от поверхности бриллианта во время микроскопического наблюдения, например, с помощью ювелирной 10-кратной увеличительной линзы или лупы, и они невидимы невооруженным глазом.

Заполнение перелома

Хотя заполнение трещин как метод улучшения драгоценных камней было обнаружено в драгоценных камнях возрастом более 2500 лет. ^{[ 3 ]} уникальный показатель преломления алмаза требовал более совершенного наполнителя, чем простая обработка воском и маслом. Эта технология стала доступной примерно через 20 лет после того, как была разработана технология лазерного сверления. Проще говоря, «заполнение трещин» делает крошечные естественные трещины внутри бриллиантов менее заметными невооруженным глазом или даже под увеличением.

Трещины очень распространены внутри алмазов и возникают во время создания алмаза в земной коре. Когда необработанный алмаз поднимается из земной коры через вулканические трубы, он подвергается экстремальным напряжениям и давлению, и во время этого путешествия внутри алмаза могут образоваться крошечные трещины. Если эти трещины будут заметны и нанесут ущерб красоте бриллианта, спрос на него будет гораздо ниже, и он не будет столь же востребован ювелирами и широкой публикой, что сделает их кандидатами на заполнение трещин и, таким образом, визуально улучшит внешний вид бриллианта.

Заполнение трещин алмаза часто является последним шагом в процессе улучшения алмаза после лазерного сверления и кислотного травления включений, хотя, если трещины достигают поверхности, сверление может не потребоваться. Этот процесс предполагает использование специально разработанных наполнителей с показателем преломления , приближающимся к показателю преломления алмаза. Впервые его придумал Цви Йехуда из Рамат-Гана , Израиль , и теперь Йегуда используется в качестве торговой марки, применяемой к бриллиантам, обработанным таким способом. Koss & Schechter, другая израильская фирма, попыталась модифицировать процесс Йехуды в 1990-х годах, используя очки на основе галогенов , но это не увенчалось успехом. Детали процесса Иегуда держатся в секрете, но, как сообщается, в качестве наполнителя использовалось стекло из оксихлорида свинца , которое имеет довольно низкую температуру плавления . Компания Dialase, расположенная в Нью-Йорке, также обрабатывает алмазы с помощью процесса, основанного на Иехуде, в котором, как полагают, используется оксихлорид свинцово- висмутового стекла, но исследования по созданию более качественных, более долговечных и менее отслеживаемых наполнителей все еще проводятся, создавая больше Наполнители на силиконовой основе для заполнения трещин.

Наполнитель, присутствующий в алмазах с трещинами, обычно может быть обнаружен обученным геммологом под микроскопом: хотя каждый алмаз подвергается обработке, соответствующей его уникальной форме, состоянию и статусу излома, могут быть следы выходящих на поверхность отверстий и связанных с ними трещин. с просверленными алмазами, пузырьками воздуха и линиями потока внутри стекла, которые никогда не встречаются в необработанном алмазе.

Более драматичным является так называемый «эффект вспышки», который относится к ярким вспышкам цвета, наблюдаемым при вращении алмаза с трещинами; Цвет этих вспышек варьируется от электрического синего или фиолетового до оранжевого или желтого, в зависимости от условий освещения (светлое поле и темное поле соответственно). Вспышки лучше всего видны в поле зрения, почти параллельном плоскости заполненной трещины (хотя определенные трещины в необработанных алмазах могут вызывать аналогичный «эффект вспышки»). ^{[ 3 ]} В ярко окрашенных бриллиантах эффект вспышки можно не заметить, если осмотр будет недостаточно тщательным, поскольку цвет тела камня будет скрывать один или несколько цветов вспышки. Например, в бриллиантах цвета шампанского коричневого оттенка оранжево-желтые вспышки скрыты, оставляя видимыми только сине-фиолетовые вспышки.

Последняя, но важная особенность бриллиантов с заполнением трещин — это цвет самого наполнителя: иногда он бывает от желтоватого до коричневатого цвета, и, помимо того, что он виден в проходящем свете, он может повлиять на общий цвет бриллианта, в результате чего бриллиант упадет. Вся цветовая гамма после пломбирования трещин. По этой причине заполнение трещин обычно применяется только к камням, размер которых достаточно велик, чтобы оправдать лечение, хотя камни размером всего 0,02 карата пломбированию трещин подвергались и (4 мг).

Заполнение трещин в алмазе является спорным методом в отрасли. ^{[ нужна ссылка ]}— и все чаще среди общественности, — потому что некоторые компании не раскрывают этот процесс при продаже этих камней. Важно отметить, что, хотя заполнение трещин является длительным процессом, некоторые наполнители повреждаются и могут даже плавиться при определенных температурах (1400 °C или 1670 K ), в результате чего алмаз «запотевает» наполнитель под воздействием тепла ювелирной горелки. ; таким образом, обычный ремонт ювелирных изделий может привести к ухудшению прозрачности, вызванному потерей наполнителя, используемого для заполнения трещин, особенно если ювелир не знает об этом.

Позиции по сертификации облагороженных бриллиантов поляризованы. С одной стороны, некоторые геммологические лаборатории, в том числе лаборатория влиятельного Геммологического института Америки , отказываются выдавать сертификаты на алмазы с заполнением трещин. И наоборот, другие, в том числе Европейские геммологические лаборатории (EGL) и Global Gem Labs (GGL), сертифицируют такие бриллианты по достигнутому уровню чистоты, одновременно указывая в сертификате, что чистота бриллианта повышена.

Лаборатории третьего типа могут сертифицировать эти бриллианты на первоначальный уровень чистоты. Это делает любые преимущества обработки спорными, поскольку игнорируется кажущаяся чистота и вместо этого присваивается алмазу категория, отражающая его первоначальную чистоту до обработки. Это вызвало настоящий переполох, поскольку выводит алмазы с заполненными трещинами за пределы традиционной сферы сертификации бриллиантов, подрывая их легитимность как «в основном природных» бриллиантов. Этот спрос на сортировку алмазов с повышенной чистотой привел к созданию новых лабораторий или обновлению существующих лабораторных процедур с включением замечаний относительно любых процедур повышения чистоты (сверление, заполнение трещин) в свои регулярные отчеты, что повышает достоверность этой сделки. ^{[ нужны разъяснения ]}

Улучшения цвета

Обычно существует три основных метода искусственного изменения цвета алмаза: облучение частицами высокой энергии субатомными ; нанесение тонких пленок или покрытий; и комбинированное применение высокого давления и высокой температуры (HPHT). Однако недавно появились доказательства того, что заполнение трещин используется не только для улучшения прозрачности, но и с единственной целью — изменить цвет на более желательный. ^{[ 4 ]}

Первые два метода позволяют только изменить цвет, обычно для того, чтобы превратить камень серии Cape бесцветного цвета (см. « Свойства материала алмаза: состав и цвет ») в камень более желанного фантазийного цвета. Поскольку некоторые методы облучения создают лишь тонкую цветную «кожу», их применяют к уже ограненным и отполированным алмазам. И наоборот, обработка HPHT используется для изменения и удаления цвета как необработанных, так и ограненных алмазов, но только некоторые алмазы поддаются обработке таким способом. Облучение и обработка HPHT обычно являются постоянными, поскольку они не обращаются вспять при нормальных условиях использования ювелирных изделий, тогда как тонкие пленки непостоянны.

Облучение

Чистые алмазы до и после облучения и отжига. Нумерация по часовой стрелке слева внизу: (1) начальный размер 2×2 мм; верхний ряд (2,3,4) облученный разными дозами электронов с энергией 2 МэВ; внизу справа (5,6) облученные разными дозами и отожженные при 800 °С.

Сэр Уильям Крукс , любитель драгоценных камней , а также химик и физик , был первым, кто обнаружил влияние радиации на цвет бриллианта, когда в 1904 году он провел серию экспериментов с использованием солей радия . Алмазы, окутанные солью радия, медленно становились темно-зелеными; Этот цвет локализовался в виде пятнистых участков и не проникал за пределы поверхности камня. Причиной этому было испускание альфа-частиц радием. К сожалению, обработка радием также сделала алмаз настолько радиоактивным , что его стало невозможно носить. ^{[ 5 ]} Обработанный таким образом алмазный октаэдр был подарен Круксом Британскому музею в 1914 году, где он и находится по сей день: он не потерял ни своего цвета, ни радиоактивности.

В настоящее время алмазы безопасно облучаются четырьмя способами: протонами и дейтронами бомбардировка с помощью циклотронов ; бомбардировка гамма-лучами посредством воздействия кобальта-60 ; нейтронная бомбардировка через реакторы ядерных реакторов ; и электронами бомбардировка с помощью генераторов Ван де Граафа . Эти высокоэнергетические частицы физически изменяют кристаллическую решетку алмаза , смещая атомы углерода и создавая центры окраски . Все облученные алмазы после обработки имеют оттенок зеленого, черного или синего, но большинство из них подвергаются отжигу для дальнейшего изменения их цвета до ярких оттенков желтого, оранжевого, коричневого или розового. Процесс отжига увеличивает подвижность отдельных атомов углерода, позволяя исправить некоторые дефекты решетки, созданные во время облучения. Окончательный цвет зависит от состава алмаза, температуры и продолжительности отжига.

Циклотронные алмазы имеют цвет от зеленого до сине-зеленого, приуроченный к поверхностному слою: позже их отжигают при температуре 800 ° C для получения желтого или оранжевого цвета. Они остаются радиоактивными всего несколько часов после обработки, а благодаря направленному характеру обработки и огранке камней цвет передается дискретным зонам. Если камень пропустили на циклотроне через павильон (сзади), через макушку (верх) камня будет виден характерный «зонтик» более темного цвета. Если камень был подвергнут циклотронной обработке через коронку, вокруг пояска (окантовки) видно темное кольцо. У камней, обработанных сбоку, одна половина будет окрашена глубже, чем другая. Циклотронное лечение сейчас встречается редко.

Лечение гамма-лучами также применяется редко, поскольку, хотя это самый безопасный и дешевый метод облучения, успешное лечение может занять несколько месяцев. Цвет получается от синего до сине-зеленого, который пронизывает весь камень. Такие алмазы не отжигаются. свойствами последнего Синий цвет иногда может приближаться к цвету природных алмазов типа IIb, но эти два камня отличаются полупроводниковыми . Как и большинство облученных алмазов, большинство алмазов, обработанных гамма-лучами, изначально имели желтый оттенок; синий цвет обычно модифицируется этим оттенком, что приводит к заметному зеленоватому оттенку.

Двумя наиболее распространенными методами облучения являются нейтронная и электронная бомбардировка. Первая обработка дает цвет от зеленого до черного, который проникает в весь камень, тогда как вторая обработка дает синий, сине-зеленый или зеленый цвет, который проникает только на глубину около 1 мм. Отжиг этих камней (от 500–900 ° C для камней, бомбардированных нейтронами и от 500–1200 ° C для камней, бомбардированных электронами) дает оранжевый, желтый, коричневый или розовый цвет. Необожженные камни синего или сине-зеленого цвета отделяются от натуральных камней так же, как камни, обработанные гамма-лучами.

До отжига почти все облученные алмазы обладают характерным спектром поглощения , состоящим из тонкой линии в дальнем красном диапазоне на длине волны 741 нм – она известна как линия GR1 и обычно считается убедительным показанием к лечению. Последующий отжиг обычно разрушает эту линию, но создает несколько новых; наиболее стойкий из них находится при 595 нм.

Некоторые облученные алмазы совершенно естественны. Одним из известных примеров является Дрезденский зеленый бриллиант . Этим природным камням цвет придается «радиационными ожогами» в виде небольших пятен, обычно расположенных на поверхности кожи, как в случае с алмазами, обработанными радием. Естественно облученные алмазы также обладают линией GR1. Самый крупный из известных облученных алмазов — Deepdene . ^{[ 6 ]}

Покрытия

Нанесение цветной фольги на павильонные (задние) поверхности драгоценных камней было обычной практикой в георгианскую и викторианскую эпоху ; это была первая обработка алмаза, помимо огранки и полировки. Фольгированные бриллианты устанавливаются в закрытые ювелирные оправы, что может затруднить их обнаружение. При увеличении часто видны участки, где фольга отслоилась или отслоилась; влага, попавшая между камнем и фольгой, также приведет к деградации и неравномерному цвету. Из-за своего антикварного статуса присутствие бриллиантов в фольге в старых украшениях не умалит их ценности.

В наше время были разработаны более сложные поверхностные покрытия; к ним относятся фиолетово-синие красители и пленки, напыленные в вакууме, напоминающие покрытие из фторида магния на фотоаппаратов объективах . Эти покрытия эффективно отбеливают видимый цвет бриллианта желтого оттенка, поскольку эти два цвета дополняют друг друга и нейтрализуют друг друга. Эти покрытия, которые обычно наносятся только на павильон или поясок алмаза, являются одними из самых сложных для обнаружения: красители можно легко удалить в горячей воде или спирте , а пленки, напыленные в вакууме, требуют погружения в серную кислоту для удаления. . Пленки можно обнаружить при большом увеличении по наличию выпуклостей, в которых задерживаются пузырьки воздуха, а также по изношенным участкам, где покрытие поцарапано. Эти методы лечения считаются мошенническими , если они не раскрыты.

Другая обработка покрытия заключается в нанесении тонкой пленки синтетического алмаза на поверхность имитатора алмаза . Это придает моделируемому алмазу определенные характеристики настоящего алмаза, включая более высокую устойчивость к износу и царапинам, более высокую теплопроводность и более низкую электропроводность. Хотя устойчивость к износу является законной целью этого метода, некоторые используют его, чтобы затруднить обнаружение имитаторов бриллианта обычными средствами, что может быть мошенничеством, если они пытаются представить искусственный алмаз как настоящий.

Высокотемпературная обработка под высоким давлением

Небольшое количество камней ювелирного качества, имеющих коричневый цвет тела, можно значительно осветлить или полностью удалить с помощью обработки HPHT или, в зависимости от типа алмаза, улучшить существующий цвет до более желательной насыщенности. Этот процесс был внедрен компанией General Electric в 1999 году. Все алмазы, обработанные для обесцвечивания, относятся к типу IIa и своим искажающим цветом обязаны структурным дефектам, возникшим во время роста кристаллов , известным как пластические деформации , а не межузельным примесям азота , как это имеет место в большинстве алмазов. бриллианты коричневого цвета. Считается, что обработка HPHT устраняет эти деформации и, таким образом, отбеливает камень. (Вероятно, это неверный вывод, по мнению одного из исследователей, побеление связано с разрушением устойчивых кластеров вакансий). Алмазы типа Ia, содержащие примеси азота, присутствующие в кластерах, которые обычно не влияют на цвет тела, также могут изменить свой цвет под действием HPHT. Некоторые синтетические алмазы также прошли обработку HPHT, чтобы изменить их оптические свойства и, таким образом, сделать их труднее отличить от природных алмазов. В процедуре HPHT используются давление до 70 000 атмосфер и температура до 2 000 ° C (3 632 ° F).

Также в 1999 году компания «Новатэк», производитель технических алмазов из Прово, штат Юта, известная своими достижениями в области синтеза алмазов, случайно обнаружила, что цвет алмазов можно изменить с помощью процесса HPHT. Компания создала NovaDiamond, Inc. для продвижения этого процесса. Применяя тепло и давление к натуральным камням, NovaDiamond может сделать коричневые бриллианты типа I светло-желтыми, зеленовато-желтыми или желтовато-зелеными; улучшить алмазы типа IIa на несколько цветовых градаций, вплоть до белого; усилить цвет желтых бриллиантов I типа; и сделать некоторые голубовато-серые бриллианты типа I и типа IIb бесцветными (хотя в некоторых случаях природные голубовато-серые бриллианты более ценны, если оставить их в покое, поскольку синий является очень желательным оттенком). Однако в 2001 году NovaDiamond вышла из бизнеса по производству драгоценных камней HPHT из-за того, что руководитель компании Дэвид Холл охарактеризовал как закулисную практику дилеров. Судя по всему, дилеры выдавали обработанные NovaDiamond драгоценные камни за естественно окрашенные, и компания отказалась участвовать в этом обмане.

Окончательная идентификация камней HPHT остается в хорошо оборудованных геммологических лабораториях, где инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) и рамановская спектроскопия используются для анализа видимого и инфракрасного поглощения подозрительных алмазов для обнаружения характерных линий поглощения, например, тех, которые указывают на воздействие. к высоким температурам. Характерные особенности, видимые под микроскопом, включают: внутреннюю зернистость (тип IIa); частично зажившие перья; мутный вид; черные трещины вокруг включений; и пояс из бисера или матового. Бриллианты, обработанные для удаления цвета компанией General Electric, имеют на поясе лазерные надписи: эти надписи гласят «GE POL», причем «POL» означает Pegasus Overseas Ltd, партнерскую фирму. Эту надпись можно стереть, поэтому ее отсутствие не может быть надежным признаком естественного цвета. Несмотря на то, что обработка HPHT является постоянной, о ней следует сообщить покупателю во время продажи.

См. также

Сноски

^ Уорд, А. (1972). Бриллианты пике, обработанные лазером, растут на мировых рынках. Ювелирный круглый краеугольный камень, 143 (3), 98–100.
^ Бриллианты повышенной чистоты, просверленные лазером
^ Jump up to: ^а ^б «Алмазы с трещинами» . Глоговские бриллианты .
^ Недавний отчет GIA за 2004 год о том, что алмаз с трещинами изменил свой цвет на розовый. Архивировано 18 декабря 2007 г. в Wayback Machine (Gems and Gemology, 2004).
^ Крукс, Уильям, сэр (1909). «Алмазы: глава, посвященная обработке алмазов, фосфоресценции и облучению отдельных алмазов» . Farlang.com . {{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) — комментарий Крукса к его экспериментам 1904 года.
^ «Подробности алмазного лечения» . ibraggiotti.com . 2007.

Ссылки

О'Донохью, Майкл, и Джойнер, Луиза (2003). Идентификация драгоценных камней , стр. 28–35. Баттерворт-Хайнеманн, Великобритания. ISBN 0-7506-5512-7
Прочтите, Питер Г. (1999). Геммология (2-е изд.), стр. 167–170. Баттерворт-Хайнеманн, Великобритания. ISBN 0-7506-4411-7
Вебстер, Роберт, и Рид, Питер Г. (ред.) (2000). Драгоценные камни: их источники, описания и идентификация (5-е изд.), стр. 683–684, 692–696. Баттерворт-Хайнеманн, Великобритания. ISBN 0-7506-1674-1
Коллинз А.Т., Коннор А., Ли К.-Х., Шариф А. и Спир П.М. (2005). Высокотемпературный отжиг оптических центров алмаза I типа. Дж. Прил. Физ. 97 083517 (2005) дои : 10.1063/1.1866501 .

[1] Уорд, А. (1972). Бриллианты пике, обработанные лазером, растут на мировых рынках. Ювелирный круглый краеугольный камень, 143 (3), 98–100.

[2] Бриллианты повышенной чистоты, просверленные лазером

[:0-3] Jump up to: ^а ^б «Алмазы с трещинами» . Глоговские бриллианты .

[GIA_pink_diamond-4] Недавний отчет GIA за 2004 год о том, что алмаз с трещинами изменил свой цвет на розовый. Архивировано 18 декабря 2007 г. в Wayback Machine (Gems and Gemology, 2004).

[crookes-5] Крукс, Уильям, сэр (1909). «Алмазы: глава, посвященная обработке алмазов, фосфоресценции и облучению отдельных алмазов» . Farlang.com . {{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) — комментарий Крукса к его экспериментам 1904 года.

[Diamond_Treatments-6] «Подробности алмазного лечения» . ibraggiotti.com . 2007.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]