Выращенные алмазы (синтетические)


Синтетический алмаз – созданная руками человека копия алмаза, которая имеет тот же химический состав, кристаллическую структуру, оптические и физические свойства, что и его природный аналог.

С алмазами человечество знакомо уже несколько тысячелетий. Но лишь в 1796 году была разгадана их углеродная природа, и почти 150 лет понадобилось для создания первых синтетических алмазов.

В 1950 году исследователи шведской компании ASEA впервые синтезировали крупнозернистый алмаз. Материал получил важное промышленное значение.

На протяжении многих лет ученые были уверенны, что алмаз может образовываться только в условиях высокого давления и высокой температуры, (HPHT). Действительно, первый коммерчески доступный "искусственный" алмаз был получен при высоком давлении и высокой температуре в 1956 году. Ювелирный рынок заволновался, когда компания General Electric (США) представила первые образцы синтетических алмазов вполне ювелирного качества. С тех пор в различных странах ученые неоднократно предпринимали попытки разработки технологий синтеза алмазов, и несколько таких разработок оказались удачными и нашли коммерческое применение.

В 1954 году, за два года до объявления синтеза НРНТ, был выдан патент на другой тип роста алмаза, процессаСhemical vapor deposition (CVD) - химического осаждения из газовой фазы. Сначала отчеты по синтетическим CVD алмазам ювелирного качества встретили со скептицизмом и не возвращались к ним еще много лет спустя. В конце 1980-х, ученые благодаря новым знаниям и технологиям смогли использовать процесс CVD.По-началу был освоен синтез пленочных алмазов для электронной.

Применяя различные режимы синтеза можно получать алмазы разных цветов: желтые, голубые, красные, коричневые.

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 при том, что аналогичный показатель природных бриллиантов составляет 65.7 миллиардов долларов. То есть практически половина существующих сегодня в мире алмазов - синтетические.

Начиная с 2012 года, когда Международный Геммологический институт (IGI) в Антверпене сообщил о получении на сертификацию партии мелких бриллиантов, значительная часть которых оказалась синтетическими, отраслевые СМИ стали уделять существенно большее внимание этой теме и возможным сценариям, по которым алмазный рынок будет работать в будущем с учетом распространения синтетических алмазов и бриллиантов.

В наше время коммерческое производство синтетических алмазов для промышленных и ювелирных целей осуществляет в более чем 2-х десятках стран по двум основным технологиям:

HPHT - (high-pressure high-temperature) термобарический метод, основан на кристаллизации алмаза из расплава углерода при высокой температуре и при высоком давлении, при участии металлических катализаторов;

CDV - (chemical vapor deposition ) метод, основанный на осаждении алмаза в виде пленки из газовой фазы, то есть из плазмы газообразного углерода, созданной с помощью электрической дуги.

Синтетические HPHT-бриллианты компании New Diamond Technology(Россия) 4,30 сt D SI1 и 5,11 сt K I1


Синтетические HPHT-бриллианты компании AOTC Group


Синтетический CVD бриллиант 0,32 ct цвет G - выглядит абсолютно как природный


Синтетический CVD тип Ib бриллиант 0,40 ct огранки «Принцесса» Fancy Yellow


Синтетический CVD бриллиант 1,50 ct Fancy Dark gray - редкий для этого метода цвет


Синтетические CVD бриллианты 0,64 сt и 0,43 ct Fancy Deep green-blue и Fancy Deep greenish blue

Несколько отличается, хотя и основана на аналогичных принципах, технология кристаллизации алмаза по методу"BARS", разработанная советскими и российскими учеными и реализованная промышленно впервые в США в 2004 году.

С 2006 года производителями синтетических бриллиантов применяется также процедура повторного HPHT-облагораживания синтетического материала, которая позволяет незначительно улучшить чистоту камней и значительно улучшить цвет, вплоть до приведения цвета желтых бриллиантов до стандартов J-I и примерно в 3-5% случаев даже выше - вплоть до D-E!

По докладу DTS (Diamond Trading Company) - аналитической и маркетинговой компании, изучающей рынок бриллиантов, ежегодно в ювелирную индустрию поступает около 200 тонн синтетических алмазов и бриллиантов! Рынок цветных бриллиантов весом до 1 карата на 99% состоит из синтетических камней, так как коммерчески они уже намного выгоднее, чем облагороженные облученные природные бриллианты.

Пока лишь бриллианты весом более 3-х карат более или менее остаются "вне подозрения" в их природности, так как по признанию специалистов (комментарий доктора Рассела Хэмли) выращивать кристаллы весом более 3-х карат возможно, но очень сложно, и коммерчески уже не интересно. Крупнейший на сегодняшний день известный синтетический ограненный бриллиант, изготовленный с исследовательскими целями, весит 34.80 карат. Но, по признанию того же доктора Рассела Хэмли, технически возможно производить ювелирного качества кристаллы весом до 300 карат.


Идентификация синтетических бриллиантов

Представители Де Бирс, так и все крупнейшие геммологические центры четко утверждают, что на сегодняшний день распознаванию поддаются 100% синтетических алмазов и бриллиантов .

В большинстве случаев синтетические бриллианты невозможно отличить от природных невооруженным глазом, в лупу или микроскоп, поэтому геммологические лаборатории разных стран активно используют новейшие инструментальные методы, и при их применении диагностика синтетических камней не вызывает особых сложностей.

Общий совет – для того чтобы быть на 100% уверенным в том, что продаваемый Вам бриллиант является природным, следует запрашивать экспертное заключение (сертификат) на камень, полученное в известной геммологической лаборатории.

Тем не менее для потребителей бриллиантов, в особенности - для ювелиров, можно дать несколько советов, чтобы избежать нежелательных убытков. Желательно иметь сильную, не менее 20х лупу, микроскоп, спектрометр (можно портативный), источник ультрафиолета и сильный магнит..

Вот несколько рекомендаций (от доступных до лабораторных способов идентификации синтетических бриллиантов):

1. Лазерное клеймо. Часть синтетических бриллиантов имеет на рундисте лазерное метка, указывающее на искусственное происхождение камня.

2. Зона вторичной интерференции. Не всегда, но очень часто, если синтетический бриллиант положить площадкой на чистый белый лист, по краю, вдоль рундиста будет заметно что-то на подобие белой полосы, зоны вторичной интерференции.. Связано это с тем, что при росте в расплаве более легкие изотопы "всплывают".... Если эффекта «белой зоны» нет у бриллианта, это еще не гарантирует его природности, но если эффект заметен - гарантирует синтетичность.

3. Магнетизм. Синтетические бриллианты в большинстве случаях реагируют на очень сильный магнит.

4. Полное отсутствие внутренних дефектов. Отсутствие заметных включений под лупой 20х, а уж тем более под микроскопом, дает повод задуматься, и подтверждает необходимость обращения в лабораторию.

5. Спектроскопия. Спектр синтетического HPHT-бриллианта не всегда, но нередко (зависит от класса спектрометра) покажет наличие линий железа и никеля (катализаторы при процессе синтеза), зерна которых не видны даже в самый мощный оптический микроскоп.

6. Анализ флюоресценции – весьма доступный метод. Флюоресценция природных бриллиантов чаще всего голубая, если присутствует. Флюоресценция HPHT-синтетики желто-зеленая либо желтая. Флюоресценция в коричневой 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.

7. В достаточно сильный микроскоп (80х и выше) синтетика показывает заметную зернистость. Природные бриллианты всегда огранены их монокристаллов, синтетические представляют из себя массив сросшихся "супер-микро"-монокристаллов.

8. Катодно-люминесцентная съемка для HPHT-синтетических кристаллов всегда покажет перекрестно наслоенные зоны роста. То есть кристаллы растут сначала снизу вверх, потом слева направо.

9. Если 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.

10. Фосфоресценция HPHT-синтетики. После выключения источника ультрафиолета HPHT-синтетические бриллианты очень короткое время продолжают светиться, фосфоресцировать.

11. Зональность окраски. Границы зон с различной интенсивностью окраски у природных бриллиантов спорадические и вариантивные. У синтетических бриллиантов - всегда прямые, и пересекаются под прямым углом.

12. Инфракрасная спектрометрия по методу Фурье и Рамановская спектрометрия с возбуждающим лазером - дают 100% гарантию идентификации синтетического бриллианта (подобным оборудованием обладают даже не все геммологические лаборатории).

13. Новейшие, специально разработанные Де Бирс приборы для более быстрого и легкого определения синтетических и облагороженных бриллиантов:


Прибор «DiamondSure»

DiamondSure - портативный прибор, основанный на анализе абсорбции света бриллиантом, точнее сказать - на изменениях абсорбции света за счет микроэлементных включений.

Более продвинутая версия - DiamondSure, совмещенный с SSEF DiamondSpotter. Анализируется абсорбция света в видимом спектре и абсорбция коротковолнового UV излучения, позволяет четко разделить бриллианты I и II структурного типа, что является важнейшей частью процесса идентификации алмазной синтетики.

DiamondSure быстро и эффективно осуществляет измерение параметров и не требует интерпретации результатов со стороны пользователя. Камни весом от 0,01 карата и до 10 с лишним каратов помещаются в приемное устройство прибора, и в течение нескольких секунд DiamondSure отображает результат с учетом зарегистрированного и проанализированного спектра поглощения камня. Средние результаты, полученные в ходе проверки сотен тысяч бриллиантов, показывают, что около 98% природных камней проходят проверку и не требуют дополнительного тестирования. Все камни-имитаторы и синтетические бриллианты, вместе примерно с 2% природных бриллиантов, дают результат, указывающий на необходимость их передачи в другую инстанцию, где эти камни должны подвергнуться дальнейшим испытаниям в целях определения их происхождения. Такие испытания могут быть проведены с использованием другого прибора DiamondView. Следует отметить, что DiamondSure не предназначен для проверки коричневых бриллиантов, где показатель отправки на дополнительные исследования для природных бриллиантов будет значительно выше, чем 2%. Конструкция приемного устройства прибора такова, что DiamondSure также может быть использован для тестирования бриллиантов в различных оправах - единственное требование состоит в том, чтобы у приемного устройства был непосредственный контакт с площадкой каждого камня в оправе.


Прибор «DiamondView»

Прибор основан на анализе люминесценции бриллиантов. Он объединяет в себе функции источника коротковолнового ультрафиолетового излучения и электронного микроскопа с высоким увеличением и позволяет диагностировать бриллианты и синтетические ограненные алмазы ординарных и фантазийных цветов.

DiamondView использует источник специально отфильтрованного ультра-фиолетового излучения, дабы генерировать флюорисцентное изображение поверхности камней, отправленных прибором DiamondSure на дополнительную проверку. В синтетических бриллиантах видны очертания секторов роста и другие признаки, которые выявляет DiamondView в этих особых условиях освещения. Пользователь с относительно ограниченным уровнем подготовки, руководствуясь примерами изображений, в состоянии идентифицировать синтетические бриллианты на основании этих изображений секторов роста. Так как этот прибор требует от пользователя определенной интерпретации результатов и подготовки, его чаще используют в условиях сертификационных лабораторий. В приборе используется адаптер, дающий возможность визуализации отдельных камней, установленных в ювелирных изделиях (обычно это кольца с бриллиантами-солитерами и серьги).

Приборы DiamondSure и DiamondView предназначены для использования в сочетании друг с другом соответственно для отбора и распознания синтетических бриллиантов.


Прибор «Automated Melee Screening Device», AMS

Прибор для автоматизированного скрининга мелких бриллиантов (Automated Melee Screening Device, AMS) представляет собой автоматизированный вариант DiamondSure с некоторыми дополнительными функциями, с тем чтобы процент отправки камней размером от 0,01 карата до 0,2 карата на дополнительные исследования был как можно ниже. В этот компактный прибор можно загрузить до 500 каратов мелких неоправленных камней категории «melee», которые засыпаются в бункер, а затем автоматически помещаются в приемное устройство прибора и далее разделяются на соответствующие категории со скоростью 360 камней в час. Этот прибор разработан для того, чтобы сделать проверку бриллиантов категории «melee» более рентабельной, чем если бы они проверялись на DiamondSure.


Прибор «DiamondPlus»

DiamondPLus в первую очередь предназначен для выявления природных камней типа II, подвергшихся обработке высокой температурой и давлением - как правило, в условиях сертификационной лаборатории в связи с необходимостью погружать камни в жидкий азот при проведении измерений. Такой обработке, как правило, подвергаются природные коричневые бриллианты типа II с тем, чтобы удалить коричневый цвет. Выявление такой обработки является сложным процессом, который, как правило, осуществляется в геммологической лаборатории. DiamondPLus предназначен для упрощения и ускорение этого процесса путем записи, анализа и отображения результатов измерений лазерной флуоресценции, причем каждый камень исследуется в течение примерно 20 секунд. Прибор выдает результат «Прошел» (Pass) или «На дополнительную проверку» (Refer).

Тесты показывают, что этот прибор сокращает количество отправленных на дополнительную проверку камней, которые требуют более сложных лабораторных исследований, примерно на 50%. Прибор также определяет признак, который обычно наблюдается в синтетических бриллиантах, полученных методом CVD и выпускаемых сейчас промышленностью в больших количествах.

В целях выявления потока поступающих на рынок синтетических алмазов, Геммологический институт Америки (GIA), в свою очередь создал прибор, различающий природные алмазы и искусственно созданные камни.

Новое устройство DiamondCheck предназначено для экспресс-проверки алмазов дилерами и предлагается для установки на всех алмазных биржах мира. DiamondCheck, основанное как раз на ИК спектроскопии, позволяет отличать алмазы от их имитаций, а также выявлять подозрительные алмазы, которые уже в Лаборатории могут точно отнести к числу природных или искусственных.

Устройство под названием DiamondCheck работает на программном обеспечении GIA и использует 3D визуализацию, определяя алмазы, как «натуральные», «не являющиеся алмазами», или третий вариант – «подлежащие дальнейшему тестированию в лаборатории», в случае, когда результат первоначального обследования неясен. Несмотря на то, что прибор может тестировать одновременно лишь один камень, программе требуется всего лишь 10 секунд, чтобы выдать результат.

У природных алмазов есть определенные химические особенности, и DiamondCheck способен определять эти едва различимые особенности, что делает его настолько точным.

GIA установит приборы DiamondCheck в Клубе алмазных дилеров (DDC) в Нью-Йорке, а затем на крупнейших алмазных биржах в Израиле, Южной Африке, Дубае, Гонконге, Шанхае и Токио и Индийской алмазной биржи (Bharat Diamond Bourse, BDB). Детектор довольно прост в использовании, и специалисты GIA будут обучать персонал бирж работе с прибором.

Как один из инструментов GIA, DiamondCheck продается за 23 900 долларов. Тем не менее, GIA предоставит прибор каждой бирже совершенно бесплатно.

Алмазная лаборатория HRD Antwerp (основной владелец Антверпенский всемирный алмазный центр (Antwerp World Diamond Centre, AWDC), который представляет бельгийскую алмазную промышленность с 1973 года), недавно ввела в эксплуатацию прибор M-Screen, для автоматизированного скрининга «меле». Он обеспечивает сверхбыстрый скрининг круглых бриллиантов весом от 1 до 20 пойнтов (от 0,01 до 0,20 карат), позволяя различать природные камни, а также камни, потенциально выращенные в лабораториях, прошедшие высокотемпературную обработку под высоким давлением (HPHT) или имитации со скоростью в несколько раз выше, чем у ближайшего конкурента (GIA).

В дополнение к вводу в эксплуатацию устройства M-Screen HRD Antwerp с 15 ноября 2015 года предоставляет услугу по скринингу в стенах лаборатории в Антверпене.

Важно, чтобы все бриллианты - природные, выращенные в лабораторных условиях и подвергнутые НРНТ-обработке, а также имитаторы бриллиантов - были идентифицированы для поддержания доверия во всем алмазопроводе.