Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™”
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Українське мінералогічне товариство
2011
|
| Назва видання: | Записки Українського мінералогічного товариства |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57328 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” / І.О. Ємельянов, О.В. Грущинська, О.Р. Бєлєвцев // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 69-73. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-57328 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-573282014-03-08T03:01:28Z Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” Ємельянов, І.О. Грущинська, О.В. Бєлєвцев, О.Р. Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства 2011 Article Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” / І.О. Ємельянов, О.В. Грущинська, О.Р. Бєлєвцев // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 69-73. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 2218-7472 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57328 549.08+549.211 uk Записки Українського мінералогічного товариства Українське мінералогічне товариство |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства |
| spellingShingle |
Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства Ємельянов, І.О. Грущинська, О.В. Бєлєвцев, О.Р. Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” Записки Українського мінералогічного товариства |
| format |
Article |
| author |
Ємельянов, І.О. Грущинська, О.В. Бєлєвцев, О.Р. |
| author_facet |
Ємельянов, І.О. Грущинська, О.В. Бєлєвцев, О.Р. |
| author_sort |
Ємельянов, І.О. |
| title |
Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” |
| title_short |
Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” |
| title_full |
Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” |
| title_fullStr |
Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” |
| title_full_unstemmed |
Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” |
| title_sort |
сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "diamondview™” |
| publisher |
Українське мінералогічне товариство |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57328 |
| citation_txt |
Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу "Diamondview™” / І.О. Ємельянов, О.В. Грущинська, О.Р. Бєлєвцев // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 69-73. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| series |
Записки Українського мінералогічного товариства |
| work_keys_str_mv |
AT êmelʹânovío sučasnadíagnostikaprirodnihíštučnihalmazívízzastosuvannâmpriladudiamondview AT gruŝinsʹkaov sučasnadíagnostikaprirodnihíštučnihalmazívízzastosuvannâmpriladudiamondview AT bêlêvcevor sučasnadíagnostikaprirodnihíštučnihalmazívízzastosuvannâmpriladudiamondview |
| first_indexed |
2025-07-05T08:32:30Z |
| last_indexed |
2025-07-05T08:32:30Z |
| _version_ |
1836795141822611456 |
| fulltext |
��ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
Ювелірний ринок заповнений діамантами різного по-
ходження, тому надзвичайно актуальною є проблема їх
діагностики. Діаманти, які виготовлені із кристалів штуч-
ного алмазу, досить складно відрізнити від природного
алмазу.
Нижче розглянуто основні методи синтезу ювелірно-
го алмазу і один із сучасних методів діагностики діаман-
тів різної природи.
Методи синтезу алмазів. Перші штучні алмази от-
римала шведська компанія ASEA. Під час синтезу цих ал-
мазів застосовували метод високих тиску і температури,
так званий HPHT (High Pressure High Temperature). Його
широко використовували в усьому світі, поки у 2003 р.
компанія “Appollo Diamonds” не розробила новий метод
синтезу, відомий як технологія осадження з газу — CVD
(Chemical Vapor Deposition) [1, 3].
Синтез за технологією НРНТ. Для того щоб отрима-
ти необхідні умови для синтезу, були створені спеціальні
пристрої. Найпопулярніші з них — преси системи BELT
і безпресова система БАРС (Безпресовий Апарат “Розрі-
зана Сфера”).
В апараті системи BELT використовують величезний
гідравлічний прес з ковадлами у формі кілець, звідси і
походить назва “belt” (“пояс”). Принцип роботи апара-
ту: у верхній частині ростової камери за більш високих
температур знаходиться порошок штучного алмазу; роз-
плавлений метал-каталізатор примушує атоми вуглецю з
цього порошку переходити в розчин у нагрітій зоні; опи-
нившись у розчині, атоми вуглецю вільно мігрують у бік
прохолоднішого кінця камери, де містяться дрібні штучні
або природні кристали-зародки. Вуглець кристалізуєть-
ся на зародках, у такий спосіб виростає великий кристал
штучного алмазу.
В апараті системи БАРС тиск утворюють за допомо-
гою двох комплектів ковадел. Зовнішній комплект скла-
дається з 8 ковадел, які створюють порожнину у формі
октаедра. Посередині знаходиться набір із 6 додаткових
ковадел, що створюють порожнину кубічної форми, в
якій розміщена ростова камера. Ці комплекти ковадел
знаходяться посередині двох півсфер — звідси походить
друга назва технології БАРС — “розрізана сфера”. Умови
© І.О. ЄМЕЛЬяНОВ,
О.В. ГРУЩИНСЬКА,
О.Р. БЄЛЄВЦЕВ, 2011
УДК 549.08+549.211
І.О. ЄМЕЛЬяНОВ 1, О.В. ГРУЩИНСЬКА 2, О.Р. БЄЛЄВЦЕВ 1
1 Державний гемологічний центр України
04119, м. Київ, вул. Дегтярівська, 38—44
2 Київський національний університет імені Тараса Шевченка
03022, м. Київ, вул. Васильківська, 90
СУЧАСНА дІАГНОСТИКА ПРИРОдНИх І шТУЧНИх АЛМАЗІВ
ІЗ ЗАСТОСУВАННяМ ПРИЛАдУ “DIAMONDVIEwTM”
�0 ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
І.О. Ємельянов, О.В. Грущинська, О.Р. Бєлєвцев
синтезу: температура 1350—1700 °С, тиск 5,5—6,5 ГПа, як каталізатор вико-
ристовують залізо, манган, нікель та інші перехідні метали [2].
Синтез за технологією CVD. За цим методом алмаз утворюється завдя-
ки хімічному осадженню газової фази — це так звана технологія CVD. Після
винаходу цього методу тривалий час було складно отримати кристали ювелір-
ної якості, але у 2003 р. компанія “Appollo Diamonds” повідомила про синтез
монокристалів алмазу, придатних до подальшого ограновування у діаманти [1,
3]. Принцип методу: вуглецевмісний газ (найчастіше метан у суміші з воднем)
подають у реакційну камеру, де під дією високотемпературної плазми його
молекули руйнуються. За температури 800—1000 °С проходить кристалізація
вуглецю на субстраті [2].
Діагностика алмазів за допомогою приладу “DiamondViewTM”. Саме
через появу на ринку ювелірних виробів із штучних алмазів виникла потреба їх-
ньої надійної діагностики [1—4]. Необхідно було встановити критерії, які б дали
змогу відрізняти природний алмаз від його штучного аналога. Тоді компанія “De
Beers” розробила нескладний, але ефективний прилад — “DiamondViewTM”,
за допомогою якого з високим ступенем достовірності відрізняють природні
алмази від їх штучних аналогів. На приладі можна працювати з ювелірними
вставками та виробами розміром від 0,05 до 10 карат (рис. 1).
В основу роботи приладу покладено опромінення зразка УФ-хвилями зав-
довжки 225 нм (короткі хвилі). Під час опромінення спостерігається флуорес-
ценція досліджуваного зразка, автоматично фіксується фосфоресценція, ста-
ють помітними видимі структури росту, які відображають умови кристалізації
алмазу. Морфологія кристала алмазу відбиває процес його росту. Форми при-
родних кристалів досить різноманітні, найхарактернішою є октаедр (рис. 2).
Такі форми, як куб і ромбододекаедр, трапляються рідко. На рис. 2, а показано
октаедр природного алмазу. Якщо зробити розріз у площині 1—2—3—4, по-
містити зразок у “DiamondView™” і збудити УФ-світлом, то зображення, що
дає прилад, буде нагадувати зображення, яке показано на рис. 2, б. Добре по-
мітні структури росту по кубу та октаедру. Домінуючий колір флуоресценції
природних алмазів — синій, також можлива жовта, зелена флуоресценція або
комбінації цих кольорів.
Умови утворення штучних алмазів сприяють розвитку декількох форм
кристала, зокрема октаедричних, кубічних, додекаедричних, тетрагонтриокта-
едричних {113} та інших. Поглинання домішок є різними для різних зон рос-
ту, і це виявляється в характерних фігурах флуоресценції штучних каменів,
Рис. 1. Зовнішній вигляд (а) і внутрішня будова (б) робочої частини приладу “Dia-
mondViewTM”
�1ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу “DiamondViewТМ”
які досить часто виглядають як хрест, пісковий годинник або знак “стоп”
(рис. 3).
Умови проведення експерименту. У лабораторії Державного гемологіч-
ного центру України (ДГЦУ) за допомогою приладу “DiamondView™” було
проаналізовано 23 ограновані вставки штучних алмазів та 15 — природних
алмазів. Штучні зразки були представлені безбарвними, блакитними та жов-
тими огранованими вставками. Зразки природних алмазів — безбарвні та жов-
туваті камені з колекції ДГЦУ. Огранування каменів — Кр-57, маса від 0,16 до
0,57 кар. Для покращення візуалізації та чіткішого відображення структур рос-
ту в досліджуваних зразках були використані певні параметри налаштування
якості зображення (див. таблицю).
Інтен-
сив-
ність, %
Інтеграція,
s Гамма Мінімальне
збудження
Діафраг-
ма, %
Зупинка
поля, %
Поліпшен-
ня, db
Половин-
на потуж-
ність, %
Темний
знімок
Видиме світло
53 0,053—0,161 Увімкнено — 18—41 — 2,52—3,72 — —
УФ-світло
— 0,032—0,203 Увімкнено або
вимкнено
Вимкнено 20—49 6—62 1,39—5,78 50 Вимкнено
Рис. 2. Зображення структур
росту в природному алмазі під
час ультрафіолетового збуджен-
ня в DiamondView™: а — схе-
матичне зображення природного
октаедру алмаза; б — розріз у
площині 1—2—3—4
Рис. 3. Утворення штучних алмазів: а — кристал, вирощений за методом HPHT; б — вер-
тикальний зріз кристалу; характерні фігури флуоресценції, що спостерігаються за допо-
могою приладу DiamondViewTM; схематичний рисунок розрізу: в — по площині В, г — по
площині А
�2 ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
І.О. Ємельянов, О.В. Грущинська, О.Р. Бєлєвцев
Діагностика природних алмазів. Кольори флуоресценції алмазів залежно
від природи каменю можуть бути синіми, зеленими або червоними. У природ-
них каменях, на відміну від штучних, флуоресценція однорідніша або принаймні
зональна. Фосфоресценція природного алмазу, як правило, дуже слабка або від-
сутня взагалі. Під час росту алмаз здатний захоплювати дрібні кристали різних
мінералів, які потім можна спостерігати у вигляді дрібних включень у ньому.
При УФ-світлі чітко фіксуються структури, характерні для природного ал-
мазу. Добре видно форми росту за октаедром і кубом. Кольори, інтенсивність
та поширення флуоресценції у природних алмазах кардинально відмінні від
тих, що спостерігаються у штучних. Якщо у штучних алмазах частіше прояв-
лені блочні або з невиразною формою малюнки люмінесценції, то в природ-
них — структури зонального росту типу “річних кілець” (рис. 4).
Чітко проявлені повні фігури росту трапляються не дуже часто. Як пра-
вило, в УФ-світлі спостерігаємо ділянки фігур або навіть невеликі залишки.
Характерний колір, рівномірність люмінесценції й типові природні фігури
росту дають змогу діагностувати природні камені в УФ-світлі за допомогою
“DiamondView™”. У деяких алмазах після їх опромінення УФ-світлом видно
фігури у вигляді полігональної сітки (рис. 4, б). Такі сітки є досить типовими
для природних алмазів, але їх ніколи не буде у штучних каменях.
Діагностика штучних алмазів, вирощених за методом HPHT. Криста-
ли штучного алмазу часто утворюють комбінації з гранями куба та октаедра,
в яких переважає кубічна форма. На відміну від нерівних граней природного
алмазу, штучні камені мають рівні грані з наявністю спіралей росту. Форма
кристалів штучних алмазів переважно ізометрична, вона більш витримана, ніж
у природних каменях. Флуоресценція залежить від кольору: безбарвні камені
Рис. 4. Природний діа-
мант. Огранування Кр-57:
а — рівномірна (синя)
флуоресценція з добре
проявленими фігурами
росту по октаедру; б —
помітні фігури росту у
вигляді полігональної
сітки
Рис. 5. Штучний діамант жовтого кольору, вирощений за методом HPHT. Вигляд з боку
корони, огранування КР-57. Добре помітна нерівномірна, зональна флуоресценція. Повною
мірою проявлені фігури росту по кубооктаедру
Рис. 6. Штучний діамант, вирощений за методом CVD. Дуже добре видно чітку смугастість
по поверхнях росту
Рис. 7. Флюоресценція з боку павільйону в боровмісній CVD-синтетиці. Видно сферичні
утворення (глобули)
��ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
Сучасна діагностика природних і штучних алмазів із застосуванням приладу “DiamondViewТМ”
мають блакитну; жовті, жовто-коричневі — жовто-зелену, зелену; червоні, ро-
жеві — червону, темно-червону; блакитні — блакитно-зелену.
Порівнюючи люмінесценцію штучних і природних каменів можна дійти
висновку, що флуоресценція штучних алмазів досить нерівномірна й інтенсив-
ніша, ніж у природних. У безбарвних і блакитних зразках алмазу після опромі-
нення їх УФ-світлом спостерігається інтенсивна фосфоресценція. Структури
росту по кубу та октаедру здебільшого виражені добре (рис. 5), проявлені знач-
ною мірою або фрагментарно. Досить часто спостерігаються металеві вклю-
чення металу-каталізатору, що також вказує на природу утворення каменя.
Діагностика штучних алмазів, вирощених за методом CVD. В алмазах,
отриманих за методом CVD, спостерігаються різні кольори флуоресценції: від
синіх, зелено-синіх до оранжевих. Для CVD-синтетики характерні деякі оз-
наки, що добре виявляються в УФ-світлі із застосуванням приладу “Diamond
View™”. Однією із таких типових рис є смужки (рис. 6), які видно на гранях
кристалів і які проявляються лише після УФ-опромінення. Вони зумовлені не-
рівномірним поглинанням домішок, у тому числі азоту, в процесі синтезу на
поверхнях росту.
Ще однією особливістю CVD-синтетики є наявність сферичних утворень
(рис. 7). Їхню появу пов’язують із нерівномірним поглинанням домішок у про-
цесі росту кристала. Ці глобули характерні тільки для алмазів, вирощених за
методом CVD, і не спостерігаються в інших штучних каменях, а тим більше у
природних алмазах.
Обговорення результатів та висновки. Оскільки більшість ювелірних
вставок є лише фрагментами природного кристала алмазу, то під час діагнос-
тики таких вставок за допомогою “DiamondView™” спостерігатимуться лише
певні структурні елементи росту кристала. Тому на якісну інтерпретацію зоб-
раження впливатиме орієнтація каменя в приладі. Деякі природні алмази мають
досить низьку флуоресценцію, тому отримуємо нечітке зображення, на якому
спостерігаємо лише окремі ділянки зразка. За таких обставин часто неможливо
достовірно встановити природу каменя. В огранованих вставках можуть бути
зростки кристалів, це теж треба враховувати під час дослідження діамантів за
допомогою приладу “DiamondView™”.
Діагностика зразків алмазів, синтезованих за технологією HPHT за допо-
могою приладу “DiamondView™”, здебільшого не викликає труднощів. За умо-
ви правильного встановлення та орієнтації досліджуваного зразка виявлення
структурних рисунків, притаманних штучним алмазам (хрест, пісковий годин-
ник або знак “стоп”), є простим завданням.
Якщо маємо справу з діагностикою каменя у закріпленому вигляді, резуль-
тат залежатиме лише від орієнтації зразка і робочої “незакріпленої” поверхні.
Якщо не можливо зорієнтувати камінь у закріпці, потрібно використовувати
інші методи діагностики.
СПиСОК ЛІТеРАТУРи
1. Пагель-Тайсен В. Все об оценке бриллиантов: Практич. пособие. — изд. 9, перераб. и
доп. / Пер. с англ. Т.В. Калюжной. — Донецк; Днепропетровск: АРТ-ПРеСС, 2008. —
324 с.
2. Солодова Ю.П., Николаев М.В., Курбатов К.К. и др. Геммология алмаза: Учебник. — М.,
2008. — 416 с.
3. Шуман В. Драгоценные и полудрагоценные камни: Пер. с нем. — М.: БММ АО, 2006. —
312 с.
4. Diamond View User Manual. — Diamond Trading Company Ltd, 2008. — 81 p.
|