Qual é a diferença entre diamantes sintéticos e reais?

Os diamantes criados em laboratório e os diamantes naturais são basicamente idênticos do ponto de vista químico, mas há pequenas diferenças entre os dois conjuntos de pedras. Nós sempre sabemos qual é qual. Os testes de laboratório que permitem a identificação estão, no entanto, bastante envolvidos. Os principais laboratórios de teste de gemas podem realizar esses testes como um serviço para o cliente.

Aqui está um resumo de alguns desses testes que nos permitem diferenciar entre diamantes sintéticos e diamantes naturais. Ajuda se você tem formação em química e física em nível universitário, para muito do que se segue:

  1. Os diamantes fabricados no processo de fluxo de alta pressão e alta temperatura, HPHT, contêm pequenos traços de metais que foram usados ​​no processo de fabricação, para atuar como um fluxo e catalisadores. Metais como níquel, cobalto e ferro. Esses fragmentos de metal nos diamantes HPHT são visíveis ao microscópio. Eles são pretos ou cinza com um brilho metálico na luz refletida. Na luz transmitida, as inclusões metálicas parecem opacas.
  2. Muitos diamantes sintéticos produzidos em HPHT são atraídos por ímãs fortes devido aos fragmentos de metal alojados no diamante.
  3. A concentração de níquel, ferro e cobalto metálico em um diamante HPHT pode ser medida através de um microscópio eletrônico de varredura acoplado a um espectrômetro de absorção de raios-X, ou seja, uma máquina SEM-EDX.
  4. O conteúdo metálico dos diamantes HPHT também pode ser medido através do uso de um espectrômetro de ressonância magnética nuclear de estado sólido.
  5. A maioria dos diamantes sintéticos com qualidade de gema HPHT são de cor amarela, amarela-laranja ou marrom-amarela. Estes são diamantes do tipo Ib.
  6. HPHT perto de diamantes sintéticos incolores são muito raros e são do tipo IIa.
  7. Os diamantes cultivados com CVD sintéticos incolores são diamantes do tipo IIa.
  8. Esses vários "tipos" podem ser estabelecidos executando o espectro UV-Visível e Infravermelho do diamante.
  9. Os diamantes HPHT produzidos a partir de um fluxo metálico têm uma morfologia cubo-octaédrica característica. Em contraste, os diamantes naturais exibem tipicamente uma forma octaédrica comumente modificada por crescimento ou dissolução.
  10. Qualquer face cúbica que ocorre nos diamantes naturais é gravada e irregular, enquanto nos diamantes sintéticos essas faces parecem suaves.
  11. Os diamantes sintéticos HPHT exibem padrões de zoneamento de cores de duas, três ou quatro vezes associados à simetria do cristal cúbico do diamante.
  12. Uma refração dupla anamólica extremamente forte, que assume a forma de uma cruz quando observada sob polarizadores cruzados é outra indicação importante de um diamante sintético.
  13. Em várias pedras de diamante sintéticas, um padrão de fluorescência em forma de cruz é visível quando a pedra é observada sob uma lâmpada ultravioleta.
  14. O zoneamento de cores nos diamantes sintéticos é ainda mais proeminente sob a radiação ultravioleta de ondas curtas, como o instrumento DTC DiamondView, ou através de bombardeio de elétrons, ou seja. catodoluminescência.
  15. Muitos sintéticos mostram uma fluorescência mais forte à luz ultravioleta de ondas curtas do que à luz ultravioleta de ondas longas. Os diamantes naturais normalmente são mais fortes à luz de LWUV.
  16. Até onde sei, não foram observados produtos sintéticos que mostrem um espectro de cabo do diamante tipo Ia.
  17. A observação da linha do cabo a 415nm na faixa espectral violeta mostra claramente que a pedra é um diamante natural.
  18. Cerca de 98% dos diamantes naturais são do tipo Ia, enquanto a maioria dos diamantes sintéticos são do tipo Ib. O instrumento DTC Diamond Sure (que é um espectrômetro automatizado visível por UV) é uma maneira fácil e conveniente de verificar se uma pedra polida é um diamante do tipo Ia, analisando positivamente 98% dos diamantes naturais. Testes adicionais são realizados com 2% de diamantes que serão reprovados no teste DTC para confirmar se é uma pedra natural ou sintética.
  19. Os diamantes sintéticos rosa criados pelo tratamento de irradiação têm linhas de espectro de absorção UV-Visible a 595nm e 637nm, respectivamente.
  20. Diamantes sintéticos azuis e verdes criados por irradiação mostram a linha de absorção de GR1 induzida por radiação a 741nm.
  21. Os diamantes azuis sintéticos de tipo IIb dopados com boro são comumente de menor nitidez e raramente excedem 0,5 quilates em peso.
  22. Quando expostos a sintéticos do tipo IIb azul claro ultravioleta de ondas curtas, mostram uma fosforescência amarelada, azulada ou esverdeada que dura mais de 30 segundos.
  23. Os diamantes HPHT incolores também mostram fosforescência dessa maneira que geralmente dura mais de 60 segundos.
  24. Diamantes sintéticos CVD incolores normalmente mostram uma fluorescência laranja quando observados no instrumento DiamondTC DTC ou quando excitados por elétrons na catodoluminescência.

Aí está !

A ciência tem muito mais do que química no ensino médio!

Um diploma ou um mestrado em uma disciplina de ciências físicas ajudará se você deseja seguir a literatura científica neste campo, ou se deseja treinar como Gemmogist (Gemologist: ortografia americana).

Um laboratório de testes de gemas, como o GIA, realizará todos esses testes. As máquinas SEM-EDX e RMN custam somas de 6 e 7 dígitos, portanto esses testes específicos não podem ser realizados em casa!

Lâmpadas UV, lupas e espectroscópios de mão são os instrumentos baratos mencionados acima. O GIA vende microscópios de luz visível para examinar diamantes por cerca de US $ 4000.

Diferenças químicas entre os vários "tipos" de diamante:

Inclusões metálicas visíveis ao microscópio em diamantes sintéticos HPHT:

Padrões de zoneamento 4 vezes maiores, refração anamólica dupla, vistos em diamantes sintéticos HPHT com morfologia cubo-octaédrica

Padrões de zoneamento típicos para pedras diamantadas naturais, sintéticas HPHT e CVD, respectivamente, observadas no instrumento DTC DiamondView; (padrão de degrau estreito paralelo em pedra natural, padrão de 4 vezes em sintético HPHT e padrão de leque em sintético CVD):

Instrumento DTC DiamondSure:

Um microscópio eletrônico de varredura:

Dados de saída SEM-EDX mostrando a composição elementar da amostra (área do pico proporcional à concentração):

Acessório de catodoluminescência ao microscópio eletrônico:

Um espectrômetro de ressonância magnética nuclear de estado sólido: