Определение природных бриллиантов

Определение Лабораторно-выращенных бриллиантов

В данной статье содержится информация по наиболее распространённым методам проверки выращенных бриллиантов, доступным на рынке.

Бриллиантам, выращенным в лаборатории, удалось ворваться в мир ювелирных изделий около десяти лет назад, предоставив высококачественные драгоценные камни по привлекательным ценам.
Часто называемые «лабораторно-созданными», «синтетическими», «искусственными», «выращенными в лаборатории» или просто «LG», эти бриллианты принесли новый интерес среди торговцев.
Однако вскоре возникли опасения по поводу сложности идентификации и отделения выращенных в лаборатории алмазов от природных. Лабораторно выращенные алмазы выглядят оптически идентично их природным аналогам, и без явных включений их почти невозможно отличить, даже профессиональным взглядом.

Как определить выращенные бриллианты
Инструменты для длинноволнового и коротковолнового ультрафиолетового излучения.

На данный момент искусственные бриллианты можно точно определить только с помощью продвинутых инструментов и технологий, которые выявляют свойства, невидимые невооруженным глазом. Однако большинство из этих методов требуют глубокого научного понимания и доступа к современным спектрометрам и визуализационным инструментам для записи и отображения диагностических особенностей.
С точки зрения бюджета и знаний, получение такого уровня научной лабораторной экспертизы практически невозможно для индивидуальных ювелиров, геммологов и оценщиков.

Чтобы упростить процесс для торговцев и помочь им преодолеть барьер знаний, на рынок были представлены упрощенные версии сложных инструментов. Эти более доступные устройства, иногда называемые «алмазными скринерами» или «DVI» (инструменты проверки алмазов), предназначены для обслуживания среднего розничного продавца. (В рамках этой статьи термин «скринеры» будет использоваться для описания этих инструментов.)

Концепция определения выращенных бриллиантов

Прежде чем углубляться в технологии скрининга, необходимо рассмотреть несколько научных фактов.

Примеси атомов азота изначально присутствуют в виде отдельных атомов, распределенных внутри углеродной кристаллической структуры природного алмаза. За миллионы лет атомы азота постепенно перемещаются внутри кристалла и образуют связи, когда встречаются друг с другом.
Эти связанные пары атомов азота могут увеличиваться в группы из трех или даже четырех атомов.

Наличие агрегированных азотных дефектов в алмазе, часто называемого «типом Ia», четко указывает на его природное происхождение, поскольку эти дефекты формируются в течение длительного периода. Примерно 98% природных алмазов относятся к категории типа Ia и демонстрируют такие структуры.

Для сравнения, менее 2% природных алмазов имеют очень низкий уровень азота и классифицируются как «тип II». Почти все бесцветные и почти бесцветные выращенные в лаборатории алмазы производятся как безазотные алмазы типа II, аналогичные этим редким природным алмазам типа II. На самом деле создание выращенного в лаборатории алмаза типа Ia (с агрегированным азотом) чрезвычайно сложно.

Это означает, что природные и выращенные в лаборатории алмазы можно быстро сортировать, проверяя характеристики, связанные с определенными типами алмазов или техниками выращивания.
Однако это быстрая предварительная сортировка, и любые оставшиеся алмазы с другими результатами потребуют дальнейшей углубленной проверки.

Большинство скринеров делают именно это, с помощью каждой технологии проверяя свойства, связанные с происхождением алмазов.
Их основная цель — анализировать одну или две отличительные характеристики, специфичные для природных или выращенных в лаборатории алмазов.

Идея этих скринеров проста — не требуется понимания лежащей в основе науки. Устройство предоставляет четкий визуальный (кодированный цветом) или бинарный (прошел/требуется проверка) ответ, что обеспечивает пользователю уверенность и простоту использования.

Доступные технология опеределения выращенных бриллиантов

Существует множество производителей и более 50 моделей тестеров на рынке. Вместо того чтобы рассматривать каждую модель, в этой статье представлены и оценены общие технологии, используемые в этих устройствах, а также их эффективность.

Длинноволновая/коротковолновая УФ-флуоресценция при определении природных и выращенных бриллиантов

Эти устройства включают закрытую темную камеру и два источника света: длинноволновое ультрафиолетовое излучение (LWUV; 365 нм) и коротковолновое ультрафиолетовое излучение (SWUV; 254 нм). Некоторые из этих камер небольшие, по размеру напоминающие колоду игральных карт, в то время как другие представляют собой большие шкафы для крупных ювелирных изделий, таких как ожерелья.

Эти устройства основаны на флуоресценции бриллианта под воздействием ультрафиолетового излучения.
Около 35% природных алмазов типа Ia флуоресцируют под LWUV, причем большинство из них светятся синим цветом.
Некоторые из них могут также флуоресцировать под SWUV с более слабой интенсивностью.

Бесцветные выращенные в лаборатории алмазы редко флуоресцируют под длинноволновым ультрафиолетовым излучением (LWUV).
Они могут флуоресцировать под коротковолновым ультрафиолетовым излучением (SWUV) (слабое свечение зелёного, оранжевого, жёлтого или красного цвета), но реакция под SWUV сильнее, чем под LWUV.
Кроме того, большинство алмазов, выращенных методом HPHT, демонстрируют длительное фосфоресцентное свечение под SWUV, которое длится более нескольких секунд.

Кубический цирконий остается инертным под LWUV и проявляет слабую реакцию зелёно-жёлтого до оранжевого цвета под SWUV. Муассанит остаётся инертным при обоих источниках.

Следует учитывать, что эти устройства могут определить происхождение бриллиантов и их имитаций только в определенных случаях.
Камни, которые не проявляют реакции, не могут быть идентифицированы.
Понимание этих ограничений важно для обеспечения точных и надёжных результатов, а также для формирования у пользователя чувства осторожности и осведомлённости.

как отличить природный бриллиант от искусственного
Инструменты внутренней передачи коротковолнового УФ-излучения (верхний ряд) и отражения (нижний ряд). Диаграммы слева показывают путь света для каждого типа, от источника через камень до детектора.

Коротковолновая УФ-внутренняя передача/отражение при определении природных и выращенных бриллиантов

Основная идея заключается в том, чтобы идентифицировать и определить тип IIa алмазов (2% природного или выращенного в лаборатории происхождения) среди других типов путем освещения камня одной или несколькими длинами волн коротковолнового ультрафиолетового излучения (SWUV) и регистрации поглощения света (или пропускания) внутри материала.

Существует два типа устройств. Первый тип использует SWUV-передачу через камень. Эти устройства состоят из закрытой камеры с источником SWUV и детектором, размещенным по обе стороны от камня.

Второй тип использует отражение коротковолнового ультрафиолетового излучения (SWUV) от свойства полной внутренней отражательной способности бриллианта. Эти устройства могут иметь закрытую камеру, аналогичную устройствам на основе передачи света, или быть портативными устройствами с несколькими источниками света, небольшой насадкой в виде трубки и детектором.

Природные бриллианты типа Ia поглощают SWUV свет, предотвращая его прохождение. Камни типа II позволяют свету SWUV проходить или отражаться от внутренних граней.
Муассанит позволяет некоторым длинам волн SWUV проходить и отражаться.

Необходимо помнить, что эти устройства не способны идентифицировать выращенные в лаборатории алмазы. Они фильтруют и направляют на дальнейшее тестирование не относящиеся к типу I камни (которые могут быть природными, выращенными в лаборатории или, в некоторых случаях, имитациями).

Этот метод не позволяет правильно определить недавно произведенные бриллианты, выращенные методом HPHT, и фантазийные огранки с неидеальными свойствами, особенно такие как принцесса, изумрудная, багет, а также удлиненные овальной формы и маркиз.
Такие камни часто ошибочно определяются как муассанит или даже как природные бриллианты.
Кроме того, некоторые модели не могут определить имитаторы, такие как, например, кубический цирконий.
Чтобы решить эту проблему, в последние два года было представлено несколько новых моделей, состоящих из
комбинацию скринера и датчика теплопроводности алмаза (известные в торговле как «алмазные тестеры»).
Эти устройства обеспечивают дополнительную функцию для идентификации имитаторов бриллиантов.

Флуоресцентная/фосфоресцентная съемка при определении природных и выращенных бриллиантов

Эта техника позволяет отличать натуральные алмазы от лабораторно выращенных и симулянтов, подвергая их воздействию очень коротковолновому УФ-облучению ( далее “глубокий УФ”).
Основана на том, что почти каждый алмаз флуоресцирует под глубоким УФ-излучением, а цвет флуоресценции зависит от атомной структуры алмаза.

Эти устройства состоят из закрытой камеры с ящиком, лотком или цилиндрическим держателем для проверяемых камней и ювелирных изделий. Источник глубокого УФ-излучения встроен в верхнюю часть камеры. Большинство моделей используют встроенный смартфон (в качестве камеры и программного интерфейса) или комбинацию цифровой камеры и планшета/ноутбука в качестве монитора. Другие производители предлагают операторам возможность использовать свои личные смартфоны и управлять камерой через специализированное приложение.

Устройство излучает глубокое УФ-излучение на камни, в то время как камера фиксирует цвет их флуоресценции. Через несколько секунд источник света выключается, но запись продолжается, чтобы зафиксировать возможную длительную фосфоресценцию.
По завершении процесса результаты отображаются на экране для интерпретации пользователем. Некоторые производители предлагают автоматическую идентификацию с использованием цветных наложений на изображении.

Большинство натуральных алмазов типа Ia демонстрируют уникальную флуоресценцию синего или зеленовато-синего цвета, которая практически не наблюдается у лабораторно выращенных камней.
В отличие от них, камни, выращенные методом HPHT, показывают типичную яркую неоновую зеленую флуоресценцию с длительной (более трех секунд) фосфоресценцией.

Алмазы, выращенные методом CVD, естественно проявляют теплые оттенки спектра, такие как желтый, оранжевый, красный, розовый и фиолетовый.
При постобработке методом HPHT они могут демонстрировать более холодные оттенки желтовато-зеленого и голубовато-зеленого цветов. Если их подвергнуть очень высоким температурам, они могут показывать цвет, схожий с камнями, выращенными методом HPHT, с последующей очень краткой фосфоресценцией.
Кубический цирконий и синтетический моиссанит будут демонстрировать темно-зеленые и черные (инертные) реакции соответственно.

Эта техника не может идентифицировать 3%-10% натуральных алмазов, показывающих не-синию флуоресценцию под глубоким УФ, поскольку такие случаи также могут встречаться среди алмазов, выращенных методом CVD.

Флуоресцентная спектроскопия при определении природных и выращенных бриллиантов

Эти сканеры представляют собой упрощенные версии современных флуоресцентных спектрометров. Каждое устройство включает в себя коробку с монитором и гибким зондом с волоконно-оптическим подключением к спектрометру и УФ-источнику внутри.
Двухцелевой зонд может передавать УФ-энергию в диапазоне от 365 до 405 нм (в зависимости от модели) и одновременно передавать флуоресценцию проверяемого камня в спектрометр для анализа.

Инструменты для идентификации бриродных бриллиантов
Инструменты для флуоресцентной и фосфоресцентной съемки.

Тестирование основывается на том, что алмазы типа Ia обычно содержат агрегированные дефекты азота, известные как N3. Этот дефект, который может быть идентифицирован спектрометром устройства, является уникальной особенностью натуральных алмазов, и практически невозможно воспроизвести его в лабораторно выращенных алмазах и симулянтах.

Единственным недостатком этого устройства является то, что оно в первую очередь ищет признаки естественного происхождения, поэтому оно менее эффективно в идентификации лабораторно выращенных алмазов по сравнению с натуральными. Это означает, что это устройство предназначено для ювелирных торговцев, которые в основном заинтересованы в подтверждении естественного происхождения своих алмазов.

Один из производителей предлагает «расширенный режим», в котором на экране отображается полная спектральная характеристика. Более опытный геммолог может использовать этот режим для выявления дополнительных случаев, которые автоматический алгоритм не смог бы обнаружить.

Фосфоресцентный распад при определении природных и выращенных бриллиантов

Эта технология основана на анализе поверхностной люминесценции алмаза с течением времени. Большинство натуральных камней (типы I и II) демонстрируют быстро затухающую (8 мс) синюю фосфоресценцию, которая не видна невооруженным глазом и отличается от длительного эффекта, наблюдаемого у алмазов, выращенных методом HPHT и обработанных методом HPHT.

Устройства, анализирующие фосфоресцентный распад, используют фильтрованный импульсный источник SWUV-света для стимуляции флуоресценции и фосфоресценции в алмазах. Они состоят из закрытой камеры с источником SWUV-света, цифровой камеры с быстрой реакцией и внешнего планшета в качестве интерфейса.

Устройство возбуждает камни высокоэнергетическими импульсами, в то время как камера фиксирует их очень быструю фосфоресценцию. По завершении процесса результаты отображаются на экране для интерпретации пользователем. Краткосрочная фосфоресценция натуральных камней не наблюдается у лабораторно выращенных алмазов, что делает эту технику очень надежной. Однако операторам следует помнить, что эти устройства не могут идентифицировать лабораторно выращенные алмазы.
Они могут только определять натуральные камни типов I и II, остальные же требуют дополнительного тестирования.

Другие технологии скрининга Другие технологии скрининга при определении природных и выращенных бриллиантов
методы определения выращенных бриллиантов
Инструменты для флуоресцентной спектроскопии (верхний ряд) и фосфоресцентного распада (нижний ряд)

Дополнительные методы, которые можно найти на рынке, но которые менее популярны, включают УФ-спектроскопию (упрощенный УФ-Вид спектрометр; предназначенный для идентификации типов алмазов, особенно натуральных алмазов типа Ia) и ФТ-ИК спектроскопию (ИК-спектроскопия для идентификации типов алмазов), а также многоцелевой скрининг (две-три комбинированные технологии в одном устройстве для проверки нескольких характеристик, что снижает риск ошибок).

Каждому участнику индустрии драгоценных камней и ювелирных изделий необходимо выбрать подходящий инструмент в зависимости от конкретных бизнес-требований и основных целей использования. Важно учитывать следующие факторы: распространенные типы товаров в бизнесе (например, отдельные камни или украшения), ожидаемый объем тестирования (индивидуальные камни или массовое тестирование), метод подачи (ручной или автоматический), уровень квалификации оператора, необходимость различения симулянтов и предпочтительный тип результатов (интерпретация пользователем или окончательные данные, сгенерированные устройством).

Заключение

С учетом растущего присутствия нераскрытых лабораторно выращенных алмазов на рынке, крайне важно проявлять осторожность при работе с бриллиантами, даже если они приобретаются у надежного источника.
Это становится особенно критичным, если ювелир или геммолог предлагает услуги оценки или приобретает переработанные изделия от населения.
Невыполнение этих рекомендаций может серьезно повредить репутации ювелира и подвергнуть бизнес риску профессиональных ошибок и юридических споров.

Дилеры драгоценных камней должны активно подтверждать происхождение своих алмазов. Хотя документация по цепочке хранения может помочь в юридических спорах, этого может быть недостаточно для защиты от репутационного ущерба, особенно в условиях современного мира, ориентированного на социальные сети.

Сегодня стандартом для бизнеса стало наличие нескольких инструментов для скрининга алмазов с разными технологиями, поскольку каждая технология покрывает слепые зоны других.
Хотя эти устройства не могут заменить полностью оснащенную лабораторию, они играют значительную роль в минимизации риска возможного ущерба.

Похожие записи