Чем выращенный бриллиант отличается от природного?

Натуральный и синтетический алмаз имеют одинаковый химический состав и структуру. Разница между ними заключается в том, что один формировался в недрах в результате сложных геологических процессов, а второй был создан человеком. Можно ли отличить лабораторный камень от природного на глаз? Мы расскажем о технологиях выращивания драгоценных кристаллов и способах проверки их происхождения.

Попытки заменить алмаз недорогими аналогами не новы. Сначала для имитации натурального камня использовали горный хрусталь или стекло, но, несмотря на качественную огранку, различие было видно невооруженным глазом. В 70-е годы, когда технический прогресс позволил создавать более совершенные копии, в СССР был получен фианит, а в Германии – кубический цирконий. Обладая прозрачностью, аналог все же уступал алмазу в сиянии и игре света, так как имел другую физико-кристаллическую структуру.

Более совершенной копией стал муассанит – карбид кремния. Первые искусственные образцы, пригодные для создания ювелирных украшений, смогли синтезировать в лаборатории РАН в конце 20 века. Хотя муассанит внешне похож на алмаз, по внутренним характеристикам он совершенно другой, поэтому обнаружить имитацию можно с помощью простых домашних тестов.

Настоящий прорыв совершила компания General Electric в начале 50-х годов прошлого века: в ее лаборатории начали выращивать искусственные алмазы. Первый образец был небольшим и не считался драгоценным. Чтобы наладить массовое производство камней ювелирного качества, размер которых мог достигать нескольких карат, потребовались десятилетия!

Сегодня синтетический бриллиант, или как его называют во всем мире, lab-grown diamond – камень, по своим свойствам является идентичным добытому в природе. Первые экземпляры имели баснословную цену и производились преимущественно в научных целях. С развитием технологий стоимость LGD снижалась и, в конце концов, достигла своего текущего уровня. Разница в цене лабораторного и натурального экземпляра составляет порядка 30-40%.

Лабораторный бриллиант состоит из атомов углерода, он обладает теми же оптическими, химическими и физическими качествами, что и экземпляр, полученный путем добычи. Выращивание состоит из нескольких обязательных этапов:

1. Создаются условия, подобные тем, в которых образуется натуральный бриллиант.

2. В искусственно созданную среду погружают исходный материал – например, частичку алмаза либо алмазную пластину.

3. В лабораторной камере запускают процессы синтеза.

Есть две методики воспроизведения алмазов в искусственной среде: это HPHT (high pressure high temperature) и CVD (chemical vapor deposition). Чтобы понять, как отличить природный бриллиант от выращенного, рассмотрим каждый способ подробнее.

HPHT-синтез

High pressure high temperature означает «высокое давление, высокая температура». Метод HPHT подразумевает воссоздание условий, идентичных тем, в которых самоцвет образуется в глубинах земного шара.

Процесс синтеза выглядит следующим образом:

1. Исходный материал (алмазный порошок) помещают в крошечную ячейку в расплавленный металлический флюс, состоящий преимущественно из железа. Температура в капсуле может достигать 1300 градусов, а давление превышать полсотни тысяч атмосфер.
2. Следующий шаг – охлаждение, во время которого атомы углерода нарастают на частицу кристалла. Этот этап длится несколько дней.
3. По окончании цикла капсулу извлекают из оборудования. Выращенный кристалл вынимают из ячейки, подвергая резке и полировке.

Процедура выращивания HPHT-кристалла длится от 2 недель до нескольких месяцев и тщательно контролируется. Изменение условий развития может привести к тому, что алмаз прекратит рост или в нем появятся включения, из-за чего он станет непригодным.

HPHT-камни имеют желтые, оранжево-желтые или коричнево-желтые оттенки. Чтобы получить прозрачный или голубой экземпляр, требуются ингибиторы, которые удаляют атомы азота из образца при синтезе. Синий окрас кристаллы приобретают благодаря добавлению бора на этапе роста, а красноватый и розовый – при облучении или нагреве выращенных камней.

CVD-синтез

Аббревиатура CVD (Chemical Vapor Deposition) означает «химическое осаждение газовой сферы». Этот способ предполагает синтез в вакуумной среде, наполненной газом, в составе которого есть углерод (например, метаном). Получение кристаллов методикой CVD выглядит иначе, чем HPHT-технология.

1. Под воздействием лазера молекулы газа разрушаются, и атомы углерода оседают на алмазных пластинах.
2. По мере накопления слоев формируется грубый алмазный кристалл. Процесс длится неделями, а число выращенных объектов зависит от размера реактора и количества ячеек внутри него.
3. Образцы обладают преимущественно сероватой или коричневой окраской. Для выращивания желтого, оранжево-розового или синего варианта добавляют немного азота или бора. Таким же способом можно получить и бесцветные экземпляры, однако в этом случае на их рост понадобится больше времени. Чаще всего CVD-камни обесцвечивают по технологии HPHT.

За извлечением кристаллов из камеры следует их полировка и огранка. Камень, приведенный в соответствие с ювелирными стандартами, используют для установки в изделия.

Определить на глаз природу происхождения камня не получится: отличие выращенного бриллианта можно выявить только с помощью специализированного оборудования. В арсенале опытных геммологов есть сразу несколько методик тестирования.

Флуоресценция

Для идентификации камня используют УФ-лампу: под ее воздействием на камне проявляется характерный рисунок. В HPHT-алмазах на короне или павильоне виден крестообразный узор, а сам объект исследования приобретает травянистый, желтый или зелено-желтый цвет. В CVD-аналогах под ультрафиолетом виден полосатый паттерн, кристалл же при этом становится оранжевым или красноватым. Добытый самоцвет под лучами лампы становится голубым.

Чтобы узнать, чем выращенный бриллиант отличается от натурального на основе флуоресценции, зарубежные лаборатории используют установку DiamondView. Высокая стоимость оборудования делает его недоступным для большинства отечественных геммологов.

Фосфоресценция

После выключения УФ-оборудования синтезированные камни еще некоторое время продолжают светиться, в то время как «правильные», натуральные минералы моментально возвращаются в исходное состояние.

Интерференция цветов

Если расположить природный самоцвет между поляризационными фильтрами, установленными под прямым углом, на нем проявится перекрестная штриховка или мозаичный узор деформации цветов. Это явление возникает потому, что нагрузка на поверхность минерала при образовании его в недрах не равномерна. Если перед вами искусственный бриллиант, отличия от натурального будут заключаться в отсутствии рисунка деформации цветов, так как его синтезируют при определенном уровне давления.

Включения

Из-за особенностей метода производства HPHT-алмазы часто имеют включения металла, но обнаружить их можно только с помощью хорошего увеличителя. Большая часть таких кристаллов реагирует на внешнее магнитное поле и «выдает» себя в присутствии сильного магнита. Экземпляры, созданные по технологии CVD, могут содержать вкрапления графита, но отбраковать их, используя магнит, невозможно.

Добытые в природе самоцветы также имеют включения – это может быть графит, магнетит, гранат или другие минералы. По виду инклюзии напоминают перья: по этой особенности эксперт может определить отличие добытого от синтетического бриллианта.

Цветовое зонирование

Если перед вами бриллиант выращенный и натуральный, разница между ними может быть определена методом цветового зонирования. Этот способ используется только в отношении объектов фантазийной окраски. Для определения, чем отличается искусственный бриллиант от обычного, нужен мощный микроскоп. Чтобы уменьшить блики на поверхности изучаемого ограненного объекта, его предварительно погружают в минеральное масло либо в воду.

Чем отличается выращенный бриллиант от настоящего:

1. HPHT-кристаллы нередко имеют неровный окрас: это связано с тем, что в процессе роста в него интегрируют азот и другие примеси, которые распределяются в определенных направлениях. Схема цветового зонирования камня, созданного этим способом, выглядит геометрически идеальной.
2. В экземплярах, полученных методом CVD, цвет равномерно распределен по всему кристаллу.
3. В природных кристаллах может наблюдаться цветовое зонирование, однако, в отличие от HPHT- образцов, оно не выглядит идеально ровным.

Чтобы выявить отличие выращенного бриллианта от природного, понадобятся рефрактометр, УФ-лампа, полярископ, бинокулярный микроскоп и другие инструменты для тестирования.

Обладая силой и красотой, характерной для природного камня, синтетический кристалл стоит почти вдвое дешевле, чем оригинал, и внешне от него не отличим. При оценке качества lab-grown diamond лаборатории руководствуются теми же стандартами, что и для натуральных образцов. Чтобы не гадать, как отличить природный бриллиант от выращенного, приобретайте камни и украшения у проверенных продавцов – в сертификате, который прилагается к дорогостоящей покупке, будет указана природа происхождения кристалла.