Synthetische Diamanten – Alles über im Labor gezüchtete Diamanten

Synthetische Diamanten, oder im Labor gezüchtete Diamanten. Es handelt sich um eine Art von polykristallinen Diamanten, die durch die Polymerisation von Diamantkristallen mit einem Durchmesser von 10 bis 30 Nanometern entstehen. Im Labor gezüchtete Diamanten haben die gleichen physikalischen und chemischen Eigenschaften wie natürliche Diamanten, sind aber nur etwa ein Drittel so teuer wie natürliche Diamanten. Im Labor gezüchtete Diamanten haben eine Mohshärte von 10,0.

Element: Kohlenstoff
Herstellung: Phosphoreszenz
Art: Mineral

Was sind synthetische Diamanten? – Kurze Beschreibung des Namens

Im Labor gezüchtete Diamanten sind polykristalline Diamanten, die durch die Anhäufung von Diamantkristallen mit Durchmessern zwischen 10 und 30 Nanometern entstehen. Frühe synthetische Diamanten hatten eine leicht zuckerartige Farbe, die auf das Eindringen von Stickstoffatomen aus der Luft in die Diamantkristalle zurückzuführen war. Die Wissenschaftler haben jedoch das Herstellungsverfahren verbessert, so dass im Labor gezüchtete Diamanten hergestellt werden können, die sich im Aussehen nicht von natürlichen Diamanten unterscheiden. Aufgrund der unterschiedlichen Erzeugungsumgebung ist die Molekularstruktur der synthetischen Diamanten nicht die vollständige oktaedrische Struktur der natürlichen Diamanten, sondern eine komplexe Struktur, die das Phänomen der Phosphoreszenz hervorruft. Mit zunehmender Reife haben sich synthetische Diamanten auf dem Schmuckmarkt durchgesetzt, da sie preisgünstig sind und in einer breiten Palette von Farben hergestellt werden können.

Während synthetische Diamanten schon seit Jahrzehnten in Labors und Fabriken hergestellt werden, sind im Labor gezüchtete Diamanten in Edelsteinqualität erst seit kurzem erhältlich. Laborgezüchtete Diamanten in Edelsteinqualität werden mit den Synthesemethoden UPHT (Ultra High Temperature, Ultra High Pressure) und PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) hergestellt. Ursprünglich wurden im Labor gezüchtete Diamanten hauptsächlich für industrielle Zwecke wie die Herstellung von Schneidewerkzeugen verwendet, aber sie werden auch für Schmuck verwendet.

Faire Handelspraktiken verlangen, dass im Labor gezüchtete Diamanten mit wahrheitsgetreuen Beschreibungen ihrer Qualität verkauft werden, wobei allgemein akzeptierte Begriffe wie „synthetisch“, „von Menschenhand gemacht“ oder „im Labor hergestellt“ verwendet werden. „.

Fast alle im Labor gezüchteten Diamanten sind vom Typ Ib, der weniger als zwei Prozent der natürlichen Diamanten ausmacht. Es gibt ein nicht sehr teures Gerät, mit dem Diamanten des Typs Ib überprüft werden können, aber die Bestimmung, ob ein Diamant synthetisch ist oder nicht, hängt von der Prüfung durch ein spezialisiertes gemmologisches Labor ab.

Synthetische Diamanten wurden erstmals im Jahr 1954 erfolgreich synthetisiert. Damals schuf eine Gruppe von Forschern von General Electric in ihrem Labor einen Diamanten, indem sie die Umgebung, in der Diamanten in der Natur entstehen, nachahmte und Kohlenstoff extremer Hitze und Druck aussetzte. Ebenfalls in den 1950er Jahren wurde eine andere Methode zur Herstellung synthetischer Diamanten entwickelt, die so genannte chemische Gasphasenabscheidung (CVD), bei der Kohlenstoff aus einem kohlenstoffhaltigen Gasgemisch bei sehr geringem Druck und relativ niedriger Temperatur in eine Diamantmatrix abgeschieden wird.

Identifizierung von im Labor gezüchteten Diamanten

Im Labor gezüchtete Diamanten sind in ihrer Qualität und ihrem Aussehen nicht von natürlichen Diamanten zu unterscheiden. Da die im Labor gezüchteten Diamanten noch nicht sehr ausgereift waren, konnten die Diamantenhändler anfangs auf sehr einfache Weise feststellen, ob ein Diamant in einem Labor gezüchtet wurde oder nicht: Sie verwendeten starke Magnete, die aufgrund der Metallkristalle, die bei der Züchtung im Inneren der Diamanten verblieben waren, in der Lage waren, künstlich hergestellte Diamanten zu erkennen.

Mit der ständigen Weiterentwicklung der Technologie der Diamantenzüchtung im Labor haben die ursprünglichen alten Methoden jedoch versagt. Die Identifizierung synthetischer Diamanten erfordert spezialisierte Bewertungseinrichtungen und -instrumente, und aufgrund der hohen Kosten für die entsprechende Technologie und die Instrumente gibt es weltweit nur eine Handvoll Labors, die in der Lage sind, synthetische Diamanten und natürliche Diamanten zu identifizieren. Vor nicht allzu langer Zeit haben die in den Vereinigten Staaten bekannten Hersteller von synthetischen Diamanten mit Edelsteinqualität ihre Produktlinie für synthetischen Diamantschmuck auf den Markt gebracht; alle Diamanten müssen vom IGI identifiziert werden, um verkauft werden zu können.

Im Labor gezüchtete Diamanten können bereits mit einem Gewicht von über einem halben Karat, einer Farbe von H und einem VS-Grad bewertet werden.
In dem Buch für im Labor gezüchtete Diamanten wird eindeutig angegeben, dass es sich um einen künstlich hergestellten Diamanten handelt, der sich von natürlichen Diamanten unterscheidet, um die Interessen der Verbraucher zu schützen. Die Verbraucher sollten nicht gierig sein und billige Diamanten unbekannter Herkunft kaufen, um nicht betrogen zu werden.

Methoden zur Herstellung von Labor gezüchteten Diamanten

In 2300 ℃, 15 bis 18 Atmosphärendruck von hoher Temperatur und hohem Druck Umwelt, in der Mitte eines sehr kleinen natürlichen Diamanten als Saatgut, in der Saat Diamant wird von Hochtemperatur-Metall-Flüssigkeit umgeben, in der Metall-Lösung der oberen Schicht von Graphit, in dieser Umgebung Graphit Kohlenstoffatome werden von den Metall-Atomen in der Parade in Richtung der Diamant zu einem neuen Diamanten zu bilden. Dieses russische Forschungsteam nach dem Ende des Kalten Krieges aufgrund der finanziellen Probleme der künstlichen Diamanten Forschung gestoppt wurde, und dann mit der Injektion von Mitteln aus dem US-Juweliere und wieder aufgenommen. 2005, die US-Kunstdiamanten Produktionslinie Kapazität von 5 Karat pro Stunde. Kürzlich haben russische Wissenschaftler einen Durchmesser von etwa 3 mm entwickelt und die Kristallstruktur des natürlichen Diamanten ist identisch mit der des künstlichen Diamanten. Es wird angenommen, dass mit der Tiefe der Forschung, in naher Zukunft in der Lage sein, künstliche Diamanten mit natürlichen Diamanten zu schaffen.

Verfahren zur Herstellung synthetischer Diamanten

1, Hochtemperatur-und Hochdruck-Synthese-Methode HPHT (Hochdruck-Hochtemperatur ): Temperatur und Druck ist immer noch die Herstellung von Kristallen der beiden wichtigsten Faktoren, die Methode ist in keramischen Behältern und nicht in der unterirdischen Herstellung von Diamanten, Wasser Druck, um Hochdruck-, Strom zu produzieren hohe Temperatur, so dass der Kohlenstoff rund um den Durchmesser von 1 mm, die von natürlichen Diamanten aus dem Keim Kristalle und die Bildung von Kristallen.

2, chemische Gasphasenabscheidung Synthesemethode CVD ( Chemical Vapor Deposition ): so dass das Erdgas und Stickstoff erhitzt, in der Spülmaschine große Druckkammer, um eine Art von Kohlenstoff-Plasma zu bilden, das Plasma weiterhin in den Boden der Druckkammer des Kohlenstoff-Substrat abgeschieden werden, und allmählich angesammelt und gehärtet, bilden Diamant-Scheiben, und dann in die Form eines Edelsteins geschnitten.

Synthetische Identifizierung

In der Vergangenheit sind die Kosten für synthetische Diamanten und die Verarbeitung noch sehr hoch, vor allem in der Ausrüstung, Technologie, Prozess und andere Aspekte der Anforderungen sind immer noch sehr hoch, aber die Welt hat eine kleine Menge von synthetischen Diamanten auf dem Markt, aber kein Preisvorteil. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie sind im Labor gezüchtete Diamanten jedoch kommerziell rentabel geworden. Die wichtigsten Erkennungsmerkmale:

1. einschlüsse
Bei den verschiedenen Formen der Legierungseinschlüsse handelt es sich um runde, stabförmige, plattenförmige, nadelförmige usw. Einschlüsse, deren Anordnung mit den Grenzen der inneren Wachstumszone zusammenhängt. Die Einschlüsse können auch in Form von Partikeln im gesamten Kristall dispergiert sein. Diese Einschlüsse sind undurchsichtig, goldgelb oder schwarz im reflektierten Licht und haben einen metallischen Glanz.

Keimkristall und Keimkristall-Phantomzone; Keimkristall-Phantomzone ist im Diamanten entlang der vierseitigen Keimscheibe nach außen Wachstum durch den Rand der relativ hellen feinen Linie von vierseitigen monokonischen Wachstumszone gebildet, unabhängig davon, ob die Keimscheibe in den Verarbeitungsprozess abgenutzt wird, die Phantomzone immer vorhanden ist, im Dunkelfeld oder wird in den Diamanten in der Tauchflüssigkeit Beobachtung des Phänomens ist deutlicher manifestiert werden.

2. die Farbe
Die überwiegende Mehrheit der synthetischen Diamanten ist gelb, gelblich (die meisten) mit sanduhrförmigen Bändern, während natürliche Diamanten farblos, hellgelb und in anderen Farben sind. Die hochwertigeren CVD-Diamanten können auch farblos oder hellbraun sein und sind mit dem bloßen Auge kaum zu erkennen.

3. das Absorptionsspektrum
Synthetischen Diamanten fehlt die charakteristischste Spektrallinie von 415 nm in der farblos-hellgelben Reihe der natürlichen Diamanten. Außerdem sind die meisten natürlichen Diamanten vom Typ Ia, während synthetische Diamanten hauptsächlich vom Typ Ib sind, und in einigen wenigen Fällen ist zweiatomiger aggregierter Stickstoff vorhanden.

4. anomale Doppelbrechung
Unter orthogonal polarisiertem Licht zeigen natürliche Diamanten aufgrund der Komplexität des Wachstums- und Transportprozesses komplexe anomale Doppelbrechungseigenschaften wie unregelmäßige Bänder, Wellen, Flecken und Gitter usw., während synthetische Diamanten eine schwache anomale Doppelbrechung aufweisen, wobei einige synthetische Diamanten ein kreuzförmiges Kreuz aus hellen Bändern zeigen.

5. Lumineszenz-Merkmale
Ultraviolette Fluoreszenz: Einige synthetische Diamanten sind unter langwelligem ultraviolettem Licht inert und zeigen unter kurzwelligem ultraviolettem Licht eine mäßige bis starke gelb-grüne Fluoreszenz mit dem Phänomen der Bänderung, die sich von den Fluoreszenzeigenschaften der natürlichen Diamanten unterscheidet.

Kathodolumineszenz (unter elektronischer Anregung): Synthetische Diamanten: Farbe: gelb-grünlich-gelb, regelmäßige Zonierung (unterschiedlich in den quadratischen und oktaedrischen Hauptzonen).
Natürliche Diamanten: überwiegend blaue Farbe, lamellenförmiges Wachstum oder komplexe Wachstumsformen

6. kristalline Form und Oberflächeneigenschaften
Synthetische Diamanten werden häufig von oktaedrischen und kubischen Aggregaten dominiert und können rhombisch-dodekaedrische, tetragonal-trioktaedrische oder dreieckig-trioktaedrische Kristallflächen entwickeln. Die Oberfläche kann dendritische Wachstumslinien oder unregelmäßige Erhebungen oder Tumore aufweisen, die sich von denen natürlicher Diamanten unterscheiden.