Кіріспе

Алмазға ұқсас, бірақ алмаз емес зат.

Алмаз симуляторы, алмаз имитациясы немесе имитация алмазы – алмазға ұқсас гемологиялық қасиеттері бар зат немесе материал. Симуляторлар, табиғи алмастармен бірдей материалдық қасиеттерге ие нақты алмастар болып табылатын синтетикалық алмастардан өзгеше. Алмазды күшейту (enhancement) осы анықтамадан тыс қалдырылады. Алмаз симуляторы жасанды, табиғи немесе кейбір жағдайларда олардың комбинациясы болуы мүмкін. Олардың материалдық қасиеттері алмаздың қасиеттерінен ерекшеленсе де, симуляторлар шағылысу (dispersion) және қаттылық сияқты қажетті қасиеттерге ие, бұл оларды алмазға ұқсатуға мүмкіндік береді. Оқу бітірген гемологтар тиісті жабдықтармен табиғи және синтетикалық алмастарды барлық алмаз симуляторларынан, негізінен визуальды тексеру арқылы ажырата алады. Ең көп таралған алмаз симуляторлары – жоғары қорғасынды шыны (яғни, страздар) және кубикалық цирконий (CZ), екеуі де жасанды материалдар. 1950 жылдардың ортасынан бері стронций титанаты және синтетикалық рутил сияқты басқа да бірқатар жасанды материалдар жасалған, бірақ қазір олар кеңінен қолданылмайды. 20 ғасырдың соңында пайда болған зертханада өсірілген моссанит алмазға балама ретінде танымал болды. Алмаздың жоғары бағасы, сондай-ақ алмаз саудасының этикалық мәселелері алмаз симуляторларына жоғары сұраныс тудырды.

Қажетті және дифференциалдық қасиеттер

Алмаз имитаторы ретінде қарастырылуы үшін материал белгілі бір алмазға ұқсас қасиеттерге ие болуы керек. Ең жетілген жасанды имитаторлардың қасиеттері алмазға өте жақын, бірақ барлық имитаторлардың бір немесе бірнеше ерекшеліктері бар, олар оларды алмаздан анық және (алмазды білетіндер үшін) оңай ажыратады. Геммолог үшін ең маңызды айырмашылық қасиеттері – бұл бұзбайтын сынақтарды жүргізуге мүмкіндік беретіндері; олардың көпшілігі көру арқылы анықталады. Бұзбайтын сынақтарға басымдық беріледі, себебі күдікті алмастардың көпшілігі асыл тастарға кесіліп, әшекей бұйымдарға орнатылған, ал егер бұзушы сынақ (көбінесе алмаз емес материалдардың салыстырмалы қанықтығы мен жұмсақтығына сүйенеді) сәтсіз аяқталуы мүмкін, онда имитатор зақымдануы мүмкін – бұл әшекей бұйымдарының иелері үшін қабылдамас нәтиже, өйткені тас алмаз болмаса да, құнды болуы мүмкін. Алмаз бен оның имитаторларын салыстыруға және аражіктеп қарауға болатын кейбір қасиеттер төменде келтірілген.

Тұрақтылығы мен тығыздығы

Мосс минералдардың қаттылық шкаласы – жалпы таралған минералдардың сызалуға қарсы кедерісін көрсететін сызықты емес шкала. Алмаз осы шкаланың ең жоғары сатысында (10 қаттылық) тұрады, себебі ол табиғатта кездесетін ең қатты материалдардың бірі. (Дегенмен, жинақталған алмаз наноқұбырлар сияқты кейбір жасанды заттар одан да қаттырақ.) Алмаз, әдетте, өзінен басқа ешқандай материал оны сызып ала алмайтындықтан, асыл тастардың бетінде сызаттар кездеспейді. Алмаздың қаттылығы оның өте жылтыр, «алмазды» деп сипатталатын жақтарында және өте анық, өткір жиектерінде (микроскоп немесе лупа арқылы көрінеді) жақсы байқалады. Алмаз имитациясының тиімді болуы үшін, ол көптеген асыл тастарға қарағанда әлдеқайда қатты болуы керек. Көптеген имитациялар алмаздың қаттылығына жетпейді, сондықтан оларды сыртқы кемшіліктері мен нашар жылтырлауы арқылы алмаздан ажыратуға болады. Бұрынғыда, «терезе әйнегіне сынау» деп аталатын әдіс алмазды анықтаудың сенімді тәсілі саналған. Бұл, потенциалды түрде бұзуға әкелетін сынақ, онда күдікті алмазды әйнек бетіне сүртіп, әйнекте сызат пайда болса, ал асыл таста сызат қалмаса, нәтиже оң деп есептелген. Әйнек орнына корундтан (9 қаттылық) жасалған қаттылық өлшегіштер мен сызат пластиналарын да қолдануға болады. Қаттылықты сынау үш себептен ұсынылмайды: әйнек салыстырмалы түрде жұмсақ (әдетте 6 немесе одан төмен) және көптеген материалдармен (оның ішінде көптеген имитациялармен) сызалуы мүмкін; алмаздың төрт бағытта мінсіз және оңай айырылатын жазықтықтары бар (алмаздың құрылымдық әлсіздік орындары, олар сынақ процесінде алмаздың бөлінуіне әкелуі мүмкін); және алмазға ұқсас көптеген асыл тастар (оның ішінде ескі имитациялар) өздерінің құндылығына ие. Алмаздың нақты салмағы (SG) немесе тығыздығы 3,52 шамасында тұрақты. Көптеген имитациялардың тығыздығы осы мәннен әлдеқайда жоғары немесе сәл төмен болады, бұл оларды бекітілмеген жағдайда оңай анықтауға мүмкіндік береді. Бұл мақсатта дииодометан сияқты жоғары тығыздықтағы сұйықтықтарды қолдануға болады, бірақ олардың барлығы өте улы, сондықтан олардан қашу керек. Көбірек практикалық әдіс – күдікті алмаздың күтілетін мөлшері мен салмағын оның өлшенген параметрлерімен салыстыру: мысалы, кубикалық цирконийдің (SG 5,6–6) салмағы бірдей өлшемдегі алмаздың күтілетін салмағынан 1,7 есе көп болады.

Оптика және түс

Алмазды әдетте жарқырауы (көрген адамға қайтарылатын жарық мөлшері) және отты (түсті призмалық жарқыраулар көрінетін дәреже) шығару үшін бриллиантқа кесіледі. Бұл қасиеттер тастың кесуіне күшті әсер етеді, бірақ олар алмастың жоғары сыну индексі (RI – тасқа кірген кезде жарықтың бұрылу дәрежесі) 2.417 (натрий жарығымен өлшенген, 589.3 нм) және жоғары дисперсия (ақ жарықтың тастан өткен кезде спектрлік түстерге бөліну дәрежесі) 0.044, натрий B және G сызық аралығымен өлшенген, нәтижесінде туындайды. Сондықтан, алмаз симуляторының RI және дисперсиясы тым төмен болса, ол салыстырмалы түрде сұрғыр немесе "жансыз" көрінеді; ал RI және дисперсиясы тым жоғары болса, әсері нағыз емес немесе тіпті дөңгелектеп айтқанда, әдемі емес деп есептеледі. Өте аз симуляторлар RI және дисперсия жағынан алмазға жақын келеді, тіпті жақын симуляторларды тәжірибелі сарапшы ажырата алады. RI және дисперсияны тікелей өлшеу іс жүзінде мүмкін емес (стандартты гемологиялық рефрактометрдің RI 1.81 жоғарғы шегі бар), бірақ бірнеше компания материалдың RI-ін жанама түрде өлшеу үшін инфрақызыл сәуленің қаншалықты жақсы шағылысатынын өлшейтін құралдарды жасады. Оптикалық сипаттама да ошақты мәнге ие. Алмаз және басқа кубикалық (сондай-ақ аморфты) материалдар изотроптық, яғни тасқа кіретін жарық бағытына қарамастан бірдей әрекет етеді. Керісінше, минералдардың көпшілігі анизотроптық, бұл екі сынуға немесе материалға кіретін жарықтың оптикалық осьтен басқа барлық бағытта екі рет сынуына (екі рефракциялы материалдағы бір рет сыну бағыты) әкеледі. Бұл екі сынуды әдетте кесу тастың артқы жағындағы немесе ішкі кемшіліктердегі визуалды екі еселеу ретінде байқауға болады. Сондықтан алмаз симуляторы изотроптық болуы керек. Ұзын толқынды (365 нм) ультракөк сәуле астында алмаз көк, сары, жасыл, лаванда немесе қызыл түсті флуоресценцияны көрсете алады. Ең көп таралған флуоресценция көк түсті, және мұндай тастар сары түсті фосфоресценцияны да көрсете алады – бұл асыл тастар арасында бірегей комбинация деп саналады. Көптеген алмаз симуляторлары қысқа толқынды ультракөк сәулеге жауап бермейді немесе өте аз жауап береді. Сол сияқты, алмаз симуляторларының көпшілігі жасанды болғандықтан, олардың қасиеттері біркелкі болады: көп тасты алмаз сақинасында әр алмаздың флуоресценциясы әртүрлі болуын күтуге болады (әртүрлі түстер мен қарқындылықта, ал кейбіреулері инерт болуы мүмкін). Егер барлық тастар бірдей флуоресценция көрсетсе, олар алмаз болмауы мүмкін. Көптеген "түссіз" алмаздардың ішінде сары немесе қоңыр реңк болады, ал кейбір жасанды симуляторлар толығымен түссіз болады – алмаз түсінің терминологиясындағы мінсіз "D" түсіне тең. Бұл "нағыз болу үшін тым жақсы" факторын ескеру маңызды; сәнді алмастарды еліктеуге арналған түсті алмаз симуляторларын осы тұрғыдан анықтау қиын, бірақ симуляторлардың түстері көбінесе алмаздың түсіне жетпейді. Көптеген алмаздарда (түссіздерінде де) 415 нм толқын ұзындығындағы жіңішке сызықтан тұратын ерекше сіңіру спектрін (тікелей көру спектроскопы арқылы) көруге болады. Жасанды симуляторларда түс беру үшін қолданылатын қоспалар алмазда кездеспейтін сирек кездесетін элементтердің күрделі сіңіру спектрі ретінде анықталуы мүмкін. Ал алмаздарында белгілі бір ішкі және сыртқы кемшіліктер немесе қоспалар болады, олардың ең көп тарағандары – жарықтар және қатты шетел кристалдары. Жасанды симуляторлар әдетте ішкі жағынан мінсіз болады, ал кез келген кемшіліктер өндіріс процесінің ерекшелігі болып табылады. Табиғи симуляторлардағы қоспалар алмазда кездеспейтін қоспалардан өзгеше болуы мүмкін, әсіресе сұйық "қанаттар" сияқты қоспалар. Алмазды кесу процесі көбінесе бастапқы кристалдың бетінің бөліктерін сақтап қалады. Бұл бөліктер "табиғи" деп аталады және әдетте тастың белдеуінде орналасады; олар үшбұрышты, төртбұрышты немесе шаршы шұңқырлар (эч маркалары) түрінде болады және тек алмазда ғана кездеседі.

Жылу және электр

Алмаз – өте тиімді жылу өткізгіш және әдетте электр оқшаулағыш. Алмазды оның өңдеулерінен ажырату үшін электрондық термосендті пайдалану кезінде бұл қасиеті кеңінен қолданылады. Бұл зондтар батареямен қуатталатын термисторлардан тұрады, олар жіңішке мыс ұшына орнатылған. Бір термистор қыздыру құрылғысы ретінде жұмыс істейді, ал екіншісі мыс ұшының температурасын өлшейді: егер сыналып жатқан тас алмаз болса, ол ұштың жылу энергиясын өлшенетін температураның төмендеуін тудыруға жеткілікті жылдамдықпен өткізеді. Көптеген өңдеулер жылу оқшаулағыштар болғандықтан, термистордың жылуы өткізілмейді. Бұл тест шамамен 2–3 секундқа созылады. Бірақ мозанит, алмазға ұқсас жылу өткізгіштігіне ие, осы тесттің ерекше жағдайы болуы мүмкін. Ескі зондтар мозанитпен жаңылысуы мүмкін, бірақ жаңа жылу және электр өткізгіштігін тексеру құралдары екі материалды ажыратуға жеткілікті күрделі. Соңғы жетістік – наноалмаз жабыны, алмаз материалының өте жұқа қабаты. Дұрыс тексерілмесе, ол алмаз сияқты қасиеттерді көрсетуі мүмкін. Алмаздың электр өткізгіштігі тек көк немесе күлгін көк түсті тастар үшін ғана маңызды, себебі олардың түсіне жауапты интерстициалдық бор оларды жартылай өткізгіштерге айналдырады. Осылайша, күдікті көк алмаз электр тізбегін сәтті аяқтаған жағдайда расталуы мүмкін.

Жасанды симуляторлар

Алмазды жүздеген жылдар бойы жасанды материалдар көшіріп келді; технологияның дамуы алмаздың қасиеттеріне дедалі жақын симуляторлардың жасалуына әкелді. Осы симуляторлардың көпшілігі белгілі бір кезеңге тән болғанымен, олардың көптеп өндірілуінің арқасында қазіргі кезде әртүрлі жиілікпен әшекей бұйымдарында кездесуде. Олардың көбі жоғары технологиялық мақсаттар үшін, мысалы, активті лазерлік орталар, варисторлар және көпіршік жадысында қолдану үшін ойластырылған. Қазіргі уақытта олардың қоры шектеулі болғандықтан, коллекционерлер ескі түрлері үшін қосымша төлем жасауы мүмкін.

Жиынтық кесте

Алмаз имитациялары және олардың гемологиялық қасиеттері Материал Формула Сыну индексі(лерi) 589.3 нм Дисперсия 431–687 нм Қаттылық (Мос шкаласы) Тығыздық (г/см³) Жылу өткізгіштігі (ЖӨ) Қазіргі деңгей Алмаз C 2.417 0.044 10 3.52 Тамаша Жасанды имитациялар Флинт әйнегі Кремниймен қосылған қорғасын ~ 1.6 > 0.020 < 6 2.4–4.2 Нашар 1700– Ақ сапфир AlO 1.762–1.770 0.018 9 3.97 Нашар 1900–1947 Спинель MgO·AlO 1.727 0.020 8 ~ 3.6 Нашар 1920–1947 Рутил TiO₂ 2.62–2.9 0.33 ~ 6 4.25 Нашар 1947–1955 Стронций титанаты SrTiO₃ 2.41 0.19 5.5 5.13 Нашар 1955–1970 YAG YAlO₃ 1.83 0.028 8.25 4.55–4.65 Нашар 1970–1975 GGG GdGaO₃ 1.97 0.045 7 7.02 Нашар 1973–1975 Кубикалық цирконий ZrO₂ (+ сирек элементтер) ~ 2.2 ~ 0.06 ~ 8.3 ~ 5.7 Нашар 1976– Моассанит SiC 2.648–2.691 0.104 8.5–9.25 3.2 Жоғары 1998– Табиғи имитациялар Кварц SiO₂ 1.543–1.554 7 2.50–2.65 Ежелгі Андрадит CaFe(SiO₄) 1.61–1.64 0.057 6.5–7 3.8–3.9 Нашар Ежелгі Циркон ZrSiO₄ 1.78–1.99 0.039 6.5–7.5 4.6–4.7 Нашар Ежелгі Топаз Al₂SiO₄(F, OH)₂ 1.61–1.64 0.014 8 3.4–3.6 Нашар Ежелгі

Сыну индексі(лерi) бағанасы, бір сыну индексін біржақты сынуға ие заттар үшін, ал қос сынуға ие заттар үшін диапазонды көрсетеді.

1700 жылдан бастап

Қорғасын, алюминий және таллий қолданып, сындыру көрсеткішін (RI) және дисперсияны арттыру мақсатымен флинт шынысын жасау барокко кезеңінің соңында басталды. Флинт шынысы бриллианттарға ұқсас өңделеді, ал жаңа кесілгенде алмастың керемет имитациясы бола алады. «Страз» немесе «паста» деп те аталатын шыны имитациялары көне зергерлік бұйымдарда жиі кездеседі; мұндай жағдайларда страздар өздерінің құнды тарихи артефактілері болуы мүмкін. Қорғасынның жоғары жұмсақтығы (қаттылығы 6-дан төмен) страздың қырлары мен жақтарының тез тоюына және сызат түсуіне себеп болады. Конхоидтық сынықтармен және тастың ішіндегі ауа көпіршіктерімен немесе ағын сызықтарымен бірге, бұл белгілер шыны имитацияларын орташа үлкейту кезінде анықтауды жеңілдетеді. Қазіргі заманғы өндірісте шыныны кесуден гөрі қалыптау әдісі жиі қолданылады: мұндай тастарда жақтары ойыс, қырлары дөңгелек болады және қалыптау іздері немесе тігістер болуы мүмкін. Шыны басқа материалдармен біріктіріліп, композиттік материалдар жасалады.