Введение
Процесс повышения привлекательности алмазов
Diamond enhancements are specific treatments, performed on natural diamonds (usually those already cut and polished into gems), which are designed to improve the visual gemological characteristics of the diamond in one or more ways. These include clarity treatments such as laser drilling to remove black carbon inclusions, fracture filling to make small internal cracks less visible, color irradiation and annealing treatments to make yellow and brown diamonds a vibrant fancy color such as vivid yellow, blue, or pink. The CIBJO and government agencies, such as the United States Federal Trade Commission, explicitly require the disclosure of all diamond treatments at the time of sale. Some treatments, particularly those applied to clarity, remain highly controversial within the industry—this arises from the traditional notion that diamonds hold a unique or "sacred" place among the gemstones, and should not be treated too radically, if for no other reason than a fear of damaging consumer confidence. Clarity and color enhanced diamonds sell at lower price points when compared to similar, untreated diamonds. This is because enhanced diamonds are originally lower quality before the enhancement is performed, and therefore are priced at a substandard level. After enhancement, the diamonds may visually appear as good as their non enhanced counterparts.
Улучшение алмазов – это специальные обработки, применяемые к натуральным алмазам (обычно уже ограненным и отполированным в драгоценные камни), предназначенные для улучшения визуальных геммологических характеристик алмаза одним или несколькими способами. К ним относятся методы улучшения чистоты, такие как лазерное сверление для удаления черных углеродных включений, заполнение трещин для уменьшения видимости мелких внутренних дефектов, а также облучение и отжиг для придания желтым и коричневым алмазам ярких фантазийных цветов, таких как насыщенный желтый, синий или розовый. CIBJO и государственные органы, такие как Федеральная торговая комиссия США, строго требуют раскрытия информации обо всех проведенных обработках алмазов на момент продажи. Некоторые методы обработки, особенно касающиеся чистоты, вызывают серьезные споры в отрасли, что связано с традиционным представлением о том, что алмазы занимают уникальное или "священное" место среди драгоценных камней и не должны подвергаться слишком радикальным изменениям, хотя бы из-за опасения подорвать доверие потребителей. Алмазы с улучшенной чистотой и цветом продаются по более низким ценам по сравнению с аналогичными необработанными алмазами, поскольку изначально имеют более низкое качество, и их цена отражает это. Однако после обработки они могут визуально не уступать своим необработанным аналогам.
Diamond enhancements are specific treatments, performed on natural diamonds (usually those already cut and polished into gems), which are designed to improve the visual gemological characteristics of the diamond in one or more ways. These include clarity treatments such as laser drilling to remove black carbon inclusions, fracture filling to make small internal cracks less visible, color irradiation and annealing treatments to make yellow and brown diamonds a vibrant fancy color such as vivid yellow, blue, or pink. The CIBJO and government agencies, such as the United States Federal Trade Commission, explicitly require the disclosure of all diamond treatments at the time of sale. Some treatments, particularly those applied to clarity, remain highly controversial within the industry—this arises from the traditional notion that diamonds hold a unique or "sacred" place among the gemstones, and should not be treated too radically, if for no other reason than a fear of damaging consumer confidence. Clarity and color enhanced diamonds sell at lower price points when compared to similar, untreated diamonds. This is because enhanced diamonds are originally lower quality before the enhancement is performed, and therefore are priced at a substandard level. After enhancement, the diamonds may visually appear as good as their non enhanced counterparts.
Улучшение четкости
Чистота, или прозрачность, алмаза относится к наличию внутренних включений и является одним из 4 Cs, определяющих его стоимость. Распространенными включениями, встречающимися внутри алмазов, являются черные углеродные пятна и небольшие трещины, обычно называемые сколами или "перьями" из-за их бело-перьевидного вида при взгляде сверху или сбоку. Алмазы могут также содержать другие включения, такие как воздушные пузырьки и минеральные отложения, например, железо или гранат. Размер, цвет и расположение включений влияют на стоимость алмаза, особенно если другие геммологические характеристики находятся на высоком уровне.
Лазерное бурение
Развитие лазерных методов бурения повысило способность избирательно находить, удалять и значительно уменьшать видимость включений черного углерода в микроскопическом масштабе. Алмазы, содержащие включения гематита, лазерно бурили с конца 1960-х годов, методом, разработанным Луи Перлманом, который успешно протестировал его через год после того, как General Electric провела аналогичный тест с алмазом для промышленного использования в 1962 году. Процесс лазерного бурения включает использование инфракрасного лазера (хирургического качества с длиной волны около 1064 нм) для сверления очень тонких отверстий (около 0,02 миллиметра в диаметре) в алмазе, чтобы создать доступ к кристаллу черного углерода. Поскольку алмаз прозрачен для длины волны лазерного луча, на поверхность алмаза наносится покрытие из аморфного углерода или другого вещества, поглощающего энергию, для начала процесса бурения. Затем лазер выжигает узкую трубку или канал к включению. Как только буровой канал достигает местоположения включенного кристалла черного углерода, алмаз погружают в серную кислоту. После выдержки в серной кислоте кристалл черного углерода растворяется и становится прозрачным (бесцветным), а иногда слегка беловатым и непрозрачным. При микроскопическом исследовании можно увидеть тонкие отверстия, но они незаметны и не влияют на блеск и сияние алмаза. Хотя каналы обычно прямые от точки входа на поверхности, некоторые методы бурения выполняются изнутри, используя естественные трещины внутри камня, чтобы достичь включения таким образом, который имитирует органические "перья". (Этот метод иногда называют KM-бурением, что расшифровывается как специальное бурение на иврите.) Каналы настолько микроскопические, что грязь и мусор не могут проникнуть в них. Отверстия, достигающие поверхности, можно увидеть только при отражении света от поверхности алмаза во время микроскопического наблюдения, например, с помощью 10-кратной лупы ювелира, и они невидимы невооруженным глазом.
Заполнение переломов
Хотя заполнение трещин как метод улучшения драгоценных камней известно уже более 2500 лет, уникальный показатель преломления алмаза требовал более совершенного наполнителя, чем простая обработка воском и маслом. Эта технология стала доступной примерно через 20 лет после разработки метода лазерного сверления. Говоря простым языком, "заполнение трещин" делает крошечные естественные трещины внутри алмазов менее заметными невооруженным глазом и даже под увеличением. Трещины очень распространены в алмазах и образуются в процессе их формирования в земной коре. Когда необработанный алмаз поднимается из земной коры через вулканические трубки, он подвергается огромным напряжениям и давлению, в результате чего внутри алмаза могут формироваться микротрещины. Если эти трещины видны и ухудшают красоту алмаза, спрос на него снижается, и его сложнее продать ювелирам и широкой публике, что делает его подходящим для заполнения трещин и, следовательно, для улучшения его внешнего вида. Заполнение трещин алмазов часто является заключительным этапом в процессе улучшения алмазов, следующим за лазерным сверлением и кислотной травлением включений, хотя если трещины доходят до поверхности, сверление может не потребоваться. В этом процессе используются специально разработанные наполнители с показателем преломления, близким к показателю преломления алмаза. Его разработал Цви Иегуда из Рамат-Гана, Израиль, и сейчас "Yehuda" используется как торговая марка для алмазов, обработанных таким способом. Другая израильская компания, Koss & Schechter, попыталась модифицировать процесс Иегуды в 1990-х годах, используя галогенсодержащие стекла, но это не увенчалось успехом. Детали процесса Иегуды держатся в секрете, но сообщается, что в качестве наполнителя используется оксихлорид свинца, который имеет относительно низкую температуру плавления. Компания Dialase из Нью-Йорка также обрабатывает алмазы с использованием процесса, основанного на технологии Yehuda, который, как считается, использует оксихлорид висмута свинца. Однако исследования по созданию более качественных, прочных и трудно обнаруживаемых наполнителей продолжаются, что приводит к разработке большего количества наполнителей на основе силикона для заполнения трещин. Наполнитель в алмазах, заполненных трещинами, обычно может быть обнаружен опытным геммологом под микроскопом: хотя каждый алмаз получает обработку, соответствующую его уникальной форме, состоянию и характеру трещин, могут наблюдаться следы отверстий, доходящих до поверхности, и трещин, связанных с алмазами, прошедшими сверление, пузырьки воздуха и линии потока внутри стекла – признаки, которые никогда не встречаются в необработанных алмазах. Более заметным является так называемый "эффект вспышки", который проявляется в ярких цветовых вспышках, видимых при вращении алмаза, заполненного трещинами; цвет этих вспышек варьируется от электрического синего или фиолетового до оранжевого или желтого, в зависимости от условий освещения (светлого и темного поля, соответственно). Вспышки лучше всего видны, когда поле зрения почти параллельно плоскости заполненной трещины (хотя отдельные трещины в необработанных алмазах также могут вызывать аналогичный "эффект вспышки"). Первые два метода могут только изменить цвет, обычно превращая камень серии Кейп (см. Материальные свойства алмаза: состав и цвет) в более востребованный камень с фантазийным цветом. Поскольку некоторые методы облучения создают лишь тонкий "слой" цвета, они применяются к алмазам, которые уже огранены и отполированы. Напротив, обработка HPHT используется для изменения и удаления цвета как необработанных, так и ограненных алмазов, но только определенные алмазы поддаются такой обработке. Обработка облучением и HPHT обычно является постоянной, поскольку она не обратима в нормальных условиях ношения ювелирных изделий, в то время как тонкие пленки являются временными.
Облучение
Сэр Уильям Крукс, ценитель драгоценных камней, а также химик и физик, первым обнаружил влияние радиации на цвет алмаза, когда в 1904 году провел серию экспериментов с использованием солей радия. Алмазы, обернутые радиевой солью, постепенно становились темно-зелеными; этот цвет проявлялся в виде пятнистых участков и не проникал глубже поверхности камня. Причиной тому было излучение альфа-частиц радием. К сожалению, обработка радием также делала алмаз сильно радиоактивным, до степени, делающей его непригодным для ношения. В 1914 году Крукс пожертвовал октаэдр из алмаза, подвергнутый такой обработке, Британскому музею, где он находится и по сей день, сохранив как цвет, так и радиоактивность. В настоящее время алмазы безопасно облучают четырьмя способами: бомбардировкой протонами и дейтронами в циклотронах; гамма-излучением при воздействии кобальта-60; нейтронным излучением в ядерных реакторах; и электронным излучением в генераторах Ван де Граафа. Эти высокоэнергетические частицы физически изменяют кристаллическую решетку алмаза, выбивая атомы углерода из своих положений и создавая центры окраски. Облученные алмазы после обработки имеют оттенки зеленого, черного или синего, но большинство из них подвергаются отжигу для изменения цвета на яркие оттенки желтого, оранжевого, коричневого или розового. Процесс отжига повышает подвижность отдельных атомов углерода, позволяя исправить некоторые дефекты решетки, возникшие в процессе облучения. Окончательный цвет зависит от состава алмаза, температуры и продолжительности отжига. Алмазы, обработанные в циклотроне, имеют зеленый или сине-зеленый цвет, ограниченный поверхностным слоем; затем их отжигают при 800 °C для получения желтого или оранжевого цвета. Они остаются радиоактивными лишь несколько часов после обработки, а благодаря направленности обработки и огранке камня цвет проявляется в отдельных зонах. Если камень подвергся циклотронной обработке через павильон (заднюю часть), то через коронку (верхнюю часть) камня будет виден характерный "зонтик" более темного цвета. Если камень подвергся циклотронной обработке через коронку, вокруг пояса (ободка) будет видно темное кольцо. Камни, обработанные сбоку, будут иметь одну половину более насыщенного цвета, чем другая. Циклотронная обработка в настоящее время встречается редко. Обработка гамма-излучением также не распространена, поскольку, хотя это самый безопасный и дешевый метод облучения, успешная обработка может занять несколько месяцев. Полученный цвет – от синего до сине-зеленого, проникающий во весь камень. Такие алмазы не отжигаются. Синий цвет иногда может быть близок к цвету природных алмазов типа IIb, но они различаются полупроводниковыми свойствами. Как и большинство облученных алмазов, большинство алмазов, обработанных гамма-излучением, изначально имели желтоватый оттенок; синий цвет обычно модифицируется этим оттенком, что приводит к заметному зеленоватому оттенку. Два наиболее распространенных метода облучения – нейтронная и электронная бомбардировка. Первая обработка дает зеленый или черный цвет, проникающий во весь камень, в то время как вторая обработка дает синий, сине-зеленый или зеленый цвет, проникающий лишь на глубину около 1 мм. Отжиг этих камней (от 500–900 °C для камней, подвергшихся нейтронной бомбардировке, и от 500–1200 °C для камней, подвергшихся электронной бомбардировке) дает оранжевый, желтый, коричневый или розовый цвет. Синие или сине-зеленые камни, не подвергшиеся отжигу, отделяются от природных камней тем же способом, что и камни, обработанные гамма-излучением. До отжига почти все облученные алмазы обладают характерным спектром поглощения, состоящим из тонкой линии в дальнем красном спектре на 741 нм – эта линия известна как GR1 и обычно считается сильным признаком обработки. Последующий отжиг обычно разрушает эту линию, но создает несколько новых; наиболее устойчивая из них находится на 595 нм. Некоторые облученные алмазы полностью природные. Одним из известных примеров является Дрезденский зеленый алмаз. В этих природных камнях цвет придается "радиационными ожогами" в виде небольших пятен, обычно только на поверхности, как и в алмазах, обработанных радием. Естественно облученные алмазы также обладают линией GR1. Самый крупный известный облученный алмаз – Дипдин.
Покрытия
Применение цветной фольги на павильонные (задние) поверхности драгоценных камней было обычной практикой в грузинскую и викторианскую эпохи; это была первая обработка, помимо огранки и полировки, применённая к алмазу. Алмазы с фольгой устанавливаются в ювелирные изделия с закрытой задней частью, что может затруднить их обнаружение. При увеличении часто можно увидеть участки, где фольга отслоилась или приподнялась; влага, попавшая между камнем и фольгой, также вызывает разрушение и неравномерный цвет. В силу своей антикварной ценности, наличие алмазов с фольгой в старинных украшениях не снижает их стоимость. В настоящее время разработаны более совершенные поверхностные покрытия, такие как фиолетово-голубые красители и вакуумно-распылённые плёнки, напоминающие покрытие из фторида магния на объективах камер. Эти покрытия эффективно осветляют кажущийся цвет алмаза с желтоватым оттенком, поскольку эти два цвета являются дополнительными и нейтрализуют друг друга. Обычно они наносятся только на павильон или перехват алмаза и являются одними из самых сложных в обнаружении обработок. В то время как красители можно легко удалить в горячей воде или спирте, для удаления вакуумно-распылённых плёнок требуется погружение в серную кислоту. Плёнки можно обнаружить при большом увеличении по наличию выпуклых участков, где заперты пузырьки воздуха, и по изношенным участкам, где покрытие было поцарапано. Эти обработки считаются мошенническими, если они не раскрываются. Другая технология покрытия заключается в нанесении тонкой плёнки синтетического алмаза на поверхность имитации алмаза. Это придает имитации алмаза некоторые характеристики настоящего алмаза, включая повышенную устойчивость к износу и царапинам, более высокую теплопроводность и более низкую электропроводность. Хотя повышение устойчивости к износу является законной целью этой технологии, некоторые используют её, чтобы затруднить обнаружение имитаций алмаза обычными методами, что может быть мошенничеством, если они пытаются выдать имитацию за настоящий алмаз.
Высокотемпературная обработка под высоким давлением
Небольшое количество камней, которые в противном случае обладают качеством, достойным огранки, и имеют коричневый цвет, могут быть значительно осветлены или полностью лишены цвета обработкой HPHT, или, в зависимости от типа алмаза, улучшить существующий цвет до более желаемой насыщенности. Этот процесс был представлен компанией General Electric в 1999 году. Алмазы, обработанные для получения бесцветных камней, относятся исключительно к типу IIa и обязаны своему нежелательному оттенку структурным дефектам, возникшим в процессе роста кристалла, известным как пластические деформации, а не интерстициальным примесям азота, как это наблюдается в большинстве алмазов коричневого цвета. Считается, что обработка HPHT устраняет эти деформации и, таким образом, отбеливает камень. (Это, вероятно, неверное заключение; отбеливание, по мнению одного из исследователей, происходит из-за разрушения стабильных вакантных кластеров). Алмазы типа Ia, содержащие примеси азота в кластерах, которые обычно не влияют на цвет, также могут изменить свой цвет под воздействием HPHT. Некоторые синтетические алмазы также подвергаются обработке HPHT для изменения их оптических свойств, что затрудняет их отличия от природных алмазов. В процессе HPHT используются давления до 70 000 атмосфер и температуры до 2 000 °C. Также в 1999 году компания Novatek, производитель промышленных алмазов из города Прово, штат Юта, известная своими достижениями в синтезе алмазов, случайно обнаружила, что цвет алмазов можно изменить с помощью процесса HPHT. Компания создала NovaDiamond, Inc. для коммерциализации этого процесса. Применяя тепло и давление к природным камням, NovaDiamond могла превратить коричневые алмазы типа I в светло-желтые, зеленовато-желтые или желтовато-зеленые; улучшить алмазы типа IIa на несколько цветовых тонов, вплоть до бесцветных; усилить цвет желтых алмазов типа I; и сделать некоторые сине-серые алмазы типов I и IIb бесцветными (хотя в некоторых случаях натуральные сине-серые алмазы более ценны в необработанном виде, поскольку синий цвет является очень востребованным). Однако в 2001 году NovaDiamond прекратила деятельность в области обработки драгоценных камней HPHT из-за недобросовестной практики дилеров, как охарактеризовал ситуацию руководитель компании, Дэвид Холл. Очевидно, дилеры выдавали алмазы, улучшенные NovaDiamond, за камни природного цвета, и компания отказалась участвовать в этом обмане. Окончательная идентификация алмазов, обработанных HPHT, осуществляется в хорошо оснащенных геммологических лабораториях, где используются инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) и спектроскопия Рамана для анализа видимого и инфракрасного поглощения подозрительных алмазов и выявления характерных линий поглощения, указывающих на воздействие высоких температур. При микроскопическом исследовании можно обнаружить следующие признаки: внутреннее зерно (тип IIa); частично зажившие трещины-перья; мутное внешнее вид; черные трещины вокруг включений; и бусистый или матовый пояс. Алмазы, обработанные компанией General Electric для удаления цвета, имеют лазерную надпись на поясе: эта надпись гласит "GE POL", где "POL" означает Pegasus Overseas Ltd, партнерскую компанию. Эту надпись можно отполировать, поэтому ее отсутствие не является надежным признаком природного цвета. Хотя обработка HPHT является необратимой, о ней следует сообщать покупателю во время продажи.