Elmas simülasyonu - Diamond simulant

Düşük maliyeti ve pırlantaya yakın görsel benzerliği, kübik zirkonya 1976'dan bu yana gemolojik ve ekonomik açıdan en önemli elmas benzerini yapmıştır .

Bir elmas yapay , elmas taklit veya pırlanta ile bir nesne veya bir malzemedir gemolojik bir benzer özelliklere elmas . Simulantlar, doğal elmaslarla aynı malzeme özelliklerine sahip gerçek elmaslar olan sentetik elmaslardan farklıdır . Geliştirilmiş elmaslar da bu tanımın dışındadır. Bir elmas benzeri yapay, doğal veya bazı durumlarda bunların bir kombinasyonu olabilir. Materyal özellikleri elmasınkinden önemli ölçüde farklı olsa da, simulantlar, kendilerini taklit etmeye elverişli olan dağılım ve sertlik gibi belirli arzu edilen özelliklere sahiptir . Uygun ekipmana sahip eğitimli gemologlar, doğal ve sentetik elmasları, öncelikle görsel inceleme yoluyla tüm elmas benzerlerinden ayırt edebilirler.

En yaygın elmas benzerleri , her ikisi de yapay malzemeler olan yüksek kurşunlu cam (yani yapay elmaslar ) ve kübik zirkonyadır (CZ). 1950'lerin ortalarından beri stronsiyum titanat ve sentetik rutil gibi bir dizi başka yapay malzeme geliştirilmiştir, ancak bunlar artık yaygın olarak kullanılmamaktadır. 20. yüzyılın sonunda tanıtılan, laboratuarda yetiştirilen mozanit , elmasa alternatif olarak popülerlik kazanmıştır. Mücevher sınıfı pırlantaların yüksek fiyatı ve pırlanta ticaretinin önemli etik kaygıları, pırlanta taklitçileri için büyük bir talep yarattı.

İstenen ve farklı özellikler

Elmas benzeri olarak kullanılmasının düşünülebilmesi için, bir malzemenin belirli elmas benzeri özelliklere sahip olması gerekir. En gelişmiş yapay simulantlar, elmasa çok yakın özelliklere sahiptir, ancak tüm simulantlar, onları elmastan açıkça ve (elmasla aşina olanlar için) kolaylıkla ayırt eden bir veya daha fazla özelliğe sahiptir. Bir gemolog için , ayırıcı özelliklerin en önemlisi, tahribatsız muayeneyi teşvik eden özelliklerdir; bunların çoğu doğada görseldir. Tahribatsız muayene tercih edilir çünkü şüphelenilen elmasların çoğu zaten değerli taşlar halinde kesilir ve mücevherlere yerleştirilir ve yıkıcı bir test (çoğunlukla elmas olmayanların göreli kırılganlığına ve yumuşaklığına dayanır) başarısız olursa, simülete zarar verebilir - kabul edilemez bir durum. Çoğu mücevher sahibi için sonuç, bir taş elmas olmasa bile yine de değerli olabilir.

Aşağıda, elmas ve benzerlerinin karşılaştırılabileceği ve karşılaştırılabileceği özelliklerden bazıları verilmiştir.

Dayanıklılık ve yoğunluk

Mineral sertliğinin Mohs ortak bir doğrusal olmayan bir ölçek olan mineraller çizilmeye 'dirençleri. Elmas, bilinen en sert doğal olarak oluşan malzemelerden biri olduğu için bu ölçeğin (sertlik 10) en üstündedir. ( Birleştirilmiş elmas nanoçubuklar gibi bazı yapay maddeler daha serttir.) Bir elmasın, başka bir elmas dışında onu çizebilecek maddelerle karşılaşma olasılığı düşük olduğundan, elmas değerli taşlar tipik olarak çiziksizdir. Pırlantanın sertliği , mükemmel derecede düz olan son derece parlak yüzeyleri ( adamantin olarak tanımlanır ) ve gevrek, keskin yüzey kenarları ile görsel olarak ( mikroskop veya büyüteç altında) belirgindir . Bir elmas simülasyonunun etkili olması için çoğu mücevhere göre çok zor olması gerekir. Çoğu simulant, elmasın sertliğinin çok altında kalır, bu nedenle dış kusurları ve zayıf cilaları ile elmastan ayrılabilirler .

Yakın geçmişte, sözde "pencere camı testi", genellikle, elmas tanımlamanın garantili bir yöntemi olarak düşünülürdü. Potansiyel olarak yıkıcı bir testtir, burada şüpheli bir elmas değerli taş bir cam bölmesine kazınır ve olumlu bir sonuç camda bir çizik olur ve değerli taşta hiçbir şey olmaz. Kullanımı sertliği noktaları ve çizik plakalarının imal korindon (sertlik 9), aynı zamanda, camın yerine kullanılır. Sertlik testleri üç nedenden dolayı tavsiye edilmez: cam oldukça yumuşaktır (tipik olarak 6 veya altı) ve çok sayıda malzeme (birçok benzer dahil) tarafından çizilebilir; elmas, test süreci tarafından tetiklenebilecek dört mükemmel ve kolay bölünme yönüne (elmanın bölünebileceği yapısal zayıflık düzlemleri) sahiptir; ve birçok elmas benzeri değerli taşlar (eski benzerleri dahil) kendi başlarına değerlidir.

Özgül ağırlığı bir taş elmasın (SG) ve yoğunluk 3.52 de oldukça sabittir. Çoğu simulant, bu değerin çok üstünde veya biraz altındadır, bu da ayarlanmadıklarında onları tanımlamayı kolaylaştırabilir. Bu amaç için diiyodometan gibi yüksek yoğunluklu sıvılar kullanılabilir, ancak bu sıvıların tümü oldukça zehirlidir ve bu nedenle genellikle kaçınılır. Daha pratik bir yöntem, şüpheli bir elmasın beklenen boyutunu ve ağırlığını ölçülen parametreleriyle karşılaştırmaktır: örneğin, bir kübik zirkonya (SG 5.6-6), eşdeğer boyutta bir elmasın beklenen ağırlığının 1,7 katı olacaktır.

Optik ve renk

Elmas genellikle kesilir pırlanta onların ortaya çıkarmak için parlak (ışık miktarı geri izleyiciye yansıyan) ve ateş (renkli alma derecesi prizmatik yanıp görülür). Her iki özellik de taşın kesilmesinden güçlü bir şekilde etkilenir, ancak elmasın yüksek kırılma indeksinin (RI—taşa giren ışığın bükülme derecesi) 2.417'nin ( sodyum ışığı ile ölçüldüğü gibi , 589.3 nm) bir fonksiyonudur. ve sodyum B ve G çizgi aralığı ile ölçülen 0.044'lük yüksek dağılım (beyaz ışığın taştan geçerken spektral renklerine ayrılma derecesi ). Bu nedenle, eğer bir elmas simülasyonunun RI'si ve dağılımı çok düşükse, nispeten donuk veya "cansız" görünecektir; RI ve dağılım çok yüksekse, etki gerçek dışı veya hatta yapışkan olarak kabul edilecektir. Çok az sayıda simulant yakın RI ve dağılıma sahiptir ve yakın simulantlar bile deneyimli bir gözlemci tarafından ayrılabilir. RI ve dispersiyonun doğrudan ölçümleri pratik değildir (standart bir gemolojik refraktometrenin üst sınırı yaklaşık RI 1.81'dir), ancak birçok şirket bir malzemenin RI'sini bir kızılötesi ışını ne kadar iyi yansıttığını ölçerek dolaylı olarak ölçmek için yansıtma ölçerler tasarlamıştır .

Belki de eşit derecede önemli olan optik karakterdir . Elmas ve diğer kübik (ve ayrıca amorf ) malzemeler izotropiktir , yani bir taşa giren ışığın yönü ne olursa olsun aynı şekilde davranır. Bunun aksine, en minerallerdir anizotropik üretir, çift kırılma ışık giren bir dışındaki tüm yönlerde malzeme veya çift kırılma optik eksen (iki kat kırma malzemede tek bir kırılma yönü). Düşük büyütme altında, bu çift kırılma genellikle kesilmiş bir değerli taşın arka yüzlerinin veya iç kusurlarının görsel olarak ikiye katlanması olarak algılanabilir. Etkili bir elmas benzetimi bu nedenle izotropik olmalıdır.

Uzun dalga (365 nm) ultraviyole ışık altında, elmas , değişen yoğunlukta mavi, sarı, yeşil, leylak rengi veya kırmızıyı floresan edebilir . En yaygın floresan mavidir ve bu tür taşlar da sarı renkte fosforlu olabilir - bunun değerli taşlar arasında benzersiz bir kombinasyon olduğu düşünülmektedir. Birçok elmas benzerinin aksine, kısa dalga ultraviyoleye herhangi bir tepki genellikle çok azdır. Benzer şekilde, pırlanta benzerlerinin çoğu yapay olduğundan, tek tip özelliklere sahip olma eğilimindedirler: çok taşlı bir pırlanta yüzükte, tek tek pırlantaların farklı şekilde floresan (farklı renklerde ve yoğunluklarda, bazıları muhtemelen hareketsiz) olması beklenir. Tüm taşlar aynı şekilde flüoresansa, elmas olma ihtimalleri yoktur.

Çoğu "renksiz" pırlanta aslında bir dereceye kadar sarı veya kahverengi renktedir, oysa bazı yapay simulantlar tamamen renksizdir - elmas renk terminolojisindeki mükemmel "D"ye eşdeğerdir . Bu "gerçek olamayacak kadar iyi" faktörün dikkate alınması önemlidir; Fantezi elmasları taklit etmesi amaçlanan renkli elmas simülantlarını bu bağlamda tespit etmek daha zordur, ancak simulantların renkleri nadiren yaklaşık olarak aynıdır. Çoğu elmasta (renksiz olanlar bile) 415 nm'de ince bir çizgiden oluşan karakteristik bir absorpsiyon spektrumu (doğrudan görüş spektroskopu ile ) görülebilir . Dopants yapay benzerlerinde kazandırmakta rengine kullanılan karmaşık olarak tespit olabilir nadir toprak elmas hiç görülmez absorpsiyon spektrumu.

Ayrıca çoğu elmasta , en yaygın olanları kırıklar ve katı yabancı kristaller olan belirli iç ve dış kusurlar veya kalıntılar bulunur . Yapay simülanlar genellikle dahili olarak kusursuzdur ve mevcut olan herhangi bir kusur, üretim sürecinin karakteristiğidir. Doğal simülantlarda görülen inklüzyonlar genellikle elmasta görülenlerden farklı olacaktır, özellikle de sıvı "tüy" inklüzyonları. Elmas kesme işlemi genellikle orijinal kristalin yüzeyinin kısımları sağlam bırakacaktır. Bunlar doğal olarak adlandırılır ve genellikle taşın kemerinde bulunur; üçgen, dikdörtgen veya kare çukurlar ( aşınma işaretleri ) şeklini alırlar ve sadece elmasta görülürler.

Termal ve elektrik

Elmas son derece etkili bir termal iletkendir ve genellikle bir elektrik yalıtkanıdır . Eski özellik, elmasları taklitlerinden ayırmak için elektronik bir termal prob kullanımında yaygın olarak kullanılır . Bu problar, ince bir bakır uca monte edilmiş bir çift pille çalışan termistörden oluşur . Bir termistör bir ısıtma cihazı olarak işlev görürken diğeri bakır ucun sıcaklığını ölçer: eğer test edilen taş bir elmas ise, ucun termal enerjisini ölçülebilir bir sıcaklık düşüşü üretecek kadar hızlı iletecektir. Çoğu simulant ısı yalıtkanı olduğundan, termistörün ısısı iletilmez. Bu test yaklaşık 2-3 saniye sürer. Tek olası istisna, elmasa benzer bir termal iletkenliğe sahip olan mozanittir: eski problar mozanit tarafından aldatılabilir, ancak daha yeni termal ve elektriksel iletkenlik test cihazları, iki malzemeyi ayırt etmek için yeterince karmaşıktır. En son gelişme, son derece ince bir elmas malzeme tabakası olan nano elmas kaplamadır. Doğru şekilde test edilmezse elmasla aynı özellikleri gösterebilir.

Bir elmasın elektriksel iletkenliği yalnızca mavi veya gri-mavi taşlarla ilgilidir, çünkü renklerinden sorumlu arayer boron aynı zamanda onları yarı iletken yapar . Böylece, şüpheli bir mavi elmas, bir elektrik devresini başarıyla tamamlarsa doğrulanabilir .

yapay simülasyonlar

Elmas, yüzlerce yıldır yapay malzemelerle taklit ediliyor; Teknolojideki ilerlemeler, elmasın özelliklerine her zamankinden daha yakın özelliklere sahip, giderek daha iyi simülantların gelişimini gördü. Bu simülantların çoğu belirli bir dönemin özelliği olsa da, büyük üretim hacimleri, günümüz mücevheratında değişen sıklıklarla karşı karşıya kalmaya devam etmesini sağlamıştır. Neredeyse tümü, aktif lazer ortamları , varistörler ve kabarcık bellek gibi yüksek teknolojide amaçlanan kullanım için tasarlandı . Sınırlı mevcut arzları nedeniyle, koleksiyoncular eski türler için bir prim ödeyebilir.

Özet tablosu

"Kırılma indeksi(ler)i" sütunu, tek kırılmalı maddeler için bir kırılma indeksi ve çift kırılmalı maddeler için bir aralık gösterir.

1700'den itibaren

RI ve dispersiyonu artırmak için kurşun , alümina ve talyum kullanılarak çakmaktaşı cam formülasyonu geç Barok döneminde başladı . Flint camı pırlantalara dönüştürülür ve yeni kesildiğinde şaşırtıcı derecede etkili elmas benzeri olabilirler. Yapay elmaslar, macunlar veya strass olarak bilinen cam taklitleri, antika takıların ortak bir özelliğidir ; bu gibi durumlarda yapay elmaslar kendi başlarına değerli tarihi eserler olabilir. Kurşun tarafından verilen büyük yumuşaklık (sertlik 6'nın altında), yapay elmasın faset kenarlarının ve yüzlerinin hızla yuvarlanacağı ve çizileceği anlamına gelir. Birlikte ile konkoidal kırıklar taşın içinde ve hava kabarcıkları veya akış hatlarının, bu özellikler cam taklitleri kolay sadece ılımlı büyütme altında noktaya olun. Çağdaş üretimde, camın şekillendirilmesi yerine kalıplanması daha yaygındır: bu taşlarda yüzeyler içbükey ve yüzey kenarları yuvarlatılmış olacaktır ve ayrıca kalıp izleri veya dikişler de mevcut olabilir. Cam ayrıca kompozitler üretmek için diğer malzemelerle birleştirilmiştir.

1900–1947

İlk kristal yapay elmas benzerleri, sentetik beyaz safir ( Al ₂ O ₃ , saf korindon) ve spinel (MgO·Al ₂ O ₃ , saf magnezyum alüminyum oksit ) idi. Spinel 1920'lere kadar geniş bir kullanımda olmasa da, her ikisi de 20. yüzyılın ilk on yılından bu yana Verneuil veya alev-füzyon işlemi yoluyla büyük miktarlarda sentezlenmiştir . Verneuil prosesi, oksijenle karıştırılmış saflaştırılmış besleme tozu ile dikkatlice üfleme borusundan beslenen ters çevrilmiş bir oksihidrojen üfleme borusunu içerir . Besleme tozu, oksi-hidrojen alevi içinden düşer, erir ve aşağıda dönen ve yavaşça alçalan bir kaide üzerine iner. Kaidenin yüksekliği, tepesini alevin altındaki en uygun konumda tutmak için sürekli olarak ayarlanır ve birkaç saat içinde erimiş toz soğur ve tek bir saplı armut veya boule kristali oluşturmak üzere kristalleşir. İşlem, çapı 9 santimetreye (3,5 inç) kadar olan kristallerin büyütülmesiyle ekonomik bir işlemdir. Modern Czochralski yöntemiyle yetiştirilen boules birkaç kilogram ağırlığında olabilir.

Sentetik safir ve spinel, iyi cila alan dayanıklı malzemelerdir (sertlik 9 ve 8); ancak elmasla karşılaştırıldığında çok daha düşük RI'ları nedeniyle (safir için 1.762–1.770, spinel için 1.727), kesildiğinde "cansız" olurlar. (Sentetik safir de anizotropiktir , bu da fark edilmesini daha da kolaylaştırır.) Düşük RI'ları ayrıca çok daha düşük bir dağılım (0.018 ve 0.020) anlamına gelir, bu nedenle pırlantalar halinde kesildiğinde bile elmas ateşinden yoksundurlar . Bununla birlikte, sentetik spinel ve safir, 1920'lerden 1940'ların sonlarına kadar, daha yeni ve daha iyi taklitlerin ortaya çıkmaya başladığı popüler elmas taklitleriydi. Her ikisi de kompozitler oluşturmak için diğer malzemelerle birleştirildi. Bir zamanlar sentetik safir için kullanılan ticari isimler arasında Diamondette , Diamondite , Jourado Diamond' ve Thrilliant bulunur . Sentetik spinel için İsimler dahil Corundolite , Lustergem , Magalux ve radyant .

1947–1970

Optik olarak "gelişmiş" benzerlerinin ilk sentetik rutil (TiO olarak ₂ , saf titanyum oksit). 1947-48'de tanıtılan sentetik rutil, kesildiğinde bol miktarda ömre sahiptir - belki de bir elmas benzeri için çok fazla ömre sahiptir. Sentetik rutilin RI ve dispersiyonu (2.8 ve 0.33) pırlantadan o kadar yüksektir ki, ortaya çıkan pırlantalar prizmatik renklerin gösteriminde neredeyse opal gibi görünür . Sentetik rutil de iki kat refraktiftir: bu özelliği gizlemek için bazı taşlar masa optik eksene dik olacak şekilde kesilse de, sadece taşın eğilmesi iki kat arka yüzlerini ortaya çıkaracaktır.

Sentetik rutilin devam eden başarısı, üreticilerin asla çözemediği malzemenin kaçınılmaz sarı tonu tarafından da engellendi. Bununla birlikte, çeşitli metal oksit katkı maddeleri kullanılarak maviler ve kırmızılar dahil olmak üzere bir dizi farklı renkte sentetik rutil üretildi. Bunlar ve beyaza yakın taşlar, gerçek olmayan taşlar olsa da son derece popülerdi. Sentetik rutil de oldukça yumuşak (sertlik ~6) ve kırılgandır ve bu nedenle zayıf aşınır. Bir tricone brülör oluşturmak için üçüncü bir oksijen borusu kullanan Verneuil işleminin bir modifikasyonu yoluyla sentezlenir ; titanyumun oksidasyonunda yer alan çok daha yüksek oksijen kayıpları nedeniyle bu, tek bir kristal üretmek için gereklidir. Teknik, Charles H. Moore, Jr. tarafından South Amboy , New Jersey merkezli National Lead Company'de (daha sonra NL Industries ) icat edildi . Ulusal Kurşun ve Union Carbide , sentetik rutilin başlıca üreticileriydi ve en yüksek yıllık üretim 750.000 karata (150 kg) ulaştı. Sentetik rutile uygulanan birçok ticari isimden bazıları şunlardır: Astryl , Diamothyst , Gava veya Java Gem , Meredith , Miridis , Rainbow Diamond , Rainbow Magic Diamond , Rutania , Titangem , Titania ve Ultamite .

National Lead ayrıca başka bir titanyum bileşiğinin (stronsiyum titanat) ( Sr TiO ₃ , saf tausonit) sentezine yönelik araştırmaların yürütüldüğü yerdi. Araştırma, 1940'ların sonlarında ve 1950'lerin başlarında, Verneuil sürecinin bir tricone modifikasyonunu da kullanan Leon Merker ve Langtry E. Lynd tarafından yapıldı. 1955'te ticari olarak piyasaya sürülmesinden sonra, stronsiyum titanat, en popüler elmas benzeri olarak sentetik rutilin yerini hızla aldı. Bu sadece stronsiyum titanatın yeniliğinden değil, aynı zamanda üstün optiklerinden de kaynaklanıyordu: RI'si (2.41) elmasınkine çok yakınken, dispersiyonu (0.19), aynı zamanda çok yüksek olmasına rağmen, sentetik rutilin psychedelic ekranına göre önemli bir gelişmeydi. . Katkı maddeleri ayrıca sentetik titanata sarı, turuncudan kırmızıya, mavi ve siyah dahil olmak üzere çeşitli renkler vermek için kullanıldı. Malzeme aynı zamanda elmas gibi izotropiktir, yani sentetik rutilde görüldüğü gibi fasetlerin dikkati dağıtan iki katına çıkması yoktur.

Stronsiyum titanatın tek büyük dezavantajı (aşırı ateş hariç tutulursa) kırılganlıktır. Sentetik rutilden hem daha yumuşak (sertlik 5.5) hem de daha kırılgandır - bu nedenle stronsiyum titanat kompozitler oluşturmak için daha dayanıklı malzemelerle birleştirilmiştir . Aksi takdirde, o zamanın en iyi simülasyonuydu ve zirvede yıllık üretimi 1,5 milyon karat (300 kg) idi. Nedeniyle patent kapsamı, tüm ABD büyük miktarlarda tarafından yurtdışında üretildi ise üretim, Milli Lead tarafından yapıldı Nakazumi Şirketi arasında Japonya'da . Stronsiyum titanat için ticari isimler Brilliante , Diagem , Diamontina , Fabulite ve Marvelite'dir .

1970–1976

1970'lerden itibaren stronsiyum titanatın yerini yeni bir elmas taklitleri sınıfı almaya başladı: "sentetik granatlar ". Bunlar, silikatlardan ziyade oksit oldukları için olağan anlamda gerçek granatlar değildir , ancak doğal granatın kristal yapısını (her ikisi de kübiktir ve dolayısıyla izotropiktir) ve genel formül A ₃ B ₂ C ₃ O _12'yi paylaşırlar . Doğal granatlarda C her zaman silikondur ve A ve B birkaç ortak elementten biri olabilirken , çoğu sentetik granat nadir bulunan nadir toprak elementlerinden oluşur. Bunlar bilinen hiçbir doğal muadilleriyle (kenara taşlı itibaren) sadece elmas benzerleri şunlardır: gemologically onlar en iyi denir yapay ziyade sentetik ikinci terim de doğada bulunabilir insan yapımı malzemeler için ayrıldığından,.

Bir dizi yapay granat başarılı bir şekilde yetiştirilmiş olsa da, elmas benzeri olarak sadece ikisi önemli hale geldi. İlki 1960'ların sonlarında itriyum alüminyum granattı ( YAG ; Y ₃ Al ₅ O ₁₂ ). Eriyikten büyümeyi içeren Czochralski veya kristal çekme işlemi tarafından üretildi (ve hala da öyle). Atıl bir atmosferle çevrili bir iridyum potası kullanılır, burada itriyum oksit ve alüminyum oksit eritilir ve 1980 °C'ye yakın dikkatlice kontrol edilen bir sıcaklıkta birlikte karıştırılır. Küçük bir tohum kristali, kristal erimiş karışımın yüzeyi ile temas edene kadar pota üzerine indirilen bir çubuğa bağlanır. Tohum kristali, bir çekirdeklenme bölgesi görevi görür ; sıcaklık, karışımın yüzeyinin erime noktasının hemen altında olduğu bir noktada sabit tutulur. Çubuk yavaş ve sürekli olarak döndürülür ve geri çekilir ve çekilen karışım, potadan çıkarken kristalleşir ve silindirik bir bül şeklinde tek bir kristal oluşturur. Kristalin saflığı son derece yüksektir ve tipik olarak 5 cm (2 inç) çapında ve 20 cm (8 inç) uzunluğundadır ve 9.000 karat (1.75 kg) ağırlığındadır.

YAG sertliği (8.25) ve kırılganlık eksikliği, stronsiyum titanat üzerinde büyük gelişmelerdi ve RI (1.83) ve dağılımı (0.028) oldukça düşük olmasına rağmen, parlak kesim YAG'lara algılanabilir ateş ve iyi parlaklık (yine de çok fazla olmasına rağmen) vermek için yeterliydi. elmastan daha düşük). Zümrüt taklit etmek için kullanılan sarı, kırmızı ve canlı yeşil dahil olmak üzere katkı maddelerinin eklenmesiyle bir dizi farklı renk de üretildi . Başlıca üreticiler Michigan'daki Shelby Gem Fabrikası , Litton Systems , Allied Chemical , Raytheon ve Union Carbide; yıllık küresel üretim, 1972'de 40 milyon karat (8000 kg) ile zirveye ulaştı, ancak daha sonra keskin bir şekilde düştü. YAG'ın ticari isimleri Diamonair , Diamonique , Gemonair , Replique ve Triamond'u içeriyordu .

YAG üretim seviyelerindeki düşüşün bir nedeni pazar doygunluğu iken, bir diğeri de elmas benzeri olarak önemli olan diğer yapay granatın yakın zamanda piyasaya sürülmesiydi, gadolinyum galyum granat (GGG; Gd ₃ Ga ₅ O ₁₂ ). YAG ile hemen hemen aynı şekilde üretilen (ancak 1750 °C'lik daha düşük bir erime noktası ile) GGG, elmasa yakın bir RI'ye (1.97) ve elmasla neredeyse aynı bir dağılıma (0.045) sahipti. GGG aynı zamanda yeterince sert (sertlik 7) ve etkili bir değerli taş olacak kadar sertti, ancak bileşenleri de YAG'lardan çok daha pahalıydı. GGG'nin güneş ışığına veya diğer ultraviyole kaynaklarına maruz kaldığında koyu kahverengiye dönüşme eğilimi de aynı derecede engelleyiciydi : bunun nedeni, çoğu GGG mücevherinin teknolojik kullanım için reddedilen saf olmayan malzemeden yapılmış olmasıydı. GGG'nin SG'si (7.02) aynı zamanda tüm elmas simulantlarının en yükseğidir ve tüm değerli taşların en yükseği arasındadır, bu da gevşek GGG taşlarının boyutlarını beklenen ve gerçek ağırlıklarıyla karşılaştırarak kolayca fark edilmesini sağlar. Kendinden öncekilere kıyasla GGG hiçbir zaman önemli miktarlarda üretilmedi; 1970'lerin sonunda az çok duyulmaz hale geldi. GGG'nin ticari isimleri Diamonique II ve Galliant'ı içeriyordu .

1976 sunmak

Kübik zirkonya veya CZ (ZrO ₂ ; zirkonyum dioksit - bir zirkonyum silikat olan zirkon ile karıştırılmamalıdır ) 1976'da piyasaya sürülmesinin ardından elmas benzeri pazarına hızla hakim oldu ve gemolojik ve ekonomik açıdan en önemli taklitçi olmaya devam ediyor. CZ 1930'dan beri ancak seramik formunda sentezlenmişti : tek kristalli CZ'nin büyümesi, zirkonyumun herhangi bir pota tarafından sürdürülemez olan son derece yüksek erime noktası (2750 °C) nedeniyle önceki benzerleri için kullanılanlardan kökten farklı bir yaklaşım gerektirecektir. Bulunan çözüm, suyla doldurulmuş bakır borulardan ve radyo frekanslı indüksiyonlu ısıtma bobinlerinden oluşan bir ağı içeriyordu ; sonuncusu zirkonyum besleme tozunu ısıtmak için ve birincisi, dış kısmı soğutmak ve 1 milimetrenin altında bir kalınlığa sahip bir "deri" muhafaza etmek için. Böylece CZ, kendi başına bir pota içinde, soğuk pota (soğutma borularına atıfta bulunarak) veya kafatası potası ( potanın şekline veya yetiştirilen kristallerin şekline atıfta bulunarak ) olarak adlandırılan bir teknikte büyütüldü.

En standart basınç zirkonyum oksit, normal olarak kristalize olur monoklinik yerine kübik kristal sistemi: kübik kristaller büyümesi için bir dengeleyici kullanılmalıdır. Bu genellikle İtriyum(III) oksit veya kalsiyum oksittir . Kafatası pota tekniği ilk 1960 yılında geliştirilen Fransa'da , fakat tarafından 1970'lerin başında mükemmelleştirilmeden Sovyet at VV Osiko altında bilim adamları Lebedev Fizik Enstitüsü içinde Moskova . 1980 yılına gelindiğinde, yıllık küresel üretim 50 milyon karata (10.000 kg) ulaşmıştı.

Sertlik (8–8.5), RI (2.15–2.18, izotropik), dispersiyon (0.058–0.066) ve düşük malzeme maliyeti, CZ'yi elmasın en popüler simülatörü yapar. Bununla birlikte, farklı üreticiler tarafından kullanılan farklı stabilizatörler nedeniyle optik ve fiziksel sabitleri değişkendir. Stabilize edilmiş kübik zirkonyanın birçok formülasyonu vardır. Bu varyasyonlar fiziksel ve optik özellikleri önemli ölçüde değiştirir. CZ'nin görsel benzerliği, pırlantayı düzenli olarak kullanmayanların çoğunu kandıracak kadar pırlantaya yakın olsa da, CZ genellikle belirli ipuçları verecektir. Örneğin: biraz kırılgandır ve mücevherde normal kullanımdan sonra çizik oluşturacak kadar yumuşaktır; genellikle içten kusursuz ve tamamen renksizdir (çoğu elmasın bazı iç kusurları ve sarı bir tonu vardır); SG'si (5.6–6) yüksektir; ve ultraviyole ışık altındaki reaksiyonu belirgin bir bejdir. Çoğu kuyumcu, şüpheli tüm CZ'leri test etmek için bir termal prob kullanır; bu, elmasın üstün termal iletkenliğine dayanan bir testtir (CZ, neredeyse tüm diğer elmas benzerleri gibi, bir termal yalıtkandır). CZ, süslü pırlantaları taklit etmek için bir dizi farklı renkte yapılır (örneğin, sarıdan altın kahverengiye, turuncuya, kırmızıdan pembeye, yeşile ve opak siyaha), ancak bunların çoğu gerçek olanı yansıtmaz. Kübik zirkonya , dayanıklılığını artırmak için elmas benzeri karbonla kaplanabilir , ancak yine de bir termal prob tarafından CZ olarak tespit edilecektir.

CZ, 1998'de mozanitin (SiC; silisyum karbür ) tanıtımına kadar neredeyse hiçbir rekabete sahip değildi . Mozanit, kübik zirkonyadan iki yönden üstündür: sertliği (8,5-9,25) ve düşük SG (3.2). İlk özellik, bazen bir elmasınki kadar net olan fasetlerle sonuçlanırken, ikinci özellik, simüle edilmiş mozanitin ayarlanmadığında (yine de algılanacak kadar farklı olmasına rağmen) tespit edilmesini biraz zorlaştırır. Bununla birlikte, elmas ve kübik zirkonyanın aksine mozanit, güçlü bir şekilde çift kırılımlıdır. Bu, sentetik rutilde görülen aynı "sarhoş görme" etkisi ile kendini gösterir, ancak daha az derecede. Tüm mozanit, bu özelliği yukarıdan gizlemek için optik eksene dik masa ile kesilir, ancak büyütme altında sadece hafif bir eğimde bakıldığında, fasetlerin (ve herhangi bir inklüzyonun) ikiye katlanması kolayca görülür.

Mozanitte görülen kapanımlar da karakteristiktir: çoğunda ince, beyaz, paralel olmayan büyüme tüpleri veya taş masasına dik yönlendirilmiş iğneler bulunur. Bu büyüme tüplerinin bazen elmasta görülen lazer matkap delikleriyle karıştırılabileceği düşünülebilir (bakınız elmas geliştirme ), ancak çift kırılması nedeniyle tüpler mozanitte belirgin şekilde iki katına çıkacaktır. Sentetik rutil gibi, mevcut mozanit üretimi de, genellikle kahverengimsi yeşil olan, henüz kaçınılmaz bir renk tonu tarafından rahatsız edilmektedir. En yaygın ikisi mavi ve yeşil olmak üzere sınırlı sayıda fantezi renk de üretilmiştir.

Doğal simulantlar

Doğal mineraller ki (ne zaman kesilmiş) optik olarak doğal mineraller açısından genellikle mevcut çok az yabancı kazandırmakta renk eğilimindedir çünkü beyaz elmas, nadirdir benzerler. Elmasın en eski benzerleri renksiz kuvars ( aynı zamanda obsidiyen , cam ve kum oluşturan bir silika formu ), kaya kristali (bir kuvars türü), topaz ve beril ( goşenit ); hepsi ortalamanın üzerinde sertliğe (7-8) sahip yaygın minerallerdir, ancak hepsinin düşük RI'ları ve buna bağlı olarak düşük dağılımları vardır. İyi şekillendirilmiş kuvars kristalleri bazen "elmas" olarak sunulur; bunun popüler bir örneği New York, Herkimer County'de çıkarılan " Herkimer elmasları "dır . Topaz'ın SG'si (3.50–3.57) da elmas aralığına giriyor.

Tarihsel açıdan bakıldığında, elmasın en dikkate değer doğal benzeri zirkondur. Aynı zamanda oldukça serttir (7,5), ancak daha da önemlisi, 0.039'luk yüksek dağılımı nedeniyle kesildiğinde algılanabilir ateş gösterir. Sri Lanka'da 2000 yılı aşkın bir süredir renksiz zirkon madenciliği yapılıyor ; Modern mineralojinin ortaya çıkmasından önce , renksiz zirkonun, elmasın daha düşük bir formu olduğu düşünülüyordu. Kaynak konumundan sonra "Matara elmas" olarak adlandırıldı. Hâlâ bir elmas benzeri olarak karşılaşılır, ancak zirkonun anizotropisi ve güçlü çift kırılması (0.059) nedeniyle farklılaşması kolaydır. Aynı zamanda, herkesin bildiği gibi kırılgandır ve genellikle kuşak ve faset kenarlarında aşınma gösterir.

Renksiz zirkondan çok daha az yaygın olan renksiz şelittir . Dağılımı (0.026) aynı zamanda elması taklit edecek kadar yüksektir, ancak oldukça parlak olmasına rağmen sertliği iyi bir cila sağlamak için çok düşüktür (4.5-5.5). Aynı zamanda anizotropiktir ve oldukça yoğundur (SG 5.9-6.1). Czochralski işlemi ile üretilen sentetik şelit mevcuttur, ancak elmas benzeri olarak hiçbir zaman yaygın olarak kullanılmamıştır. Doğal değerli taş kalitesinde şelitin kıtlığı nedeniyle, sentetik şelitin elmastan daha fazla simüle etmesi daha olasıdır. Benzer bir durum ortorombik karbonat serussittir , çok kırılgandır (dört yönde iyi bölünme ile çok kırılgan) ve yumuşaktır (sertlik 3.5), mücevherlerde hiç görülmez ve çok zor olduğu için mücevher koleksiyonlarında sadece ara sıra görülür. kesmek. Cerussit taşlar, sert bir parlaklığa, yüksek RI'ya (1.804-2.078) ve yüksek dağılıma (0.051) sahiptir, bu da onları çekici ve değerli koleksiyoner parçaları yapar. Yumuşaklığın yanı sıra, serussitin yüksek yoğunluğu (SG 6.51) ve aşırı çift kırılmalı (0.271) anizotropisi ile kolayca ayırt edilirler.

Nadir olmaları nedeniyle fantezi renkli pırlantalar da taklit edilir ve zirkon da bu amaca hizmet edebilir. Kahverengi zirkona ısıl işlem uygulamak birkaç parlak renk oluşturabilir: bunlar en yaygın olarak gök mavisi, altın sarısı ve kırmızıdır. Mavi zirkon çok popülerdir, ancak mutlaka rengi sabit değildir; ultraviyole ışığa uzun süre maruz kalmak (güneş ışığındaki UV bileşeni dahil) taşı ağartma eğilimindedir. Isıl işlem ayrıca zirkon ve karakteristik inklüzyonlara daha fazla kırılganlık verir.

Bir başka kırılgan aday mineral sfalerittir (çinko blend). Mücevher kalitesinde malzeme genellikle güçlü bir sarı ila bal rengi kahverengi, turuncu, kırmızı veya yeşildir; çok yüksek RI (2.37) ve dağılımı (0.156), son derece parlak ve ateşli bir mücevher yapar ve aynı zamanda izotropiktir. Ancak burada yine, düşük sertliği (2.5–4) ve mükemmel on iki yüzlü bölünme, sfaleritin mücevherlerde yaygın olarak kullanılmasını engellemektedir. Granat grubunun kalsiyum bakımından zengin iki üyesi çok daha iyi ücret alır: bunlar grossularit (genellikle kahverengimsi turuncu, nadiren renksiz, sarı, yeşil veya pembe) ve andradittir . İkincisi, bazen mücevherlerde görülen üç çeşidi olan topazolit (sarı), melanit (siyah) ve demantoid (yeşil) ile granatların en nadir ve en pahalısıdır . Demantoid (kelimenin tam anlamıyla "elmas benzeri") özellikle 1868'de Ural Dağları'ndaki keşfinden bu yana değerli bir taş olarak ödüllendirilmiştir ; Antik Rus ve Art Nouveau takılarının dikkat çeken bir özelliğidir . Antik mücevherlerde de titanit veya sfen görülür; tipik olarak tablo renginin bir tonudur ve elmasla karıştırılabilecek kadar yüksek bir parlaklığa, RI (1.885-2.050) ve dağılıma (0.051) sahiptir, ancak yine de anizotropiktir (0.105-0.135 yüksek çift kırılma) ve yumuşaktır (sertlik 5.5 ).

1960 keşfedilen zengin yeşil tsavorite grossular çeşitliliği de çok popüler. Hem grosular hem de andradit izotropiktir ve nispeten yüksek RI'lere (sırasıyla 1.74 ve 1.89 civarında) ve yüksek dağılımlara (0.027 ve 0.057) sahiptir ve demantoid elmastan fazladır. Bununla birlikte, her ikisi de düşük bir sertliğe (6.5-7.5) sahiptir ve her zaman elmas için tipik olmayan inklüzyonlara sahiptir - demantoidde görülen byssolit "at kuyruğu" çarpıcı bir örnektir. Ayrıca, çoğu çok küçüktür, tipik olarak ağırlıkça 0,5 karat (100 mg) altındadır. Parlaklıkları, siyah elmas simüle etmek için kullanılan genellikle opak melanitte camsıdan subadamantine, neredeyse metaliktir. Bazı doğal spinel de koyu siyahtır ve aynı amaca hizmet edebilir.

kompozitler

Stronsiyum titanat ve cam, bir yüzük taşı olarak kullanılmaya dayanamayacak kadar yumuşak olduklarından, kompozit veya ikili elmas benzerlerinin yapımında kullanılmıştır . İki malzeme taşın alt kısmı (köşk) için kullanılır ve stronsiyum titanat durumunda, üst yarı (taç) için çok daha sert bir malzeme - genellikle renksiz sentetik spinel veya safir - kullanılır. Cam ikililerde üst kısım almandin granattan; genellikle taşın genel gövde rengini değiştirmeyen çok ince bir dilimdir. Yaratıcı bir girişimcinin daha büyük bir taş oluşturmak için iki küçük kaba parçayı kullandığı elmas üzerine elmas çiftlerin raporları bile var.

Stronsiyum titanat ve elmas bazlı ikililerde, iki yarıyı birbirine yapıştırmak için bir epoksi kullanılır. Epoksi UV ışığı altında floresan verebilir ve taşın dış yüzeyinde kalıntılar olabilir. Bir cam ikilinin granat tepesi, tabanına fiziksel olarak kaynaşmıştır, ancak içinde ve diğer ikili tiplerde, genellikle iki yarının birleştiği yerde görülen düzleştirilmiş hava kabarcıkları vardır. Konumu değişken olan bir birleştirme çizgisi de kolayca görülebilir; kuşağın üstünde veya altında, bazen bir açıda olabilir, ancak nadiren kuşağın kendisi boyunca olabilir.

En yeni kompozit simülasyon, bir CZ çekirdeğini, laboratuarda oluşturulan amorf elmasın bir dış kaplamasıyla birleştirmeyi içerir . Konsept, kültür incisinin yapısını etkili bir şekilde taklit eder (bir çekirdek boncuk ile bir dış inci kaplama tabakasını birleştirir), yalnızca elmas pazarı için yapılmıştır.

Ayrıca bakınız

• Elmas berraklığı
• Elmas Kesim
• Fulleren
• taklit inci

Dipnotlar

Referanslar

• Hall, Cally. (1994). Değerli taşlar . P. 63, 70, 121. Görgü Tanık El Kitapları; Kyodo Printing Co., Singapur. ISBN  0-7737-2762-0
• Nassau, Kurt. (1980). İnsan Tarafından Yapılan Mücevherler , s. 203–241. Amerika Gemoloji Enstitüsü ; Santa Monica, Kaliforniya. ISBN  0-87311-016-1
• O'Donoghue, Michael ve Joyner, Louise. (2003). Değerli Taşların Tanımlanması , s. 12–19. Butterworth-Heinemann, İngiltere. ISBN  0-7506-5512-7
• Pagel-Theisen, Verena. (2001). Elmas Derecelendirme ABC: Kılavuz (9. baskı), s. 298–313. Rubin & Son nv; Anvers, Belçika. ISBN  3-9800434-6-0
• Schadt, H. (1996). Kuyumculuk Sanatı: Mücevher ve Hollowware'in 5000 Yılı , s. 141. Arnoldsche Sanat Yayınevi; Stuttgart, New York. ISBN  3-925369-54-6
• Webster, Robert ve Read, Peter G. (Ed.) (2000). Taşlar: Kaynakları, Tanımları ve Tanımlamaları (5. baskı), s. 65-71. Butterworth-Heinemann, İngiltere. ISBN  0-7506-1674-1