Laboratorie-odlade diamanter

En konstgjord diamant är i huvudsak en diamant. Dessa laboratorie-skapade ädelstenar är unika i det att de faktiskt är rena koldiamanter som visar identiska optiska, fysiska och kemiska egenskaper som naturliga diamanter. Den enda skillnaden är att dessa diamanter inte kultiveras av moder natur, utan av människan. Om du köper din konstgjorda diamant från en legitim källa, är det verkligen ingen skillnad mellan en naturligt förekommande diamant och en konstgjord diamant som odlas i ett laboratorium bortsett från "ursprunget". Många antar felaktigt att konstgjorda diamanter inte är riktiga diamanter och att de är "falska diamanter" men när det kommer till struktur är de precis samma som naturliga utgrävda diamanter.

Det allra första beviset på att forskare skapat syntetiska diamanter går så långt tillbaka som slutet av 1800-talet till 1920-talet. Men dessa första skapelser analyserades bara men bekräftades inte. Det var på 1940-talet som amerikanska, svenska och ryska forskare började formellt “odla” laboratorie-skapade diamanter med processerna HPHT och CVD. Cirka 1953 dokumenterades de första rapporterade små kristallerna av syntetiska diamanter. Produktionen av större konstgjorda diamanter för smycken och industriella ändamål började i mitten på 1990-talet.

Det finns två metoder som har utvecklats för att skapa konstgjorda diamanter under laboratorieförhållanden. Dessa är HPHT som står för högt tryck och hög temperatur och CVD som syftar på kemisk ångavsättning. I båda processerna används en diamantkristall eller platta som ett frö för att initiera tillväxt av den konstgjorda diamanten.

HPHT (högt tryck, hög temperatur) är den traditionella metoden att tillverka syntetiska diamanter. Den laboratorie-skapade diamanten odlas i en liten kapsel som befinner sig i en mekanism (en press) som kan generera extremt högt tryck. Den konstgjorda diamanten är gjord av en smält metalllegering, såsom järn, nickel eller kobolt. Inuti kapseln utsätts diamantpulvret för extremt höga tryck och temperaturer som upplöser det smälta metallflödet. Detta krystalliseras sedan under en period på flera veckor på fröet för att bilda en eller flera syntetiska diamantkristaller. Naturliga diamanter växer som oktaedriska men dessa konstgjorda diamantkristaller uppvisar ofta kubiska karaktärsdrag såväl som oktaedriska.

CVD (kemisk ångavsättning) är den nyare metoden för att skapa syntetiska diamanter och kallas också LPHT (lågt tryck, hög temperatur). Denna vetenskapliga process skapar den konstgjorda diamanten i en vakuumkammare som är fylld med gas som innehåller ett kol som exempelvis metan. En energikälla fryser ned gasmolekylerna och genom denna process flyttar kolatomerna nedåt till utplanade diamantfröplattor. Som med HPHT tar kristallisering av diamanten mellan flera veckor och månader och det är tiden för tillväxten som bestämmer tjockleken på den laboratorie-odlade diamanten. Antalet producerade kristaller beror på antalet utsädesplattor och kammarens storlek och de har ofta en grov kant av svart grafit och en brun färg som kan avlägsnas genom värmebehandling före fasettering av den syntetiska diamanten.

Även om båda dessa ädelstenar skapas av samma primära process och har samma grundläggande struktur, skiljer sig laboratorie-skapade diamanter från naturliga stenar. Den största skillnaden mellan laboratorie-skapade diamanter och naturligt utgrävda diamanter som kan observeras är stenarnas klarhet. Dessutom sägs HPHT-processen producera konstgjorda diamanter som är mycket mer robusta och slitstarka än naturliga diamanter.

Med ökningen i produktionen av syntetiska diamanter för användning i smycken har det också motsvarande skett en stor förbättring i färgen och klarheten på laboratorie-skapade diamanter och en ökning i karat. Gemologer och juvelerare erkänner att med förbättringen av kvaliteten på konstgjorda diamanter blir det svårare att identifiera dessa ädelstenar eftersom deras kemiska och fysiska egenskaper liknar de hos naturliga diamanter.

Men under de senaste 30 åren har laboratoriet från Gemological Institute of America (GIA) emellertid omfattande analyserat och studerat syntetiska diamanter för att göra det möjligt för dem att särskilja dem från naturliga diamanter. I själva verket rapporterar GIA att de bara har sett ett mycket litet antal konstgjorda diamanter, som ovetande lämnats in för sina officiella betygsrapporter.

Här listar GIA många av de distinkta visuella särdragen hos de två typerna av syntetiska diamanter:

• HPHT Syntetisk CVD Syntetisk
• Ojämn färgdistribution Jämn färgdistribution
• Korniga mönster Inga korniga mönster
• Ovanliga flourescens färger Ovanliga flourescens färger
• Fluorescensa färgmönster Fluorescensa färgmönster
• Tillfällig fosforescens Tillfällig fosforescens
• Metallflöde inklusioner Tillfälliga mörka precisions inklusioner
• Inga tryckmönster Märkta tryckmönster
• Möjlig inskription på omfånget Möjlig inskription på omfånget

De visuella egenskaperna hos syntetiska diamanter som GIA har identifierat är baserade på de karaktärsdrag som uppvisats av ett antal av dessa konstgjorda diamanter. Man bör dock tänka på att liksom naturliga diamanter kommer inte alla laboratorie-skapade diamanter att uppvisa alla dessa inslag. Därför bör identifiering av en syntetisk diamant baseras på att diamanten visar så många av de identifierade egenskaperna som möjligt.

Syntetiska diamanter tillverkade genom processen med CVD har andra gemologiska egenskaper än HPHT laboratorie-skapade diamanter.

Konstgjorda färgade diamanter skapade med HPHT-processen uppvisar ofta ojämn färg. Detta beror på hur föroreningar t.ex. Kväve eller Bor införlivas i den syntetiska diamanten under själva bildningen. Naturliga diamanter visar ibland lite färgzoner, men detta är inte i det geometriska mönstret som visas av HPHT laboratorie-skapade diamanter. Färgzonering i färgade HPHT konstgjorda diamanter hänför sig till de olika kristallytorna som resulterar i olika mönster än de som ses i naturliga diamanter. Däremot uppvisar CVD-skapade syntetiska diamanter normalt ganska jämn färgning och märkta tryckmönster, och de är av hög klarhet med få, om några, små och mörka kolinklusioner.

I HPHT laboratorie-skapade diamanter kan man ofta se inklusionen av stelnad flödesmetall. Detta ses som svart och ogenomskinligt i överfört ljus men visar en nästan metallisk glans i reflekterat ljus. Detta orsakas av den flödesmetalllegering som används för att odla den konstgjorda diamanten som innehåller element som nickel, kobolt och järn. I själva verket kan syntetiska diamanter med en hög andel metalliska inklusioner plockas upp av en magnet. Konstgjorda diamanter skapade genom CVD processen formeras på ett annat sätt, därför har de inte metalliska inklusioner. Vissa naturliga diamanter innehåller mörka inklusioner av grafit eller ett annat mineral, men dessa inklusioner har inte en metallisk glans.

Om en naturlig diamant undersöks mellan två polariserande filter placerade i en 90-graders vinkel mot varandra, kommer det att försiktigt visa upp ett ljust korsfärgat eller mosaiskt interferensmönster eller "märknings" färger. Detta inträffar på grund av de spänningar som placeras på den naturliga diamanten medan den formades i jorden eller under dess utbrott till ytan. Eftersom konstgjorda diamanter bildas i en kontrollerad miljö utan tryckfluktuationer eller förändringar i spänningsnivåer, uppvisar de på motsvarande sätt ingen märkning eller svagsammansatta mönster.

Den största svårigheten för GIA är identifikationen av mycket små diamanter, som kan inkludera både naturliga och laboratorie-skapade syntetiska diamanter. För att hjälpa smyckeshandeln att övervinna denna aspekt har GIA utvecklat ett automatiserat instrument som möjliggör testning av mycket små diamanter och som en del av deras pågående forskningsprogram på konstgjorda har de nyligen också inrättat en CVD-tillväxtanläggning där de kan producera sina egna syntetiska diamanter för att studera.

Det bästa sättet för en konsument att ta reda på om en diamant är naturlig eller laboratorie-skapad är att alltid begära ett certifikat vid köp av ädelstenen (du bör inte köpa diamanter som inte åtföljs av ett sådant dokument). Diamantcertifikat (se nedan) utfärdade av GIA eller IGI kommer indikera om stenen är en syntetisk eller naturlig diamant.

För de som uppskattar snygga färgade ädelstenar är laboratorie-skapade diamanter tillverkade med HPHT-processen vanligtvis gula, orangegula eller brungula. Nästan alla är typ IIb, vilket är sällsynt hos naturliga diamanter. Genom att lägga till bor i tillväxtprocessen bildas blå laboratorie-skapade diamanter. Rosa och röda konstgjorda diamanter är mindre vanliga, men kan produceras genom att utsätta kristaller efter tillväxten för värmebehandlingsprocesser som involverar uppvärmning och strålning. Färglösa HPHT-syntetiska diamanter är mycket utmanande att skapa eftersom kväve måste uteslutas från tillväxtprocessen och därför måste modifieringar av förhållanden hos tillväxt och utrustning appliceras.

CVD syntetiska diamanter är vanligtvis gråaktiga eller brunaktiga till färgerna. Tillsatsen av en liten mängd bor eller kväve i kammaren skapar diamanter som är gula, rosa-orange eller blå. Färglösa kristaller är lättare att producera med denna metod, men de kräver då längre tid att växa. Många av de tillgängliga CVD laboratorie-skapade färglösa diamanterna antas ursprungligen ha varit bruna kristaller avfärgade genom HPHT-glödgning. CVD syntetiska diamanter är vanligtvis av typen IIa.

Snygga färgglada laboratorie-skapade diamanter säljs till relativt rimliga priser jämfört med deras naturliga motsvarigheter.

Det finns utan tvekan viss förvirring mellan konstgjorda diamanter och simulerade diamanter, men det enkla svaret på denna fråga är NEJ, de är INTE samma.

Simulerade diamanter har inte samma fysiska egenskaper som naturliga diamanter, medan konstgjorda diamanter har samma materialegenskaper och element som naturliga diamanter, de kommer bara från laboratoriet i motsats till från jorden.

Laboratorie-skapade diamanter är konstgjorda diamanter som består av faktiska kolatomer arrangerade i den karakteristiska diamantkristallstrukturen på samma sätt som naturliga diamanter. Simulerade diamanter såsom kubisk zirkon och moissanit, är något som enbart ser ut som diamant. De efterliknar utseendet och egenskaperna hos naturliga diamanter men har en annan kemisk struktur än riktiga diamanter så det är inte riktiga kolkristaller, de imiterar bara diamantens utseende.

En simulerad diamant kan vara konstgjord, naturlig eller i vissa fall en kombination av dessa. Medan deras materialegenskaper skiljer sig väldigt mycket från naturliga eller konstgjorda diamanter, har simulerade diamanter vissa önskvärda egenskaper som idealiskt lämpar sig för imitation. Utbildade gemologer kan skilja naturliga och syntetiska diamanter från simulerade diamanter, främst genom visuell inspektion.

Egenskaperna hos konstgjorda diamanter är mycket beroende av tillverkningsprocessen. Vissa laboratorie-skapade diamanter har egenskaper som hårdhet, värmeledningsförmåga och elektronrörlighet som är långt bättre än många naturligt formade diamanter. Av denna anledning används syntetiska diamanter i stor utsträckning i industriella processer som värmeavlopp, skär- och poleringsverktyg och slipmedel. Elektroniska applikationer av konstgjorda diamanter är under utveckling och syntetiska diamantdetektorer av ultraviolett (UV) ljus eller högenergipartiklar används vid forskningsanläggningar för högenergi. På grund av sin unika kombination av termisk och kemisk stabilitet, låga termiska expansion och höga optiska transparens i ett brett spektralt spann, blir syntetiska diamanter snabbt det mest populära materialet för optiska fönster i högeffektiva CO2-lasrar och gyrotroner. Det uppskattas att 98% av industriklassade diamanter nu är konstgjorda diamanter.

En syntetisk diamant är ungefär 50% -70% billigare än en naturlig utgrävd diamant med motsvarande klarhet, form, färg och storlek. Även om många laboratorie-skapade diamanter blir mer och mer populära bland dem som har oro för de etiska aspekterna av diamantbrytning eller har en mindre budget, är denna prisskillnad inte ett tillräckligt stort incitament att välja dem framför naturliga diamanter. Detta gäller särskilt de som köper diamantsmycken som en investering.

Om priset är en faktor i ditt val av ädelsten är en av de största största fördelarna med att köpa en konstgjord diamant att det är ett billigare alternativ. Dessutom uppvisar konstgjorda diamanter vanligtvis inte stora och synliga inklusioner. Därför är det så att om en felfri eller nästan felfri diamant till ett lägre pris lockar dig, är en laboratorie-skapad diamant något för dig.

Om du är etiskt driven och vill kombinera kvalitet, stil och pris med din önskan att skydda miljön, så är alternativet med en förlovningsring som skapats med hjälp av konstgjorda diamanter ett bra val. Dessutom kommer du inte att offra utseendet på vad som kanske är det viktigaste smycket du någonsin kommer att ha på dig.

Om du nu har bestämt dig för att du vill köpa en konstgjord diamant av högsta kvalitet är det att rekommendera att köpa din laboratorie-skapade diamant från en legitim och respekterad diamant återförsäljare, som ger dig certifiering att ditt val av konstgjord diamant som har odlats i laboratoriet uppvisar exakt samma sammansättning som naturliga utgrävda diamanter.

Bild: Laboratorie odlad konstgjord diamant till salu i London Storbritannien © Reve Diamonds

VAD HÄNDER HÄRNÄST?

Vill du köpa en laboratorie odlad konstgjord fristående diamant ? Boka ett besök till vårt London Mayfair showroom, eller beställ på internet

Kontakta oss

Ring oss: +44(0) 20 3585 2295