Solo Diamanti autentici

La Natura del Diamante

I cristalli di diamante naturale si sono formati milioni di anni fa all'interno della Terra, a circa 160 km di profondità, e sono stati trasportati in superficie molto tempo dopo tramite eruzioni vulcaniche. Queste eruzioni hanno creato stretti condotti verticali di una roccia ignea nota come kimberlite.

I tubi di kimberlite vengono scavati per estrarre i diamanti, e il minerale estratto viene successivamente scomposto meccanicamente per liberare i cristalli. La concentrazione di diamanti nella kimberlite è molto bassa, circa una parte per milione, di conseguenza, i minatori devono estrarre grandi quantità di minerale per ottenere i diamanti.

I diamanti naturali si formano in condizioni specifiche di pressione e temperatura, quest'ultima notevolmente più alta di quella utilizzata per coltivare diamanti sintetici. Così, mentre a temperature elevate i diamanti naturali si sviluppano in cristalli ottaedrici, i diamanti sintetici prodotti a temperature più basse tendono a crescere come cristalli con facce sia ottaedriche sia cubiche.

I diamanti sintetici sono coltivati in un arco temporale notevolmente breve, variando da alcune settimane a poco più di un mese, in condizioni significativamente diverse da quelle della formazione dei diamanti naturali nelle profondità terrestri. La brevità del periodo di crescita comporta che la forma dei cristalli di diamante sintetico sia molto diversa da quella di un diamante naturale.

Diamanti di sintesi

Nella metà degli anni '50, i primi scienziati svilupparono le basi per la coltivazione dei diamanti sintetici, ottenendo inizialmente solo cristalli di piccole dimensioni. La produzione di cristalli di dimensioni maggiori, adatti all'utilizzo nella gioielleria, è iniziata a metà degli anni '90 e continua a evolversi.

I diamanti sintetici, coltivati in diversi paesi del mondo, trovano impiego principale non solo nella gioielleria ma anche in applicazioni industriali. Il metodo di sintesi tradizionale, noto come crescita ad alta pressione e alta temperatura (HPHT), produce diamanti a partire da una lega di metallo fuso, come ferro (Fe), nichel (Ni) o cobalto (Co).

Il metodo più recente, chiamato deposizione chimica da fase di vapore (Chemical Vapor Deposition, CVD) o crescita a bassa pressione e alta temperatura (LPHT), implica la formazione di diamanti a partire da un gas all'interno di una camera a vuoto.

In questo ambiente, le particelle reagiscono tra loro, depositandosi in strati di carbonio che si consolidano gradualmente in una singola pietra. In entrambi i metodi, un cristallo o una piastra diamantata è utilizzato come "seme" per innescare la crescita.

La crescita del diamante HPHT avviene in una piccola capsula all’interno di un apparato in grado di generare pressioni molto elevate. All’interno della capsula, il materiale di partenza, polvere di diamante, si dissolve nel flusso di metallo fuso e cristallizza sul seme per formare il cristallo di diamante sintetico. La cristallizzazione di uno o pochi cristalli avviene nell’arco temporale di qualche settimana fino a poco più di un mese.

I cristalli di diamanti sintetici HPHT in genere mostrano facce sia cubiche che ottaedriche. Poiché le forme e i modelli di crescita interna dei diamanti sintetici naturali e HPHT differiscono, questi ultimi possono essere identificati attraverso questi modelli di crescita, che rappresentano uno dei metodi più affidabili per distinguerli.

Le gemme sintetiche sfaccettate risultanti mostrano spesso caratteristiche visive distintive, come variazioni di colore, zonazione della fluorescenza, e modelli di "graining" legati alla loro struttura settoriale di crescita a forma di croce, oltre alla possibile presenza di inclusioni metalliche scure.

In alcuni casi, il materiale mostra una fosforescenza che persiste dopo lo spegnimento della lampada ultravioletta. Questi diamanti sintetici possono essere identificati in modo affidabile tramite tecniche di laboratorio come la spettroscopia visibile e la fotoluminescenza.

La maggior parte dei cristalli cresciuti con HPHT sono gialli, giallo arancio o giallo brunastro. Quasi tutti sono di tipo IIb, che è raro nei diamanti naturali. La creazione di sintetici HPHT incolori è stata una sfida, poiché sono necessarie modifiche alle condizioni di crescita e alle attrezzature per escludere l’azoto.

Inoltre, i tassi di crescita per diamanti incolore di elevata purezza (tipo IIa o tipo IIb debole) sono inferiori rispetto a quelli del diamante sintetico tipo Ib, che richiede tempi di crescita più lunghi e un maggiore controllo sulle condizioni di temperatura e pressione. Sebbene in passato sia stato difficile coltivare cristalli HPHT incolori di alta qualità, recenti sviluppi hanno prodotto cristalli sufficienti per le pietre sfaccettate superiori a 10 carati di peso.

L'aggiunta di boro nel sistema di crescita dei diamanti porta alla formazione di cristalli di colore blu. Altri colori, come il rosa e il rosso, possono essere ottenuti mediante processi di trattamento post-crescita, i quali implicano l'esposizione a radiazioni e successivo riscaldamento, ma tali colorazioni sono meno comuni.

La crescita del diamante CVD avviene all’interno di una camera a vuoto riempita con un gas contenente carbonio, come il metano. Una fonte di energia, come un raggio di microonde, rompe le molecole di gas e gli atomi di carbonio sono attratti verso il basso dalle placche piatte del diamante. La cristallizzazione avviene in un periodo di diverse settimane per creare un certo numero di cristalli; il numero esatto dipende dalle dimensioni della camera e dal numero di semenze.

Questi cristalli, di forma tabulare, presentano spesso un bordo ruvido di grafite nera. È anche comune che abbiano una colorazione marrone, che può essere rimossa con un trattamento termico prima della sfaccettatura. Similmente alla sintesi HPHT, anche il metodo CVD è in continua evoluzione, permettendo ai produttori di realizzare diamanti di dimensioni maggiori e con miglioramenti nella qualità del colore e della purezza.

Negli ultimi anni, diverse aziende hanno iniziato a produrre diamanti sintetici per uso gioielliero. Si sono registrati miglioramenti nella chiarezza e nel colore di questi diamanti, così come un incremento del loro peso in carati. Per l'identificazione dei materiali gemmari di ogni tipo, un gemmologo esperto impiega diversi strumenti per il test delle gemme.

Tra questi, figurano un rifrattometro, una lampada a fluorescenza ultravioletta, un microscopio binoculare, un polariscopio, e altri strumenti di test. Con il miglioramento costante della qualità dei diamanti sintetici, diventa progressivamente più difficile distinguerli dalle gemme naturali utilizzando le attrezzature standard.

Anche se un gemmologo esperto potrebbe trovare difficoltà nel riconoscere i diamanti sintetici solo ad occhio, ci sono diversi indizi che possono suggerire un processo di sintesi. Tuttavia, questi richiedono analisi più approfondite e spesso l'utilizzo di strumentazioni specializzate.

Queste caratteristiche visive sono tipiche della maggior parte dei diamanti sintetici, anche se non tutti i diamanti sintetici sfaccettati esibiscono tutte queste peculiarità. Ad esempio, un determinato diamante sintetico potrebbe non presentare fluorescenza. Di conseguenza, è cruciale basare l'identificazione di un diamante sintetico su un insieme il più ampio possibile di caratteristiche diagnostiche.

I diamanti sintetici colorati, cresciuti con HPHT, presentano frequentemente una colorazione irregolare. Questo aspetto può essere osservato utilizzando la luce trasmessa in un microscopio e, se necessario, immergendo la pietra tagliata in acqua o in olio minerale per minimizzare i riflessi superficiali. Tale zonazione cromatica è generalmente attribuibile al modo in cui le impurità, come l’azoto, vengono incorporate durante la formazione.

Occasionalmente, i diamanti naturali mostrano una zonazione cromatica, ma non nel modello geometrico mostrato dai diamanti sintetici HPHT. Al contrario, i diamanti sintetici ottenuti con CVD mostrano normalmente una colorazione uniforme. I diamanti sintetici HPHT spesso mostrano inclusioni di metallo fuso solido, che appaiono nere e opache nella luce trasmessa ma hanno una lucentezza metallica nella luce riflessa.

La lega di flusso impiegata nella crescita dei diamanti HPHT contiene solitamente elementi come ferro, nichel e cobalto. Pertanto, i diamanti sintetici con inclusioni metalliche di dimensioni maggiori possono essere attirati da un magnete. I diamanti sintetici cresciuti mediante il metodo CVD, invece, si formano in modo diverso e non presentano inclusioni metalliche.

HPHT sintetico CVD sintetico
Distribuzione dei colori non uniforme Distribuzione dei colori non uniforme
Diversi modelli di graining Nessun modello di graining
Colori insoliti di fluorescenza Colori insoliti di fluorescenza
Modelli di colore a fluorescenza Modelli di colore a fluorescenza
Fosforescenza occasionale Fosforescenza occasionale
Inclusioni di flusso metallico Punti scuri occasionali
Nessun modello di deformazione Modelli di ceppo a bande
Possibile iscrizione sulla cintura Possibile iscrizione sulla cintura

Synthetic Diamond Detector

La nostra azienda ha da tempo introdotto la tecnologia di rilevamento dei materiali sintetici avvalendosi di un Synthetic Diamond Detector, che non è un separatore di Type, ma identifica i diamanti sintetici coltivati in laboratorio sia con metodi CVD che HPHT e si comporta in modo efficace con tutte le dimensioni, le forme e i colori esistenti di diamanti.

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