Naknadni tretmani laboratorijskih dijamanata

Laboratorijski uzgojen dijamant nakon završetka rasta ne mora biti u stanju u kojem će završiti na tržištu. Proizvođač može naknadno mijenjati njegovu boju ili optičke defekte toplinom, visokim tlakom, zračenjem ili kombinacijom postupaka.

Zato se uvijek moraju odvojiti četiri pitanja: što je materijal, kojom je metodom uzgojen, kakav je bio as-grown i što je učinjeno nakon rasta.

HPHT growth nije HPHT treatment

HPHT growth stvara novi dijamantni kristal u visokotlačnoj ćeliji. HPHT treatment obrađuje već postojeći dijamant pri visokoj temperaturi i tlaku kako bi promijenio defektnu strukturu i često boju. Treatment ne dodaje novi sloj dijamanta i ne mijenja growth origin.

Stoga je izraz CVD-grown, HPHT-treated potpuno smislen. Takav kamen ostaje CVD-grown dijamant.

Zašto se CVD materijal često naknadno žari

Brži ili dušikom potpomognut CVD rast može proizvesti smeđu komponentu povezanu s kompleksnom defektnom strukturom. Visokotemperaturna obrada može reorganizirati dio tih defekata i smanjiti smeđu boju.

GIA je u svojoj populaciji CVD dijamanata izvijestio da je od 2020. približno 80 % pregledanih CVD primjeraka pokazivalo znakove post-growth obrade, pretežno HPHT annealinga. Ta brojka opisuje GIA submissions, ne ukupnu svjetsku proizvodnju niti svaki CVD proizvod na tržištu.

HPHT treatment CVD dijamanata provodi se pri temperaturama višim od tipičnih za sam HPHT rast, često iznad približno 1600 °C u opisanim GIA procesnim kontekstima. Ishod ovisi o početnoj defektnoj strukturi; isti postupak ne mora dati jednaku promjenu boje u svakom kamenu.

LPHT žarenje

CVD dijamant može se toplinski obrađivati i pri niskom tlaku, primjerice u vakuumu ili inertnoj atmosferi. Takav low-pressure, high-temperature (LPHT) postupak nije „slabiji HPHT”; to je drugačiji termodinamički režim. Može mijenjati dio vacancy i nitrogen-vacancy sustava i utjecati na boju, ali interpretacija mora biti vezana uz konkretan uzorak i dokumentirani postupak.

Zračenje i naknadno žarenje

Irradiation može stvarati vakancije u rešetki. Nakon toga toplinsko žarenje omogućuje njihov pomak i spajanje s drugim defektima. Tako mogu nastati ili ojačati optički centri poput NV ili H3, ovisno o početnom materijalu i treatment sekvenci.

Zato konačna boja nije jednostavna funkcija „doze zračenja”. Ovisi o početnom atomskom tipu, koncentraciji primjesa, defektima, energiji i vrsti zračenja, prostornoj raspodjeli oštećenja te temperaturi i trajanju naknadnog žarenja.

U laboratorijski uzgojenim fancy-color dijamantima dokumentirane su višekoračne sekvence koje uključuju HPHT processing, irradiation i nižetemperaturno annealing. Takvi primjeri pokazuju mogućnosti procesa, ali ne smiju se pretvoriti u univerzalni recept za određenu boju.

As-grown i post-growth signali mogu koegzistirati

Naknadna obrada ne briše nužno sve tragove rasta. CVD growth striations mogu ostati vidljive nakon HPHT treatmenta. Dio spektroskopskih centara može nestati ili promijeniti intenzitet, dok se drugi mogu pojaviti. Upravo kombinacija sačuvanog growth patterna i promijenjenog spektralnog potpisa često omogućuje rekonstrukciju povijesti.

Primjer je 596/597 nm sustav, koji je često povezan s as-grown CVD materijalom i može nestati nakon HPHT obrade. H2, H3, NV i drugi centri mogu se mijenjati ovisno o procesu. Nijedan od njih sam ne predstavlja potpunu kronologiju treatmenta.

Premazi i clarity tretmani su zasebni problemi

Površinski premaz nije isto što i promjena defektne strukture cijelog kristala. Film ili površinski sloj može mijenjati opaženu boju bez preuređenja unutarnje rešetke na isti način kao annealing ili irradiation.

Fracture filling i lasersko bušenje pripadaju clarity-enhancement području i obrađuju se u kasnijim treatment poglavljima. Njih ne treba automatski povezivati s laboratory-grown podrijetlom: isti koncept tretmana može se primijeniti na različite kategorije materijala.

Stabilnost se procjenjuje po postupku

Nije profesionalno reći da su „svi treatmenti stabilni” ili „svi treatmenti nestabilni”. Visokotemperaturno reorganizirani unutarnji defekti mogu biti stabilni pri normalnom nošenju, dok površinski premaz može biti osjetljiviji na abraziju ili zahvate. Popravak nakita može uključivati toplinu, laser, kemikalije ili ultrazvuk, pa zlatar mora znati dokumentiranu treatment povijest kada je ona relevantna.

Poglavlja 57–63 obrađuju tretmane detaljno; ovdje je bitna logika: growth method, post-growth treatment i aktualno stanje kamena tri su odvojene informacije.

Rekonstrukcija treatment povijesti

Profesionalni workflow počinje potvrdom dijamantnog materijala i growth metode. Zatim se dokumentiraju boja, rastne zone, luminescencija i atomski tip te se prema potrebi dodaju UV-Vis-NIR i PL podaci. Površina se pregledava zbog premaza ili drugih zahvata.

Tek tada se uspoređuju moguće treatment sekvence. Ako više povijesti jednako dobro objašnjava nalaze, zaključak mora ostati ograničen. Undetermined nije neuspjeh kada dokazni sustav ne dopušta jaču tvrdnju.

Sažetak poglavlja

• As-grown stanje i konačno tržišno stanje laboratory-grown dijamanta mogu biti različiti.
• HPHT growth i HPHT treatment potpuno su različiti procesi.
• CVD-grown + HPHT-treated ostaje CVD-grown dijamant.
• HPHT annealing često se koristi za smanjenje smeđe komponente CVD materijala.
• GIA-ina približno 80-postotna post-growth stopa odnosi se na njihovu CVD submission populaciju od 2020., ne na globalnu proizvodnju.
• LPHT žarenje odvija se pri niskom tlaku i ne smije se poistovjetiti s HPHT postupkom.
• Irradiation može stvarati vakancije, a naknadno annealing mijenja njihov raspored i optičke centre.
• Konačna boja nije pouzdan „recept” za rekonstrukciju treatmenta.
• Growth tragovi mogu preživjeti naknadnu obradu.
• Jedan PL ili apsorpcijski centar nije potpuna treatment povijest.
• Površinski premazi i clarity enhancement zasebne su kategorije.
• Najjači profesionalni zaključak ponekad mora ostati neodređen.

[VIZUAL 52.1: Growth origin nasuprot post-growth treatmentu — HPHT-grown, CVD-grown i CVD-grown/HPHT-treated]

[VIZUAL 52.2: Reprezentativni treatment putovi — annealing, irradiation i kombinirane sekvence]

[VIZUAL 52.3: As-grown CVD i HPHT-treated CVD — sačuvane growth striations uz promijenjene spektroskopske centre]

[VIZUAL 52.4: Dokazna matrica treatmenta — rastna arhitektura, boja, FTIR, UV-Vis-NIR, PL i površina]