Sintetički dijamant (synthetic, laboratory-grown) 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 nakon rasta (as-grown) i što je učinjeno nakon rasta.
HPHT rast nije HPHT tretman
HPHT rast stvara novi dijamantni kristal u visokotlačnoj ćeliji. HPHT tretman obrađuje već postojeći dijamant pri visokoj temperaturi i tlaku kako bi promijenio defektnu strukturu i često boju. Tretman ne dodaje novi sloj dijamanta i ne mijenja podrijetlo rasta.
Stoga je izraz CVD-grown, HPHT-treated (CVD sintetički, naknadno HPHT-tretiran) potpuno smislen. Takav kamen ostaje CVD sintetički 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 obrade nakon rasta, pretežno HPHTannealinga. Ta brojka opisuje GIA submissions, ne ukupnu svjetsku proizvodnju niti svaki CVD proizvod na tržištu.
HPHT tretman 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 sustava vakancija i sustava dušika i vakancije (nitrogen-vacancy) 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 sekvenci tretmana.
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 sintetičkim fancy-color dijamantima dokumentirane su višekoračne sekvence koje uključuju HPHT obradu, irradiation i nižetemperaturno annealing. Takvi primjeri pokazuju mogućnosti procesa, ali ne smiju se pretvoriti u univerzalni recept za određenu boju.
Signali stanja nakon rasta (as-grown) i naknadnog tretmana (post-growth) mogu koegzistirati
Naknadna obrada ne briše nužno sve tragove rasta. pruge CVD rasta mogu ostati vidljive nakon HPHT tretmana (treatment). Dio spektroskopskih centara može nestati ili promijeniti intenzitet, dok se drugi mogu pojaviti. Upravo kombinacija sačuvanog obrasca rasta 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 tretmana.
Premazi i tretmani čistoće 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.
Ispunjavanje pukotina (fracture filling) i lasersko bušenje pripadaju clarity-enhancement području i obrađuju se u kasnijim poglavljima tretmana. Njih ne treba automatski povezivati s sintetičkim podrijetlom: isti koncept tretmana može se primijeniti na različite kategorije materijala.
Stabilnost se procjenjuje po postupku
Nije profesionalno reći da su „svi tretmani stabilni” ili „svi tretmani 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 povijest tretmana kada je ona relevantna.
Poglavlja 57–63 obrađuju tretmane detaljno; ovdje je bitna logika: metoda rasta, tretman nakon rasta i aktualno stanje kamena tri su odvojene informacije.
Rekonstrukcija povijesti tretmana
Profesionalni workflow počinje potvrdom dijamantnog materijala i metode rasta. Zatim se dokumentiraju boja, zone rasta, 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 sekvence tretmana. Ako više povijesti jednako dobro objašnjava nalaze, zaključak mora ostati ograničen. Undetermined nije neuspjeh kada dokazni sustav ne dopušta jaču tvrdnju.
HPHT rast i HPHT tretman potpuno su različiti procesi.
CVD sintetički dijamant naknadno HPHT-tretiran ostaje CVD sintetički dijamant.
HPHT annealing često se koristi za smanjenje smeđe komponente CVD materijala.
GIA-ina približno 80-postotna stopa tretmana nakon rasta 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 tretmana.
Tragovi rasta mogu preživjeti naknadnu obradu.
Jedan PL ili apsorpcijski centar nije potpuna povijest tretmana.
Površinski premazi i clarity enhancement zasebne su kategorije.
Najjači profesionalni zaključak ponekad mora ostati neodređen.
Slika 52.1. Podrijetlo rasta nije naknadni tretman — HPHT rast, CVD rast i CVD rast s naknadnim HPHT tretmanom Vizualni atlasSlika 52.2. Reprezentativni putovi tretmana — annealing, irradiation i kombinirane sekvence Vizualni atlasSlika 52.3. As-grown CVD i HPHT-treated CVD — sačuvane pruge rasta uz promijenjene spektroskopske centre Vizualni atlasSlika 52.4. Dokazna matrica tretmana — arhitektura rasta, boja, FTIR, UV-Vis-NIR, PL i površina Vizualni atlas
Izvori za ovo poglavlje
Izvori su primarni ili autoritativni; oznaka u zagradi navodi jurisdikciju ili vrstu izvora.