Diamentowe Studio

O kamieniach

Typy diamentów

W celu usystematyzowania diamentów pod kątem własności fizycznych już w 1934 roku R. Robertson i inni podzielili je na dwie podstawowe grupy – typ I i typ II. Początkowo zasadniczym kryterium podziału była transmisyjność krótkofalowego ultrafioletu. Diamenty typu I są całkowicie nietransparentne zaś typu II przepuszczają ultrafiolet do około 225 nm. W kolejnych latach klasyfikację uzupełniono pod kątem absorpcji w zakresie średniej podczerwieni, fluorescencji, fosforescencji i elektroprzewodnictwa. Wykonywane przez szereg lat badania i analizy doprowadziły do wniosków iż zróżnicowanie powyższych parametrów uwarunkowane jest głównie defektami sieci krystalicznej wywołanymi obecnością wakansów i wtrąceń atomów wybranych pierwiastków w sieci krystalicznej diamentu oraz ich rozmieszczeniem wzajemnym.

Wszystkie diamenty typu I silnie absorbują promieniowanie podczerwone w zakresie 600 – 1300 nm i ultrafiolet poniżej 300 nm. Charakteryzują się znaczną zawartością azotu i stanowią ponad 98% populacji diamentów naturalnych dostępnych na rynku jubilerskim. Diamenty typu Ia charakteryzuje struktura krystaliczna zanieczyszczona azotem w postaci różnych ugrupowań. Diamenty typu Ib zawierają pojedyncze atomy azotu rozmieszczone bezładnie – tak zwane centra barwne typu C. Diamenty Ic zawierają plastyczne deformacje nadające brunatną barwę. Ponadto dla diamentów serii cape charakterystyczne są centra barwne typu N3 tworzone przez ugrupowanie trzech atomów azotu otaczających w jednej płaszczyźnie atom węgla lub wakans. Diamenty typu IIa są bezbarwne, bez wtrąceń azotu, boru i innych. Uważane są często za idealne – zbudowane wyłącznie z atomów węgla. Pojęcie jest to jednak względne gdyż stosowanie coraz to nowszych i czulszych metod pozwala na wykrycie w nich azotu na poziomie 2-10 ppm. Diamenty typu IIb zostały wydzielone w oparciu o obecność atomów boru w sieci krystalicznej.

Centra barwne w diamentach typu A (1), typu B (2), typu C (3), typu N3 (4), typu NV (5), typu NVN – H3 (6), N4-V2 (7) (wg Vins 2001).

Wszystkie centra barwne pozostawiają swój ślad w badaniach absorpcji w zakresie różnych długości fal. Centra typu A charakteryzuje intensywna absorpcja w podczerwieni, a główne piki to 1282 cm-1, 1212 cm-1, 482 cm-1. Centra typu B w podczerwieni wywołują intensywną absorpcję w rejonie 1332 cm-1, 1180 cm-1, 1096 cm-1, 1010 cm-1, 780 cm-1, 754 cm-1. W zakresie widzialnym centra A i B są nieaktywne. Centra typu C pozostawiają ślad w podczerwieni w postaci intensywnych pików przy 1130 cm-1, 1344 cm-1. W widmie widzialnym i UV przy obecności centrów typu C poniżej 560 nm pojawia się intensywna absorpcja. Centrum typu N3 wywołuje w widmach fluorescencji silną absorpcję przy 415,5 nm. Centrum to jest nieaktywne w podczerwieni. Centrum to może współwystępować z innymi defektami np. centrami typu A i B kiedy to odpowiedzialne jest za intensywną żółtą barwę. Centra barwne typu N4-V2 powodują silną absorpcję luminescencji przy 495,8 nm a centra NV przy 575 nm. Centra barwne typu N2 to ugrupowanie dwóch atomów azotu najczęściej współwystępujące z centrum N3. Wywołuje w widmach fluorescencji silną absorpcję przy 478 nm.

Typy diamentów

Typy diamentów Typ I (a, b, c) Typ II (a, b, c)
Częstość występowania Ia – około 98%
Ib – 0,1%
Ic – rzadko spotykane
IIa – około 2%
IIb – rzadko spotykane
Podstawa wydzielenia typów i podtypów Ia – sparowane atomy azotu lub inne ich ugrupowania:

IaA – para atomów azotu

IaB – cztery atomy azotu wokół wakansu

IaAB – mieszanka par atomów azotu oraz czterech atomów azotu wokół wakansu i pojedynczych atomów azotu

Ib – pojedynczy atom azotu

Ic – deformacje plastyczne sieci krystalicznej powodujące dyslokacje
IIa – teoretycznie czyste
IIb – pojedyncze atomy boru
Zawartość azotu Ia – 10-3000 ppm
Ib – 25-50 ppm
IIa – 0-10 ppm
Zawartość boru IIb – do 1 ppm
Przewodnictwo elektryczne Brak IIb – półprzewodniki
Luminescencja UVL UVC
IIa – bez fosforescencji
IIb – z fosforescencją
Morfologia Kryształy dobrze wykształcone Kryształy słabo wykształcone
Łupliwość Nie wykazują Zwykle bardzo dobra
Absorpcja w podczerwieni Absorpcja w zakresie 600 – 1300 nm Brak absorpcji
Przewodnictwo cieplne Bardzo dobre Ekstremalnie dobre

Umiejętność identyfikacji typów diamentów wymaga specjalistycznych metod badawczych i ma ogromne znaczenia dla identyfikacji pojawiających się coraz częściej na rynku diamentów syntetycznych jak i poprawianych metodami laboratoryjnymi.