Тип алмаза - Diamond type
Тип алмаза - это метод научной классификации алмазов по уровню и типу их химических примесей. Алмазы делятся на пять типов: Тип Ia, Тип Ib, Тип 1aB, Тип IIa и Тип IIb. Примеси измеренных на атомном уровне в кристаллической решетке из углеродных атомов и так, в отличии от включений , требующих инфракрасный спектрометр для обнаружения.
Различные типы алмазов по-разному реагируют на методы улучшения алмазов . В одном камне могут сосуществовать разные виды; природные алмазы часто представляют собой смесь типов Ia и Ib, что можно определить по их инфракрасному спектру поглощения.
Типы алмаза
Тип I
Алмазы типа I , наиболее распространенный класс, содержат атомы азота в качестве основной примеси, обычно в концентрации 0,1%. Алмазы типа I поглощают как в инфракрасном, так и в ультрафиолетовом диапазоне от 320 нм. У них также есть характерная флуоресценция и видимый спектр поглощения (см. Оптические свойства алмаза ).
Тип Ia
Алмазы типа Ia составляют около 95% всех природных алмазов. Примеси азота до 0,3% (3000 частей на миллион) сгруппированы внутри углеродной решетки и относительно широко распространены. Из-за спектра поглощения кластеров азота алмаз может поглощать синий свет, делая его бледно-желтым или почти бесцветным. Большинство алмазов Ia представляют собой смесь материалов IaA и IaB; эти алмазы принадлежат к серии Кейп , названной в честь богатого алмазами региона, ранее известного как Капская провинция в Южной Африке , чьи месторождения в основном относятся к типу Ia. Алмазы типа Ia часто показывают резкие полосы поглощения с основной полосой при 415,5 нм (N3) и более слабыми линиями при 478 нм (N2), 465 нм, 452 нм, 435 нм и 423 нм («линии мыса»), вызванные в азотсодержащие центры N2 и N3 . Они также демонстрируют синюю флуоресценцию длинноволнового ультрафиолетового излучения из-за центров азота N3 (центры N3 не ухудшают видимый цвет, но всегда сопровождаются центрами N2, которые это делают). Коричневые, зеленые или желтые ромбы показывают полосу в зеленом цвете при 504 нм (центр H3), иногда сопровождаемую двумя дополнительными слабыми полосами при 537 нм и 495 нм (центр H4, большой комплекс, предположительно включающий 4 замещающих атома азота и 2 решетки. вакансии).
- Тип IaA , где атомы азота расположены парами; они не влияют на цвет алмаза.
- Тип IaB , где атомы азота находятся в крупных четных агрегатах; они придают оттенок от желтого до коричневого.
Тип Ib
Тип Ib составляет около 0,1% всех природных алмазов. Они содержат до 0,05% (500 ppm) азота, но примеси более рассредоточены, атомы рассредоточены по кристаллу в изолированных узлах. Алмазы типа Ib поглощают зеленый свет в дополнение к синему и имеют более интенсивный или более темный желтый или коричневый цвет, чем алмазы типа Ia. Камни имеют интенсивный желтый или иногда коричневый оттенок; к этому типу относятся редкие канареечные алмазы, которые составляют лишь 0,1% известных природных алмазов. Видимый спектр поглощения постепенный, без резких полос поглощения. Почти все синтетические алмазы HPHT относятся к типу Ib.
Тип II
Алмазы типа II не содержат измеряемых примесей азота. Алмазы типа II поглощают в другой области инфракрасного излучения и пропускают в ультрафиолете ниже 225 нм, в отличие от алмазов типа I. У них также разные флуоресцентные характеристики. Обнаруженные кристаллы имеют тенденцию быть большими и неправильной формы. Алмазы типа II образовывались под чрезвычайно высоким давлением в течение более длительных периодов времени.
Тип IIa
Алмазы типа IIa составляют 1-2% всех природных алмазов (1,8% драгоценных алмазов). Эти алмазы почти или полностью лишены примесей и, следовательно, обычно бесцветны и обладают самой высокой теплопроводностью . Они очень прозрачны в ультрафиолете, вплоть до 230 нм. Иногда, когда алмазы типа IIa выдавливаются к поверхности Земли, давление и растяжение могут вызывать структурные аномалии, возникающие из-за пластической деформации во время роста тетраэдрической кристаллической структуры, приводя к дефектам . Эти недостатки могут придать драгоценному камню желтый, коричневый, оранжевый, розовый, красный или фиолетовый цвет. Структурные деформации алмазов типа IIa можно «исправить» с помощью процесса высокого давления и высокой температуры ( HPHT ), удаляющего большую часть или весь цвет алмаза. Алмазы типа IIa составляют значительную долю добычи в Австралии. Многие известные крупные алмазы, такие как Cullinan , Koh-i-Noor и Lesedi La Rona , относятся к Типу IIa. Синтетические алмазы, выращенные с использованием процесса CVD, обычно также относятся к этому типу.
Тип IIb
Алмазы типа IIb составляют около 0,1% всех природных алмазов, что делает их одними из самых редких и очень ценных природных алмазов. Помимо очень низких уровней примесей азота, сравнимых с алмазами типа IIa, алмазы типа IIb содержат значительные примеси бора . Спектр поглощения бора заставляет эти драгоценные камни поглощать красный, оранжевый и желтый свет, придавая алмазам типа IIb голубой или серый цвет, хотя образцы с низким уровнем примесей бора также могут быть бесцветными. Эти алмазы также являются полупроводниками p-типа , в отличие от других типов алмазов, из-за нескомпенсированных электронных дырок (см. Электрические свойства алмаза ); Для этого достаточно всего 1 ppm бора. Однако сине-серый цвет может также встречаться в алмазах типа Ia и не иметь отношения к бору. Алмазы типа IIb демонстрируют характерный инфракрасный спектр поглощения и показывают постепенно увеличивающееся поглощение по направлению к красной стороне видимого спектра.
Не ограничиваются типом зеленых ромбов, цвет которых определяется воздействием различных количеств ионизирующего излучения .
Большинство серо-голубых алмазов, добываемых на руднике Аргайл в Австралии, относятся не к типу IIb, а к типу Ia; эти алмазы содержат большое количество дефектов и примесей (особенно водорода и азота), и происхождение их цвета пока не установлено.