[МУЗЫКА]

[ЗВУК] Это

занятие мы с вами посвятим диагностике имитации бриллиантов.

С давних пор человек пытался подменить

бриллиант более дешевой его имитацией, обладающей похожими свойствами.

Естественно, наиболее близкими подбирались оптические свойства,

чтобы камень точно так же блестел, обладал точно такой же игрой цветов.

В этой таблице приведены характеристики наиболее распространенных имитаций алмаза.

Обратим внимание на то,

что алмаз обладает все-таки уникальными физическими свойствами.

Среди всех этих веществ алмаз обладает самым высоким показателем преломления.

Он обладает не самой высокой плотностью,

и что интересно, он обладает не самой высокой дисперсией света.

Дисперсия света — это свойство вещества раскладывать свет на

различные составляющие спектра.

Чем сильнее дисперсия, тем сильнее раскладывается свет,

тем сильнее цветовая игра отраженных лучей.

Таким образом, мы видим, что если по показателю преломления равных алмазу нет,

то по дисперсии существуют более ярко играющие камни.

Например, фианит, или кубическая окись циркония,

например, галлий-гадолиниевый гранат и некоторые другие.

Плотность алмаза среди его имитаций можно называть средней.

Меньшей плотностью обладают, например, стекло, циркон, синтетический лейкосапфир,

и куда большей плотностью обладают фианит, или кубическая окись циркония,

галлий-гадолиниевый и иттрий-алюминиевый гранаты.

Кроме этого, алмаз является изотропным с точки зрения оптики веществом.

Имитировать изотропность достаточно легко, потому что очень много веществ с похожими

оптическими свойствами и плотностью синтезируются на сегодняшний день.

Это те же самые галлий-гадолиниевый и иттрий-алюминиевый гранаты,

фианиты, синтетическая шпинель и стекло.

Кроме этого, для имитации бриллиантов используются и двупреломляющие вещества.

Двупреломляющими их называют потому, что в отличие от изотропных веществ,

свет в разных направлениях распространяется с разной скоростью.

Отсюда показатели преломления в разных направлениях у этих веществ различны.

К ним относятся циркон, природный циркон, и синтетический лейкосапфир.

Это двупреломляющие вещества.

Проще всего отличить алмаз от двупреломляющих имитаций,

от циркона и лейкосапфира именно благодаря наличию двойного лучепреломления.

Чтобы ее обнаружить, достаточно посмотреть в микроскоп или в лупу с большим

увеличением через корону на ребра павильона.

Если вещество обладает анизотропией, будет видно удвоение ребер.

Чем выше двупреломление, тем сильнее эффект удвоения.

Гораздо сложнее, если вещество оптически изотропно, точно так же, как и алмаз.

Здесь, как мы сказали, очень сложно имитировать показатель преломления.

Однако измерять показатель преломления алмаза и его имитаций достаточно сложно.

Поэтому придумали другой способ, так называемый эффект просматривания.

Он заключается в том, что у более низкопреломляющих

веществ легче наблюдать то, что расположено за ними, за ограненным камнем.

То есть если мы возьмем какую-нибудь цветную подложку,

положим под бесцветный камень, то при низком показателе преломления мы

сквозь ограненный камень подложку будем видеть.

У алмаза настолько высокий показатель преломления,

что через него подложку не видно.

А вот, например, через иттрий-алюминиевый гранат ее видно очень легко.

Несколько хуже видно через галлий-гадолиниевый гранат и фианит.

Для того чтобы усилить эффект просматривания,

можно использовать иммерсионную жидкость, такую как, например, йодистый метилен,

который активно используется при диагностике драгоценных камней.

Имитации с более низким показателем преломления, такие как, например,

галлий-гадолиниевый гранат и фианит, в йодистом метилене становятся прозрачными.

А алмаз, который обладает более высоким показателем преломления,

становится менее прозрачным или более темным.

Но, пожалуй, самое яркое свойство, которое позволяет отличать

алмаз от его имитаций, это, конечно же, его теплопроводность.

Обратите внимание на эту таблицу.

Вы видите в ней типичные теплоизоляторы и типичные теплопроводники.

Назовем это так.

Ну, понятно, что теплоизолятором, например, является воздух, шерсть,

обычная вода.

Теплопроводность их измеряется в 10 в −4 ватт на сантиметр-кельвин.

Гораздо лучше тепло проводят, например, кристаллические вещества.

Вот вы видите, кварц,

сапфир — они обладают десятыми долями ватт на сантиметр-кельвин теплопроводности.

Конечно же, великолепными теплопроводниками являются металлы.

Медь и серебро обладают теплопроводностью на уровне 4 ватт на сантиметр-кельвин.

А что же тогда алмаз?

Вы видите, что у алмаза теплопроводность может в десять раз превышать

теплопроводность металлов, то есть алмаз — самый лучший теплопроводник,

который можно себе придумать.

Естественно, если мы можем измерить теплопроводность,

мы можем отличить алмаз от любой из его имитаций.

Для того чтобы сравнить теплопроводность алмаза и не алмаза,

мы можем провести простой опыт.

Возьмем металлический стержень и прикрепим к нему нагреватель,

который позволит нагревать этот стержень до определенной температуры.

К нижней части стержня прикрепим измеритель температуры, термометр.

Теперь, если мы нагретым стержнем коснемся алмаза и не алмаза, то температура,

которая будет измерена на кончике стержня, через определенное время будет отличаться.

У алмаза она будет существенно ниже, чем температура на поверхности не алмаза.

Таким образом мы можем очень легко отличить высоко

теплопроводный алмаз от любого другого вещества.

Для того чтобы использовать это качество для диагностики,

были разработаны специальные приборы, они называются алмазные тестеры.

Для того чтобы посмотреть, как работает алмазный тестер,

мы сейчас пройдем в лабораторию и посмотрим,

как он работает для различия алмазов и не

алмазов.

Сейчас мы с вами посмотрим способы диагностики

бриллиантов и их имитаций с помощью

алмазного тестера, действие которого основывается на

определении теплопроводности электрических свойств материалов.

Это тестер фирмы «Клио», и у него шкала разделена на три сектора.

Красный сектор соответствует имитациям, если стрелочка останавливается на зеленом

секторе, она отвечает теплопроводности, близкой к алмазу, однако мы с вами знаем,

что теплопроводностью близкой к алмазу обладает муассанит.

Но муассанит обладает специфическими электрическими свойствами.

И для того чтобы это определить,

можно определить эти самые электрические свойства этим же тестером.

Если стрелка попадает в желтый сектор, значит, это у нас не алмаз, а муассанит.

Мы включаем тестер, ждем, когда он придет в готовность.

Вот красная лампочка загорелась, соответственно, мы можем измерять.

Чтобы проверить правильность его работы, мы воспользуемся тремя тестовыми

пластинками, которые расположены на его панели.

Сначала мы прикасаемся щупом к алмазу,

он нам правильно показывает алмаз в зеленом поле.

Теперь тест на имитацию: стрелка остается в красном поле,

что соответствует имитации.

Теперь сделаем тест на муассанит.

Он нам показывает, тестер показывает алмаз,

но при проверке электрических свойств уходит в желтое поле.

Теперь мы попробуем определить имитацию и бриллиант.

У меня вот есть такой хороший бриллиант, хорошо ограненный, играющий.

Для неоправленных камней есть специальное углубление на тестере.

Значит, я прикасаюсь щупом к тестеру, стрелка остается в красном поле,

то есть на самом деле этот камень является имитацией бриллианта, а не бриллиантом.

А теперь посмотрим камушек, который оправлен в кольцо.

Я прикасаюсь щупом, стрелочка выходит на зеленое поле, то есть это,

вероятно, алмаз.

Однако нужно проверить, не является ли он муассанитом.

Для этого я нажимаю на щуп, стрелка уходит в красное поле.

Значит, это у нас настоящий бриллиант,

он электрическими свойствами муассанита не обладает.

Итак, принцип действия алмазного тестера,

по сути дела, это измерение скорости рассеивания тепла веществом.

Алмаз обладает высокой скоростью рассеивания.

И все было бы хорошо, если бы не так давно не начали выращивать кристаллы — вещества,

которые рассеивают тепло очень хорошо, почти так же, как алмаз.

Дело в том,

что скорость рассеивания тепла зависит не только от самой теплопроводности, но и,

например, от температуры окружающей среды и размера камня.

Таким образом, маленький камень рассеивает тепло немножко быстрее,

крупный рассеивает немножко медленнее.

Поэтому у реальных алмазов величина отклонения стрелки

тестера будет различной.

И вот оказалось, что существует вещество,

которое отклоняет стрелку алмазного тестера точно так же, как и алмаз.

Этим веществом оказался синтетический муассанит.

Муассанит — это минерал, он встречается в природе, имеет состав SiC,

или является соединением углерода и кремния, карбидом кремния.

Встречается он в довольно экзотических условиях, входит в состав железных и

железокаменных метеоритов, а также был обнаружен в породах ударных кратеров,

в тех местах, где на Землю упали крупные метеориты.

Это вещество широко используется в технике и получается искусственно.

Используется оно для абразивных инструментов и в металлургии.

Монокристаллы муассанита,

синтетического муассанита, получить достаточно легко,

но до недавнего времени эти монокристаллы выращивались очень темного цвета.

А мы знаем, что алмаз можно имитировать только в том случае,

если вещество бесцветно.

Недавно был создан метод выращивания монокристаллов муассанита,

которые обладают очень слабой окраской или практически бесцветные.

Метод использует технологию осаждения из газа методом газового транспорта,

такую же технологию, каким выращиваются алмазы CVD.

Давайте посмотрим,

как различаются свойства синтетического муассанита и алмаза.

Ну, для начала, муассанит, который используется в абразивах,

обладает очень высокой твердостью.

Твердость муассанита выше, чем у корунда, но ниже, чем у алмаза.

Если мы возьмем шкалу Мооса,

то в ней твердость муассанита будет составлять где-то 9,24.

У алмаза, напомню, 10.

Теплопроводность муассанита очень высокая.

Она, конечно же, ниже, чем у металлов, но гораздо выше,

чем у всех кристаллических веществ.

Даже более того, она выше, чем у углеродистой стали.

Теплопроводность муассанита — 0,9 ватт на сантиметр-кельвин, почти единица.

У алмаза, напомню, 10–30 ватт на сантиметр-кельвин.

Мауссанит является электропроводным веществом.

Это полупроводник, и этим он похож на алмазы типа IIb,

все остальные алмазы, как мы знаем, являются диэлектриками.

Показатель преломления муассанита близок к алмазу, он выше,

но близок к алмазу: 2,67 у муассанита, у алмаза — 2,42.

Но в отличие от алмаза муассанит оптически анизотропен,

это двупреломляющий минерал, величина двупреломления — 0,043.

Это достаточно высокий показатель двупреломления,

который можно использовать при диагностике.

У алмаза двупреломления нет.

Дисперсия муассанита существенно выше, чем у алмаза.

Это гораздо более ярко играющее вещество.

Плотность у муассанита приближается к алмазу, но ниже.

Плотность муассанита — 3,22, у алмаза — 3,52.

Каким образом мы будем отличать муассанитовые имитации от алмаза?

Постольку-поскольку синтетический муассанит — вещество оптически

анизотропное, мы в первую очередь посмотрим,

удваиваются ли ребра павильона при просматривании через корону.

При просматривании сбоку через корону удвоение ребер

павильона наблюдается великолепно в микроскоп или в хорошо увеличивающую лупу,

то есть это качество можно легко диагностировать.

Кроме этого, муассанит всплывает в йодистом метилене.

Плотность йодистого метилена 3,32 грамм на сантиметр кубический.

У муассанита — 3,22 грамм на сантиметр кубический, у алмаза — 3,52.

Соответственно, алмаз в йодистом метилене тонет, муассанит всплывает.

Великолепный способ диагностики, точнее, отличения неоправленных вставок.

Ну и, конечно же, великолепным качеством является электропроводность муассанита.

По этой причине современные алмазные тестеры имеют функцию определения

муассанита, то есть функцию, которая позволяет определять,

электропроводно вещество или нет.

Кроме этого, было установлено, что муассанит,

бесцветный муассанит, пропускает свет в ультрафиолетовой области.

Алмаз в этой области свет поглощает.

Таким образом, использование прозрачности в ультрафиолете тоже можно

поставить на службу отличения имитации синтетического муассанита от алмаза.

На этом мы заканчиваем рассмотрение диагностики

алмаза и его имитаций, и следующая лекция наша будет посвящена

геммологической экспертизе бриллиантовых вставок.

Спасибо за внимание!

5.2. Бриллианты и их имитации

Драгоценные камни: диагностика и экспертиза

与讲师见面