Cải thiện độ tinh khiết và màu sắc của Kim cương thiên nhiên - Phương pháp nâng cấp kim cương (Phần 2)
Cải thiện độ tinh khiết và màu sắc của kim cương thiên nhiên là một trong những cách thức để cứu vãn những viên kim cương có chất lượng thấp thành những viên kim cương có màu sắc và độ tinh khiết khá hơn để bán ra thị trường. Mặc dù gây nhiều tranh cãi về chất lượng nhưng không thể chối cãi được việc cải thiện này giúp những người muốn sở hữu kim cương với chi phí thấp hơn.
Ở bài viết trước, chúng tôi đã phân tích các cách thức cải thiện độ tinh khiết và màu sắc của kim cương bằng cách khoan laser và chất độn để cải tạo màu sắc và độ tinh khiết. Ở kỳ này, chúng tôi sẽ tiếp tục phân tích một cách cải thiện màu sắc và độ tinh khiết phức tạp và công phu hơn. Cùng theo dõi nhé!
Chiếu xạ
Kim cương tinh khiết, trước và sau khi chiếu xạ và ủ. Được đánh số theo chiều kim đồng hồ từ dưới cùng bên trái: (1) 2 × 2 mm ban đầu; hàng trên cùng (2,3,4) được chiếu xạ bằng các liều lượng khác nhau của 2 điện tử MeV; dưới cùng bên phải (5,6) được chiếu xạ theo các liều lượng khác nhau và ủ ở 800 ° C.
Ngài William Crookes , một người đam mê đá quý cũng như một nhà hóa học và vật lý , là người đầu tiên phát hiện ra ảnh hưởng của bức xạ lên màu kim cương khi vào năm 1904, ông đã tiến hành một loạt thí nghiệm sử dụng muối radium . Những viên kim cương được bao bọc trong muối radium từ từ chuyển sang màu xanh đậm; Màu này được tìm thấy bản địa hóa thành các mảng lấm tấm, và nó không thấm qua bề mặt của đá. Sự phát xạ các hạt alpha bởi radium là nguyên nhân. Thật không may, việc xử lý bằng radium cũng khiến viên kim cương bị phóng xạ mạnh , đến mức không thể sử dụng được. [5] Một khối bát diện bằng kim cương được xử lý như vậy đã được Crookes tặng cho Bảo tàng Anh năm 1914, nơi nó vẫn còn cho đến ngày nay: nó không bị mất màu sắc cũng như phóng xạ.
Hiện nay kim cương được chiếu xạ an toàn theo 4 cách: bắn phá proton và deuteron qua cyclotron ; bắn phá bằng tia gamma khi tiếp xúc với coban-60 ; bắn phá neutron qua các đống lò phản ứng hạt nhân ; và bắn phá điện tử thông qua máy phát điện van de Graaff . Các hạt năng lượng cao này làm thay đổi vật lý mạng tinh thể của kim cương , đánh bật các nguyên tử cacbon ra khỏi vị trí và tạo ra các trung tâm màu sắc . Các viên kim cương được chiếu xạ đều có màu xanh lục, đen hoặc xanh lam sau khi xử lý, nhưng hầu hết đều được ủđể sửa đổi thêm màu của chúng thành các sắc thái sáng như vàng, cam, nâu hoặc hồng. Quá trình ủ làm tăng tính linh động của các nguyên tử cacbon riêng lẻ, cho phép sửa chữa một số khuyết tật mạng tinh thể trong quá trình chiếu xạ. Màu sắc cuối cùng phụ thuộc vào thành phần của kim cương, nhiệt độ và thời gian ủ.
Cải thiện độ tinh khiết và màu sắc của Kim cương thiên nhiên - Phương pháp nâng cấp kim cương (Phần 2)-1
Cải thiện độ tinh khiết và màu sắc của Kim cương thiên nhiên - Phương pháp nâng cấp kim cương (Phần 2)-1
Kim cương được xử lý theo chu kỳ có màu từ xanh lục đến xanh lam giới hạn ở lớp bề mặt: sau đó chúng được ủ đến 800 ° C để tạo ra màu vàng hoặc cam. Chúng vẫn còn phóng xạ chỉ trong vài giờ sau khi điều trị, và do tính chất định hướng của quá trình điều trị và vết cắt của đá, màu sắc được truyền theo các vùng riêng biệt. Nếu viên đá được xử lý theo chu kỳ qua gian hàng (mặt sau), một "chiếc ô" đặc trưng có màu đậm hơn sẽ được nhìn thấy qua đỉnh (trên cùng) của viên đá. Nếu viên đá được chế biến theo chu kỳ qua vương miện, một vòng tối sẽ được nhìn thấy xung quanh vành (vành). Đá được xử lý từ một bên sẽ có một nửa màu đậm hơn so với bên kia. Điều trị bằng Cyclotron hiện nay không phổ biến.
Điều trị bằng tia gamma cũng không phổ biến, bởi vì mặc dù đây là phương pháp chiếu xạ an toàn nhất và rẻ nhất, việc điều trị thành công có thể mất vài tháng. Màu sắc được tạo ra là màu xanh lam đến xanh lục lam xuyên qua toàn bộ viên đá. Những viên kim cương như vậy không được ủ. Màu xanh lam đôi khi có thể gần giống với màu của kim cương loại IIb tự nhiên, nhưng cả hai được phân biệt bởi đặc tính bán dẫn của loại sau . Như với hầu hết các viên kim cương được chiếu xạ, hầu hết các viên kim cương được xử lý bằng tia gamma ban đầu có màu vàng; màu xanh lam thường được thay đổi bởi sắc thái này, dẫn đến một màu xanh lục dễ nhận biết.
Hai phương pháp chiếu xạ phổ biến nhất là bắn phá neutron và electron. Xử lý trước tạo ra màu xanh lục đến đen xuyên qua toàn bộ viên đá, trong khi xử lý sau tạo ra màu xanh lam, xanh lục hoặc xanh lục chỉ xuyên sâu khoảng 1 mm. Việc ủ những viên đá này (từ 500–900 ° C đối với đá bị bắn phá bằng neutron và từ 500–1200 ° C đối với đá bị bắn phá bằng điện tử) tạo ra màu da cam, vàng, nâu hoặc hồng. Đá xanh lam đến xanh lục không ủ được tách ra từ đá tự nhiên giống như đá được xử lý bằng tia gamma.
Cải thiện độ tinh khiết và màu sắc của Kim cương thiên nhiên - Phương pháp nâng cấp kim cương (Phần 2) - 2
Cải thiện độ tinh khiết và màu sắc của Kim cương thiên nhiên - Phương pháp nâng cấp kim cương (Phần 2) - 2
Trước khi ủ, gần như tất cả các viên kim cương được chiếu xạ đều có phổ hấp thụ đặc trưng bao gồm một vạch nhỏ ở xa màu đỏ, ở bước sóng 741 nm - đây được gọi là vạch GR1 và thường được coi là một dấu hiệu điều trị mạnh mẽ. Quá trình ủ tiếp theo thường phá hủy dòng này, nhưng tạo ra một số dòng mới; bền nhất trong số này là ở bước sóng 595 nm.
Một số viên kim cương được chiếu xạ là hoàn toàn tự nhiên. Một ví dụ nổi tiếng là viên kim cương xanh Dresden . Trong những viên đá tự nhiên này, màu sắc được truyền qua bởi "bỏng bức xạ" dưới dạng những mảng nhỏ, thường chỉ sâu dưới da, như trường hợp của những viên kim cương được xử lý bằng radium. Kim cương được chiếu xạ tự nhiên cũng sở hữu dòng GR1. Viên kim cương được chiếu xạ lớn nhất được biết đến là Deepdene.
Xem thêm: https://www.tierra.vn/news/cai....-thien-do-tinh-khiet
