Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

In het laboratorium gekweekte versus natuurlijke diamanten:deskundige gids om de verschillen te ontdekken

bonni adrian alfa/Shutterstock

Hoewel in het laboratorium gekweekte diamanten al sinds de jaren vijftig worden geproduceerd, hebben ze pas onlangs een enorme populariteit gekend. Allied Market Research rapporteerde dat de mondiale diamantmarkt in 2022 op $100,4 miljard werd gewaardeerd en in 2032 naar verwachting $155,5 miljard zal bereiken. Hoewel natuurlijke diamanten nog steeds de vraag domineren, groeide de verkoop van in het laboratorium gekweekte diamanten met 16% tussen 2022 en 2023, wat aangeeft dat synthetische stenen substantieel zullen bijdragen aan die verwachte groei.

In het laboratorium gekweekte stenen bieden verschillende verifieerbare voordelen. Ze zijn doorgaans goedkoper dan hun natuurlijke tegenhangers, en hun uiterlijk is met het blote oog vrijwel niet te onderscheiden. Beide soorten delen dezelfde chemische samenstelling en fysieke structuur, waardoor subtiele verschillen alleen waarneembaar zijn met gespecialiseerde instrumenten.

Hoe kun je het verschil zien tussen een in het laboratorium gekweekte diamant en een natuurlijke diamant, en is dat werkelijk zo moeilijk?

Hoe worden natuurlijke diamanten gevormd?

Bjoern Wylezich/Getty Images

Natuurlijke diamanten ontstaan diep onder het aardoppervlak – ongeveer 160 km (100 mijl) in de bovenste mantel – en worden door vulkanische activiteit naar de oppervlakte gebracht. Ze ontstaan ​​onder extreme omstandigheden:temperaturen tussen 900°C en 1.300°C (1.652°F en 2.372°F) en drukken gelijk aan 50.000 keer de atmosferische druk. Gedurende miljoenen tot miljarden jaren binden koolstofatomen zich tot een kristallijn rooster, waardoor diamanten hun uitzonderlijke hardheid en sterkte krijgen, waardoor ze van onschatbare waarde zijn in industriële gereedschappen.

Hoe worden in het laboratorium gekweekte diamanten gemaakt?

Mark S. Johnson/Shutterstock

Sinds de jaren vijftig, toen GE voor het eerst diamanten synthetiseerde, zijn twee primaire laboratoriummethoden verfijnd:Hoge Druk Hoge Temperatuur (HPHT) en Chemische Vapour Deposition (CVD). HPHT bootst natuurlijke omstandigheden na, waarbij koolstof wordt blootgesteld aan intense druk en hitte om kristallen te laten groeien. CVD daarentegen zet een koolwaterstofgas af op een diamantzaadje, waardoor lagen zich kunnen opbouwen onder gecontroleerde temperatuur en druk.

Ondanks identieke chemie vertonen in het laboratorium gekweekte diamanten onderscheidende kenmerken die edelsteenkundigen kunnen identificeren. Dr. James Shigley, GIA Distinguished Research Fellow, merkt op dat de groeimorfologie verschilt tussen natuurlijke en synthetische stenen – verschillen die onzichtbaar zijn voor het blote oog, maar waarneembaar met geavanceerde apparatuur.

Wat zijn de verschillen tussen natuurlijke en in het laboratorium gekweekte diamanten?

EgolenaHK/Shutterstock

Gemologen vertrouwen op een reeks subtiele indicatoren om onderscheid te maken tussen natuurlijke en synthetische diamanten, en zelfs tussen HPHT- en CVD-stenen. Typische markeringen zijn onder meer:

  • Kleurverdeling:Natuurlijke diamanten vertonen vaak ongelijkmatige zones, terwijl HPHT-stenen een gelijkmatige kleur vertonen met af en toe geometrische patronen, en CVD-stenen gestreepte spanningspatronen vertonen.
  • Strainpatronen:HPHT-diamanten hebben meestal geen interne spanning, terwijl CVD-diamanten duidelijke strepen vertonen.
  • Sporenelementen:Natuurlijke diamanten bevatten minieme stikstofinsluitsels, een kenmerk dat doorgaans ontbreekt bij in het laboratorium gekweekte edelstenen.
  • Groeipatronen:fluorescentiebeeldvorming onthult concentrische ringen in natuursteen, kruisvormige patronen in HPHT en lineaire strepen in CVD.

Door meerdere tests te combineren (stikstofgehalte, kleurzonering, fluorescentiebeeldvorming en andere spectroscopische analyses) kunnen gemologen de oorsprong en productiemethode van een steen nauwkeurig bepalen.