15/05/2020

TYPY DIAMENTÓW I ICH KLASYFIKACJA.

Idealnie czysty kryształ diamentu powinien składać się tylko i wyłącznie z atomów węgla i podlegać odpowiadającym mu zasadom systemu krystalograficznego regularnego. Na rycinie tytułowej została przedstawiona modelowa komórka diamentu.

Jednakże w rzeczywistości atomy węgla mogą być zastąpione przez atomy innych pierwiastków, natomiast siatka krystaliczna może ulec deformacji, lub mogą pojawić się puste miejsca bez żadnego atomu (wakansy). Oczywiście w przyrodzie nie występują idealne kryształy diamentów. I może właśnie na tym polega ich wyjątkowość, że nie ma dwóch takich samych diamentów nawet jeśli zostaną pozyskane z tego samego kryształu.

Badania wykazały, że około 30 pierwiastków może pojawić się w sieci krystalicznej zastępując atomy węgla. Większość z nich występuje w ilościach śladowych (rzędu 10-10/cm3) i nie wpływa na strukturę i właściwości diamentu. Istnieją jednakże pierwiastki takie jak azot (N), bor (B), oraz w mniejszym stopniu wodór (H) i glin (Al), które występując w znacznym stężeniu mogą mieć wpływ na zmianę niektórych właściwości fizycznych tj. absorbcja w podczerwieni i nadfiolecie, przewodnictwo cieplne i elektryczne, fotoprzewodnictwo, barwa, spójność kryształów i in.

Pierwiastkiem, który ma największy wpływ na zmiany zachodzące w strukturze diamentu jest azot. Może on występować w postaci pojedynczych atomów lub w postaci zgrupowań kilku atomów (agregaty). Sposób ułożenia atomów azotu wpływa na barwę diamentu i jej nasycenie.

Na tej podstawie stworzono podział diamentów na dwa typy (wyróżnia się również trzeci typ diamentów pochodzenia kosmicznego):

TYP I – wykazujący dużą zawartość azotu

TYP II – pozbawiony azotu lub wykazujący jego obecność w minimalnym stopniu , oraz wykazujący obecność boru

Obydwa typy dzielą się na podtypy i grupy, gdyż udowodniono , że odmienne właściwości diamentu uzależnione są od rodzaju pierwiastków domieszkujących oraz ich stężenie a także formy skupień ich występowania.

TYP I – do tego typu należy większość diamentów używanych w branży jubilerskiej. Kryształy diamentów należących do tego typu są dobrze wykształcone z zazwyczaj gładkimi ścianami i nieco zaokrąglonymi krawędziami. Stężenie azotu wynosi 25-1000 ppm (stężenie 10-6/cm3; ang. Pars per milion). W skrajnych przypadkach może wynosić 3000 ppm. W początkowej fazie krystalizacji atomy azotu występują pojedynczo (typ Ib). Jednakże w dalszym procesie zaczynają się łączyć w grupy zwane agregatami. Najprostszą formą agregatu jest para atomów azotu N2 (typ IaA,). Inną formą jest zgrupowanie czterech atomów azotu wokół wakansu (typ IaB) lub trzech atomów N3.

TYP II – w strukturze diamentów należących do tego typu nie ma atomów azotu albo jego ilości są znikome (nie przekraczają 20 ppm).

W typie II rozróżnia się podtypy: IIa, IIb, IIc.

Do podtypu IIa należą diamenty najbardziej zbliżone do ideału, bez domieszek innych pierwiastków. Często do tego podtypu należą diamenty o najlepszej barwie, ich kryształy niejednokrotnie charakteryzują się nieregularną formą oraz znaczną masą (przykładem może być słynny Cullinan). Kolekcjonerzy, inwestorzy i koneserzy „gatunku” poszukują diamentów o najlepszych parametrach. Właśnie to tego „gatunku” należą diamenty typu IIa. Laboratorium GIA oprócz standardowego certyfikatu wystawia dokument zaświadczający, że dany diament jest typu IIa. Takie diamenty są rzadkie i oczywiście ich wartość jest wyższa.

Diamenty podtypu IIb zawierają domieszkę boronu (B) o koncentracji poniżej 10-6/cm3 i w związku z tym są półprzewodnikami. Charakteryzują się barwą niebieską. Do tego podtypu należy inny słynny diament Hope (oraz ten w rzeczywistości nieistniejący z filmu „Titanic” 😉)

Istnieje również podtyp IIc bardzo rzadko występujący , zawierający atomy wodoru.

Niektórzy gemmolodzy wyróżniają dodatkowo typ III, do którego zaliczają diamenty pochodzenia kosmicznego (lonsdaleit i chaoit), znajdowane w miejscach upadku meteorytów, krystalizujące w układzie heksagonalnym.

Poniższy grafik pokazuje klasyfikację diamentów ze względu na obecność domieszek azotu i boru oraz ich konfiguracje w sieci krystalicznej.

Zdjęcie 1

Pierwiastki domieszkujące oraz deformacje siatki krystalicznej mają między innymi wpływ na barwę diamentu. Na zdjęciu zostali pokazani typowi przedstawiciele poszczególnych typów.

Zaczynając od lewej: 0,47ct różowy - typ Ia; 0,38ct żółty – typ Ia (seria „cape”); 1,04ct bezbarwny – typ IIa; 0,56ct niebieski – typ IIb; 1,01ct żółty „canary”(kanarkowy) – typ Ib

Zdjęcie 2

Źródło: THE “TYPE” CLASSIFICATION SYSTEM OF DIAMONDS AND ITS IMPORTANCE IN GEMOLOGY Christopher M. Breeding and James E. Shigley; Gems&Gemology, Summer 2009

Autor: Kinga Dziekońska