Тип алмаза - Diamond type
Тип алмаза это метод научной классификации бриллианты по уровню и типу их химических примесей. Алмазы делятся на пять типов: Тип Ia, Тип Ib, Тип 1aB, Тип IIa и Тип IIb. Измеренные примеси находятся на атомном уровне в пределах кристаллическая решетка из углерод атомов и так, в отличие от включения, требуется инфракрасный спектрометр обнаружить.[1]
Различные типы алмазов по-разному реагируют на улучшение алмазов техники. 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.[2]
Типы алмазов
- Тип I алмазы, наиболее распространенный класс, содержат азот атомы в качестве основной примеси, обычно в концентрации 0,1%. Бриллианты типа I поглощают как инфракрасный и ультрафиолетовый область, от 320 нм. Также они имеют характерную флуоресценция и видимый спектр поглощения (видеть Оптические свойства алмаза ).
- Тип Ia алмазы составляют около 95% всех природных алмазов. Примеси азота до 0,3% (3000 частей на миллион) сгруппированы в углеродной решетке и относительно широко распространены. В спектр поглощения кластеров азота может заставить алмаз поглощать синий свет, делая его бледно-желтым или почти бесцветным. Большинство алмазов Ia представляют собой смесь материалов IaA и IaB; эти бриллианты принадлежат Накидка серии, названный в честь богатого алмазами региона, ранее известного как Капская провинция в Южная Африка, чьи месторождения в основном относятся к типу Ia. Алмазы типа Ia часто демонстрируют 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 то Центры азота N2 и N3. Они также показывают синий цвет флуоресценция к длинноволновому ультрафиолетовому излучению из-за центров азота N3 (центры N3 не ухудшают видимый цвет, но всегда сопровождаются центрами N2, которые ухудшают). Коричневые, зеленые или желтые ромбы показывают полосу зеленого цвета 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. свободные места).[3]
- 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 составляют 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 обладают интенсивным желтый или иногда коричневый оттенок; редкий канарейка алмазы принадлежат к этому типу, который составляет всего 0,1% известных природных алмазов. Видимый спектр поглощения постепенный, без резких полос поглощения.[4] Большинство сине-серых бриллиантов из Шахта Аргайл Австралии относятся не к типу IIb, а к типу Ia; эти алмазы содержат большие концентрации дефекты и примеси (особенно водород и азот), и происхождение их цвета пока не известно.[5] Почти все HPHT синтетические бриллианты относятся к типу Ib.[6]
- Тип Ia алмазы составляют около 95% всех природных алмазов. Примеси азота до 0,3% (3000 частей на миллион) сгруппированы в углеродной решетке и относительно широко распространены. В спектр поглощения кластеров азота может заставить алмаз поглощать синий свет, делая его бледно-желтым или почти бесцветным. Большинство алмазов Ia представляют собой смесь материалов IaA и IaB; эти бриллианты принадлежат Накидка серии, названный в честь богатого алмазами региона, ранее известного как Капская провинция в Южная Африка, чьи месторождения в основном относятся к типу Ia. Алмазы типа Ia часто демонстрируют 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 то Центры азота N2 и N3. Они также показывают синий цвет флуоресценция к длинноволновому ультрафиолетовому излучению из-за центров азота N3 (центры N3 не ухудшают видимый цвет, но всегда сопровождаются центрами N2, которые ухудшают). Коричневые, зеленые или желтые ромбы показывают полосу зеленого цвета 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. свободные места).[3]
- Тип II алмазы не содержат измеримых 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 составляют 1-2% всех природных алмазов (1,8% драгоценных алмазов). Эти алмазы почти или полностью лишены примесей и, следовательно, обычно бесцветны и имеют самый высокий теплопроводность. 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 Пластическая деформация во время роста четырехгранный кристаллическая структура, приводящая к несовершенства. Эти недостатки могут придавать драгоценному камню желтый, коричневый, оранжевый, розовый, красный или фиолетовый цвет. Структурные деформации алмазов типа IIa можно «исправить» с помощью высокого давления и высокой температуры (HPHT ) процесса, удалив большую часть или весь цвет алмаза.[7] Алмазы типа IIa составляют значительную долю добычи в Австралии. Многие известные крупные бриллианты, такие как Куллинан, Ко-и-Нур, и Леседи Ла Рона, относятся к типу IIa. Синтетические алмазы, выращенные с использованием процесса CVD, обычно также относятся к этому типу.
- Тип IIb алмазы 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 бор примеси. 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.[1] Эти бриллианты тоже р-тип полупроводники, в отличие от других типов алмазов, из-за некомпенсированного электронные дыры (видеть 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.[5] Алмазы типа IIb демонстрируют характерный инфракрасный спектр поглощения и показывают постепенно увеличивающееся поглощение по направлению к красной стороне видимого спектра.
Не ограничены типом зеленый алмазы, цвет которых определяется воздействием различных количеств ионизирующего излучения.[1]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б c Уокер, Дж. (1979). «Оптическое поглощение и люминесценция в алмазе». Отчеты о достижениях физики. 42 (10): 1605–1659. CiteSeerX 10.1.1.467.443. Дои:10.1088/0034-4885/42/10/001.
- ^ «Оптические свойства алмазов». Allaboutgemstones.com. Получено 2010-03-19.
- ^ Са, Э. С. Де (1977). "Исследование одноосного напряжения вибронных полос 2,498 эВ (H4), 2,417 эВ и 2,536 эВ в алмазе". Proc. Рой. Soc. А. 357 (1689): 231. Дои:10.1098 / rspa.1977.0165.
- ^ "Gemworld International, Inc .: Архив новостей". Gemguide.com. Архивировано из оригинал на 2010-11-04. Получено 2010-03-19.
- ^ а б Якубовский, К; Adriaenssens, G.J (2002). «Оптическая характеристика природных алмазов Аргайл» (PDF). Алмаз и сопутствующие материалы. 11: 125. Дои:10.1016 / S0925-9635 (01) 00533-7.
- ^ «Бриллиант - молекула месяца». Bris.ac.uk. Получено 2010-03-19.
- ^ Коллинз, А. Т .; и другие. (2005). «Высокотемпературный отжиг оптических центров в алмазе I рода». J. Appl. Phys. 97 (8): 083517. Дои:10.1063/1.1866501.