Quá trình hình thành kim cương tự nhiên và kim cương tổng hợp

Kim cương tự nhiên và kim cương tổng hợp có đặc thù vật lý giống hệt nhau. Tuy nhiên, quá trình để tạo nên hai loại kim cương đó lại rất độc đáo.

Qua nội dung này, bạn hãy cùng Jemmia khám phá xem sự độc đáo này là gì nhé!

Quá trình hình thành kim cương trong tự nhiên

Vào thời cổ xưa, địa cầu được bao bọc bởi những cánh rừng bát ngát. Khi những tia sét đưa theo lửa đến, những thân cây lớn lao đã cháy thành than và ngã xuống.

Trải qua hàng tỷ năm, than đá trong các vụ cháy đã bị chôn vùi ở độ sâu khoảng 1500 km. Ở đó, có nhiệt độ cực cao là 1200 độ C và áp suất lên đến 5 gigapascal. Đây là những điều kiện thuận tiện để cacbon trong cây kết phù hợp với các chất vô cơ có sẵn trong lớp trung gian của địa cầu để tạo thành kim cương.

Sau đó, kim cương sẽ theo những đợt núi lửa phun trào mà trở lại mặt đất dưới dạng đá núi lửa Kimberlite. Người ta thường khai thác kim cương ở những lục địa cổ có nhiều núi lửa đã tắt như châu Phi, Nga, Canada…

Đôi khi, kim cương tự nhiên còn được tìm ra trong tâm của thiên thạch rơi xuống địa cầu. Tuy nhiên, chúng chỉ ở dạng tinh thể rất nhỏ gọi là bụi kim cương.

Quá trình hình thành kim cương tổng hợp

Vào giữa những năm 1950, những tinh thể kim cương tổng hợp trước nhất đã chào đời. Mặc dầu bây giờ chúng có kích cỡ nhỏ và chất lượng giới hạn. Nhưng chúng đã mở ra kỷ nguyên mới cho sự lớn mạnh của thị trường kim cương.

Đến những năm 1990, kim cương tổng hợp khởi đầu được sử dụng làm trang sức.

Từ đó đến nay, kim cương nhân tạo đã có thể thỏa mãn cho cả hai nhu cầu là thời trang và công nghiệp. Thậm chí, nó được phán đoán sẽ đi đầu khuynh hướng đá quý trong tương lai.

Xem Thêm  [Update] Cách tạo chú thích trong Word | cách thêm ghi chú trong word

Để tạo nên kim cương tổng hợp có hai cách thông dụng nhất. Cả hai bí quyết này đều nuôi cấy kim cương từ một tinh thể rất nhỏ.

Đặc biệt, chỉ trong một khoảng thời gian ngắn là có thể nhận được kim cương.

Tìm hiểu thêm:

Quá trình hình thành kim cương tổng hợp theo bí quyết HPHT

Quá trình tăng lên kim cương HPHT diễn ra ở một buồng kính. Buồng kính này được đặt bên trong một thiết bị có khả năng tạo nên nguồn áp suất rất cao.

Bên trong buồng kín, bột kim cương (Nguyên liệu tổng hợp (metal alloy flux) được hòa tan trong hợp kim nóng chảy thường là sắt (Fe), nickel (Ni) hoặc cobalt (Co). Sau đó kết tinh sẽ hình thành trên mầm để tạo thành tinh thể kim cương tổng hợp. Quá trình kết tinh này chỉ mất vài tuần đến hơn một tháng. Khi chấm dứt sẽ tạo nên một hoặc một số tinh thể kim cương tổng hợp.

Dấu hiệu nhận ra kim cương HPHT

Các tinh thể kim cương HPHT có các mặt hình khối bổ sung ngoài các mặt phẳng bát diện. Do dạng tinh thể của kim cương tự nhiên và kim cương HPHT khác nhau, nên cấu tạo tăng lên bên trong của chúng cũng khác nhau. Đây là một trong những triệu chứng đáng tin cậy nhất để phân biệt chúng với nhau.

Kim cương HPHT, sau thời điểm được cắt, có thể được xác nhận từ một số thuộc tính. Chẳng hạn như phân bố vùng màu, huỳnh quang, hạt chéo và thân kim loại đen, v.v.

Kim cương HPHT cũng đơn giản được xác nhận bởi các thiết bị hiện đại trong các phòng thử nghiệm. Tiêu biểu như máy đo quang phổ visible hoặc photoluminescence.

Xem Thêm  [Update] màn hình pc giá rẻ, bảo hành 3 năm | máy tính tích hợp màn hình

Chủ yếu các tinh thể kim cương HPHT có màu vàng, cam, nâu vàng và chính yếu thuộc loại Ib, rất hiếm trong kim cương tự nhiên.

Sự lớn mạnh của công nghệ chế tác kim cương tổng hợp

Trước đó, việc tạo nên một viên kim cương HPHT không màu là một thách thức rất lớn. Bởi vì việc tạo nên một viên kim cương HPHT không màu phải khắc phục hai vấn đề chính:

  • Thứ đặc biệt là ngăn chặn sự xâm nhập của tạp chất nitơ đi vào cấu tạo mạng trong quá trình tăng lên
  • Thứ hai là vận tốc tăng lên của kim cương HPHT không màu (loại IIa hoặc loại IIb yếu) chậm hơn kim cương loại I.

Gần đây với sự lớn mạnh của khoa học, nhân loại đã bố trí các điều kiện tăng lên và thiết bị thích hợp. Nhờ đó có thể tạo nên các tinh thể đủ lớn để nghiền một viên đá nặng hơn 10 carat

Bằng cách thêm tạp chất boron (B) vào quá trình tăng lên, các tinh thể kim cương HPHT màu xanh được tạo nên. Các màu khác, như hồng và đỏ thì được chế tác bằng cách khắc phục chiếu xạ và ủ sau tăng lên. Tạo thành những màu sắc kim cương rất hiếm trên thị trường.

>> Tìm hiểu thêm: Những cách làm kim cương hiện tại

Phương pháp để tạo nên kim cương tổng hợp CVD

Sự tăng lên kim cương CVD diễn ra trong môi trường chân không chứa đầy các loại khí nhiều carbon.

Một nguồn năng lượng (chùm microwave) được sử dụng để phá vỡ link giữa các phân tử khí và các nguyên tử cacbon rơi xuống dưới tấm mầm.

Quá trình kết tinh này mất vài tuần để tạo nên nhiều tinh thể cùng một lúc. Số lượng tinh thể lệ thuộc vào kích cỡ của buồng tăng lên và số lượng mầm.

Xem Thêm  [Guaranteed] Canxi corbiere 5ml cho trẻ sơ sinh | canxi corbiere cho trẻ sơ sinh - Verified

Các tinh thể sau thời điểm tăng lên có dạng tấm với đường viền graphite (than chì đen).

Dấu hiệu của kim cương CVD

Chủ yếu các tinh thể kim cương tổng hợp CVD có màu nâu nhạt hoặc xám nhạt. Nhưng nếu một lượng nhỏ tạp chất nitơ hoặc boron được thêm vào buồng tăng lên. Chúng sẽ tạo nên màu vàng, hồng, cam hoặc xanh.

Trái ngược với bí quyết HPHT, các tinh thể không màu được tạo nên bằng bí quyết này dễ hơn rất là nhiều. Tuy nhiên, cần phải mất một thời gian tăng lên rất dài. Chủ yếu các viên kim cương CVD không màu trên thị trường đã trải qua quá trình giải quyết nhiệt để loại bỏ màu nâu. Kim cương CVD chính yếu là loại IIa.

Kim cương CVD có đặc điểm đá quý hơi khác đối với kim cương HPHT. Sự phân bố màu sắc đồng đều hơn và có một tí “sự biến dạng” cấu tạo dải khi nhìn dưới ánh sáng phân cực.

không chỉ thế, độ tinh khiết có khuynh hướng cao hơn do chỉ có các pinpoint carbon (điểm đen carbon).

Giống như tổng hợp HPHT, quá trình tổng hợp CVD liên tục được cải tổ. Điều này cho phép các nhà cung cấp tạo nên kim cương tổng hợp lớn với độ tinh khiết và cấp độ màu tăng dần.

Như thế, nhờ vào công nghệ mà nhân loại đã có thể chế tác kim cương một cách lập tức. Từ đó, thỏa mãn đầy đủ kim cương cho nhu cầu công nghiệp và trang sức.

Tuy nhiên, kim cương tổng hợp quá hoàn hảo cũng gây không ít khốn khó cho công tác thẩm định. Hãy cùng Jemmia khám phá 5 cách thẩm định kim cương tự nhiên và nhân tạo nhé!

Bạn hãy tham khảo thêm:

Lúc này Jemmia có 3 Showroom để quý khách hàng hàng thử nghiệm trực tiếp kim cương tự nhiên có phê duyệt GIA tại:

By ads_law

Trả lời