Un diamante simulante , imitación de diamante o diamante de imitación es un objeto o material con características gemológicas similares a las de un diamante . Los simulantes son distintos de los diamantes sintéticos , que son diamantes reales que tienen las mismas propiedades materiales que los diamantes naturales. Los diamantes realzados también están excluidos de esta definición. Un simulador de diamante puede ser artificial, natural o, en algunos casos, una combinación de los mismos. Si bien sus propiedades materiales difieren notablemente de las del diamante, los simulantes tienen ciertas características deseadas, como dispersión y dureza.—Que se prestan a la imitación. Los gemólogos capacitados con el equipo adecuado pueden distinguir los diamantes naturales y sintéticos de todos los diamantes simuladores, principalmente mediante inspección visual.
Los simuladores de diamantes más comunes son el vidrio con alto contenido de plomo (es decir, pedrería ) y la zirconia cúbica (CZ), ambos materiales artificiales. Desde mediados de la década de 1950 se han desarrollado varios otros materiales artificiales, como el titanato de estroncio y el rutilo sintético , pero ya no son de uso común. Introducido a finales del siglo XX, el producto moissanite cultivado en laboratorio ha ganado popularidad como alternativa al diamante. El alto precio de la joya -Grado diamantes , así como importantes preocupaciones éticas del comercio de diamantes , [1] han creado una gran demanda de simuladores del diamante. [2]
Propiedades deseadas y diferenciales
Para ser considerado para su uso como un simulador de diamante, un material debe poseer ciertas propiedades similares al diamante. Los simulantes artificiales más avanzados tienen propiedades que se acercan mucho al diamante, pero todos los simulantes tienen una o más características que claramente (para aquellos familiarizados con el diamante) los diferencian fácilmente del diamante. Para un gemólogo , las propiedades diferenciales más importantes son las que fomentan las pruebas no destructivas; la mayoría de ellos son de naturaleza visual. Se prefieren las pruebas no destructivas porque la mayoría de los diamantes sospechosos ya están cortados en piedras preciosas y engastados en joyas , y si una prueba destructiva (que se basa principalmente en la relativa fragilidad y suavidad de los no diamantes) falla, puede dañar el simulante, lo cual es inaceptable. resultado para la mayoría de los propietarios de joyas, ya que incluso si una piedra no es un diamante, puede tener valor.
A continuación se presentan algunas de las propiedades por las que el diamante y sus simulantes se pueden comparar y contrastar.
Durabilidad y densidad
La escala de Mohs de dureza mineral es una escala no lineal de resistencias de minerales comunes al rayado. El diamante está en la parte superior de esta escala (dureza 10), ya que es uno de los materiales naturales más duros conocidos. (Algunas sustancias artificiales, como las nanovarillas de diamante agregadas , son más duras). Dado que es poco probable que un diamante encuentre sustancias que puedan rayarlo, además de otro diamante, las piedras preciosas de diamantes generalmente no tienen rayones. La dureza del diamante también es visualmente evidente (bajo el microscopio o lupa ) por sus facetas muy brillantes (descritas como adamantina ) que son perfectamente planas, y por sus bordes facetados nítidos y afilados. Para que un simulador de diamantes sea eficaz, debe ser muy duro en relación con la mayoría de las gemas. La mayoría de los simulantes no alcanzan la dureza del diamante, por lo que pueden separarse del diamante por sus defectos externos y su mal pulido.
En el pasado reciente, se pensaba comúnmente que la llamada "prueba del cristal de la ventana" era un método seguro para identificar el diamante. Es una prueba potencialmente destructiva en la que una piedra preciosa de diamante sospechosa se raspa contra un panel de vidrio, y el resultado positivo es un rasguño en el vidrio y ninguno en la piedra preciosa. También se utilizan puntas de dureza y placas raspadoras de corindón (dureza 9) en lugar del vidrio. Las pruebas de dureza no son aconsejables por tres razones: el vidrio es bastante blando (típicamente 6 o menos) y puede rayarse con una gran cantidad de materiales (incluidos muchos simulantes); el diamante tiene cuatro direcciones de escisión perfecta y fácil (planos de debilidad estructural a lo largo de los cuales el diamante podría partirse) que podrían desencadenarse mediante el proceso de prueba; y muchas piedras preciosas similares a diamantes (incluidos los simuladores más antiguos) son valiosas por derecho propio.
La gravedad específica (SG) o densidad de un diamante gema es bastante constante en 3,52. La mayoría de los simulantes están muy por encima o ligeramente por debajo de este valor, lo que puede facilitar su identificación si no están configurados. Se pueden utilizar líquidos de alta densidad como el diyodometano para este propósito, pero estos líquidos son todos altamente tóxicos y, por lo tanto, generalmente se evitan. Un método más práctico es comparar el tamaño y el peso esperados de un diamante sospechoso con sus parámetros medidos: por ejemplo, una zirconia cúbica (SG 5.6–6) tendrá 1.7 veces el peso esperado de un diamante de tamaño equivalente.
Óptica y color
Los diamantes generalmente se cortan en brillantes para resaltar su brillo (la cantidad de luz reflejada hacia el espectador) y el fuego (el grado en que se ven coloridos destellos prismáticos ). Ambas propiedades se ven fuertemente afectadas por el corte de la piedra, pero son una función del alto índice de refracción del diamante (RI, el grado en que la luz incidente se desvía al entrar en la piedra) de 2.417 (medido con luz de sodio , 589.3 nm). y alta dispersión (el grado en que la luz blanca se divide en sus colores espectrales a medida que atraviesa la piedra) de 0,044, medida por el intervalo de las líneas B y G del sodio. Por lo tanto, si el RI y la dispersión de un simulador de diamante son demasiado bajos, parecerá comparativamente opaco o "sin vida"; si el RI y la dispersión son demasiado altos, el efecto se considerará irreal o incluso pegajoso. Muy pocos simulantes tienen RI y dispersión muy cercanos, e incluso los simuladores cercanos pueden ser separados por un observador experimentado. Las mediciones directas de RI y dispersión no son prácticas (un refractómetro gemológico estándar tiene un límite superior de aproximadamente RI 1,81), pero varias empresas han ideado medidores de reflectividad para medir el RI de un material indirectamente midiendo qué tan bien refleja un haz infrarrojo .
Quizás igualmente importante sea el carácter óptico . El diamante y otros materiales cúbicos (y también amorfos ) son isotrópicos , lo que significa que la luz que ingresa a una piedra se comporta de la misma manera independientemente de la dirección. Por el contrario, la mayoría de los minerales son anisotrópicos , lo que produce birrefringencia o doble refracción de la luz que ingresa al material en todas las direcciones que no sean un eje óptico (una dirección de refracción simple en un material doblemente refractivo). Con un aumento bajo, esta birrefringencia suele detectarse como una duplicación visual de las facetas traseras o defectos internos de una piedra preciosa cortada. Por tanto, un simulante de diamante eficaz debería ser isótropo.
Bajo luz ultravioleta de onda larga (365 nm) , el diamante puede tener una fluorescencia azul, amarilla, verde, malva o roja de intensidad variable. La fluorescencia más común es el azul, y estas piedras también pueden tener un color amarillo fosforescente ; se cree que esta es una combinación única entre las piedras preciosas. Por lo general, hay poca o ninguna respuesta al ultravioleta de onda corta, en contraste con muchos simuladores de diamantes. De manera similar, debido a que la mayoría de los simulantes de diamantes son artificiales, tienden a tener propiedades uniformes: en un anillo de diamantes de varias piedras, uno esperaría que los diamantes individuales tuvieran fluorescencia de manera diferente (en diferentes colores e intensidades, y es probable que algunos sean inertes). Si todas las piedras tienen una fluorescencia idéntica, es poco probable que sean diamantes.
La mayoría de los diamantes "incoloros" en realidad están teñidos de amarillo o marrón hasta cierto punto, mientras que algunos simuladores artificiales son completamente incoloros, el equivalente a una "D" perfecta en la terminología del color del diamante . Es importante considerar este factor de "demasiado bueno para ser verdad"; Los simuladores de diamantes de colores destinados a imitar diamantes de fantasía son más difíciles de detectar a este respecto, pero los colores de los simulantes rara vez se aproximan. En la mayoría de los diamantes (incluso los incoloros) se puede ver un espectro de absorción característico (mediante un espectroscopio de visión directa ), que consiste en una línea fina a 415 nm. Los dopantes utilizados para impartir color en simuladores artificiales pueden detectarse como un espectro de absorción complejo de tierras raras , que nunca se ve en el diamante.
También están presentes en la mayoría de los diamantes ciertos defectos o inclusiones internas y externas , las más comunes de las cuales son fracturas y cristales sólidos extraños. Los simuladores artificiales suelen ser impecables internamente y cualquier defecto que esté presente es característico del proceso de fabricación. Las inclusiones que se ven en los simuladores naturales a menudo serán diferentes a las que se han visto en el diamante, sobre todo las inclusiones líquidas de "plumas". El proceso de corte de diamantes a menudo dejará intactas partes de la superficie del cristal original. Estos se denominan naturales y generalmente se encuentran en el cinturón de la piedra; toman la forma de hoyos triangulares, rectangulares o cuadrados ( marcas de grabado ) y solo se ven en diamantes.
Térmica y eléctrica
El diamante es un conductor térmico extremadamente eficaz y, por lo general, un aislante eléctrico . La primera propiedad se explota ampliamente en el uso de una sonda térmica electrónica para separar los diamantes de sus imitaciones. Estas sondas constan de un par de termistores alimentados por batería montados en una fina punta de cobre . Un termistor funciona como un dispositivo de calentamiento mientras que el otro mide la temperatura de la punta de cobre: si la piedra que se está probando es un diamante, conducirá la energía térmica de la punta lo suficientemente rápido como para producir una caída de temperatura medible. Como la mayoría de los simulantes son aislantes térmicos, el calor del termistor no se conducirá. Esta prueba dura entre 2 y 3 segundos. La única excepción posible es la moissanita, que tiene una conductividad térmica similar a la del diamante: la moissanita puede engañar a las sondas más antiguas, pero los probadores de conductividad térmica y eléctrica más nuevos son lo suficientemente sofisticados como para diferenciar los dos materiales. El último desarrollo es el recubrimiento de nano diamante, una capa extremadamente delgada de material de diamante. Si no se prueba correctamente, puede mostrar las mismas características que un diamante.
La conductancia eléctrica de un diamante solo es relevante para las piedras azules o gris azuladas, porque el boro intersticial responsable de su color también las convierte en semiconductores . Por lo tanto, se puede afirmar un supuesto diamante azul si completa un circuito eléctrico con éxito.
Simulantes artificiales
El diamante ha sido imitado por materiales artificiales durante cientos de años; Los avances tecnológicos han visto el desarrollo de simuladores cada vez mejores con propiedades cada vez más cercanas a las del diamante. Aunque la mayoría de estos simulantes eran característicos de un cierto período de tiempo, sus grandes volúmenes de producción aseguraron que todos se sigan encontrando con frecuencia variable en la joyería del presente. Casi todos fueron concebidos por primera vez para su uso previsto en alta tecnología , como medios láser activos , varistores y memoria de burbujas . Debido a su suministro actual limitado, los coleccionistas pueden pagar una prima por los tipos más antiguos.
Tabla de resumen
Material | Fórmula | Refracción de índice (ES) 589,3 nm | Dispersión 431–687 nm | Dureza ( Mohs escala ) | Densidad (g / cm 3 ) | Cond. Termal | Estado de la técnica |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Diamante | C | 2.417 | 0.044 | 10 | 3,52 | Excelente | (Natural) |
Simulantes artificiales: | |||||||
Vidrio de pedernal | Sílice con Pb , Al , Tl | ~ 1.6 | > 0,020 | <6 | 2.4–4.2 | Pobre | 1700– |
Zafiro blanco | Al 2 O 3 | 1.762–1.770 | 0,018 | 9 | 3,97 | Pobre | 1900-1947 |
Espinela | MgO · Al 2 O 3 | 1.727 | 0,020 | 8 | ~ 3.6 | Pobre | 1920-1947 |
Rutilo | TiO 2 | 2,62-2,9 | 0,33 | ~ 6 | 4.25 | Pobre | 1947-1955 |
Titanato de estroncio | SrTiO 3 | 2,41 | 0,19 | 5.5 | 5.13 | Pobre | 1955-1970 |
YAG | Y 3 Al 5 O 12 | 1,83 | 0,028 | 8.25 | 4.55–4.65 | Pobre | 1970-1975 |
GGG | Gd 3 Ga 5 O 12 | 1,97 | 0,045 | 7 | 7.02 | Pobre | 1973-1975 |
Zirconia cúbica | ZrO 2 (+ tierras raras) | ~ 2.2 | ~ 0.06 | ~ 8,3 | ~ 5.7 | Pobre | 1976– |
Moissanita | Sic | 2.648–2.691 | 0.104 | 8.5–9.25 | 3.2 | Elevado | 1998– |
Simulantes naturales: | |||||||
Cuarzo | Sílice | 1.543–1.554 | 7 | 2,50–2,65 | Antiguo | ||
Circón | ZrSiO 4 | 1,78-1,99 | 0.039 | 6,5–7,5 | 4.6–4.7 | Pobre | Antiguo |
Topacio | Al 2 SiO 4 (F, OH) 2 | 1,61–1,64 | 0,014 | 8 | 3.4–3.6 | Pobre | Antiguo |
Andradita | Ca 3 Fe 2 (SiO 4 ) 3 | 1,61–1,64 | 0,057 | 6,5-7 | 3,8-3,9 | Pobre | Antiguo |
La columna "índice (es) de refracción" muestra un índice de refracción para sustancias de refracción simple y un rango para sustancias de refracción doble.
1700 en adelante
La formulación de vidrio de sílex con plomo , alúmina y talio para aumentar el RI y la dispersión comenzó a finales del período barroco . El vidrio de sílex se modela en brillantes, y cuando están recién cortados pueden ser simuladores de diamantes sorprendentemente efectivos. Conocidos como diamantes de imitación, pastas o strass, los simuladores de vidrio son una característica común de las joyas antiguas ; en tales casos, los diamantes de imitación pueden ser valiosos artefactos históricos por derecho propio. La gran suavidad (por debajo de la dureza 6) impartida por el plomo significa que los bordes facetarios y las caras de un diamante artificial se redondearán y rayarán rápidamente. Junto con las fracturas concoidales y las burbujas de aire o las líneas de flujo dentro de la piedra, estas características hacen que las imitaciones de vidrio sean fáciles de detectar con solo un aumento moderado. En la producción contemporánea, es más común que el vidrio se moldee en lugar de cortar en forma: en estas piedras, las facetas serán cóncavas y los bordes de las facetas redondeados, y también pueden estar presentes marcas de moho o costuras. El vidrio también se ha combinado con otros materiales para producir compuestos.
1900-1947
Los primeros simulantes de diamantes artificiales cristalinos fueron zafiro blanco sintético ( Al 2 O 3 , corindón puro) y espinela (MgO · Al 2 O 3 , óxido de aluminio y magnesio puro ). Ambos se han sintetizado en grandes cantidades desde la primera década del siglo XX mediante el proceso de fusión de llama o Verneuil , aunque la espinela no se utilizó ampliamente hasta la década de 1920. El proceso de Verneuil implica una cerbatana de oxihidrógeno invertida , con polvo de alimentación purificado mezclado con oxígeno que se alimenta cuidadosamente a través de la cerbatana. El polvo de alimentación cae a través de la llama de oxihidrógeno, se derrite y aterriza en un pedestal que gira y desciende lentamente debajo. La altura del pedestal se ajusta constantemente para mantener su parte superior en la posición óptima debajo de la llama y, durante varias horas, el polvo fundido se enfría y cristaliza para formar una única pera pedunculada o un cristal de bola . El proceso es económico, con cristales de hasta 9 centímetros (3,5 pulgadas) de diámetro que crecen. Las petancas cultivadas mediante el moderno proceso de Czochralski pueden pesar varios kilogramos.
El zafiro sintético y la espinela son materiales duraderos (dureza 9 y 8) que requieren un buen pulido; sin embargo, debido a su IR mucho más bajo en comparación con el diamante (1.762–1.770 para el zafiro, 1.727 para la espinela), son "sin vida" cuando se cortan. (El zafiro sintético también es anisotrópico , lo que lo hace aún más fácil de detectar). Sus bajos RI también significan una dispersión mucho menor (0.018 y 0.020), por lo que incluso cuando se cortan en brillantes, carecen del fuego del diamante. Sin embargo, la espinela sintética y el zafiro fueron simuladores de diamantes populares desde la década de 1920 hasta finales de la década de 1940, cuando comenzaron a aparecer simuladores más nuevos y mejores. Ambos también se han combinado con otros materiales para crear composites. Los nombres comerciales que alguna vez se usaron para el zafiro sintético incluyen Diamondette , Diamondite , Jourado Diamond ' y Thrilliant . Los nombres de la espinela sintética incluyen Corundolite , Lustergem , Magalux y Radiant .
1947-1970
El primero de los simulantes ópticamente "mejorados" fue el rutilo sintético (TiO 2 , óxido de titanio puro ). Introducido en 1947-1948, el rutilo sintético posee mucha vida cuando se corta, quizás demasiada vida para un simulador de diamante. El RI y la dispersión del rutilo sintético (2.8 y 0.33) son mucho más altos que el diamante que los brillantes resultantes se ven casi como ópalos en su exhibición de colores prismáticos. El rutilo sintético también es doblemente refractivo: aunque algunas piedras se cortan con la mesa perpendicular al eje óptico para ocultar esta propiedad, la mera inclinación de la piedra revelará las facetas traseras dobladas.
El éxito continuo del rutilo sintético también se vio obstaculizado por el inevitable tinte amarillo del material, que los productores nunca pudieron remediar. Sin embargo, el rutilo sintético en una gama de colores diferentes, incluidos azules y rojos, se produjo utilizando varios dopantes de óxido metálico. Estas y las piedras casi blancas eran piedras extremadamente populares, aunque irreales. El rutilo sintético también es bastante blando (dureza ~ 6) y quebradizo, por lo que se desgasta mal. Se sintetiza mediante una modificación del proceso Verneuil, que utiliza una tercera tubería de oxígeno para crear un quemador tricónico ; esto es necesario para producir un monocristal, debido a las pérdidas de oxígeno mucho mayores involucradas en la oxidación del titanio. La técnica fue inventada por Charles H. Moore, Jr. en National Lead Company, con sede en South Amboy , Nueva Jersey (más tarde NL Industries ). National Lead y Union Carbide fueron los principales productores de rutilo sintético, y la producción anual máxima alcanzó los 750.000 quilates (150 kg). Algunos de los muchos nombres comerciales aplicados al rutilo sintético incluyen: Astryl , Diamothyst , Gava o Java Gem , Meredith , Miridis , Rainbow Diamond , Rainbow Magic Diamond , Rutania , Titangem , Titania y Ultamite .
National Lead también fue el lugar donde se llevó a cabo la investigación sobre la síntesis de otro compuesto de titanio, el titanato de estroncio ( Sr TiO 3 , tausonita pura). Leon Merker y Langtry E. Lynd, quienes también utilizaron una modificación tricónica del proceso Verneuil, realizaron investigaciones a fines de la década de 1940 y principios de la de 1950. Tras su introducción comercial en 1955, el titanato de estroncio reemplazó rápidamente al rutilo sintético como el simulante de diamante más popular. Esto se debió no solo a la novedad del titanato de estroncio, sino a su óptica superior: su RI (2,41) es muy cercano al del diamante, mientras que su dispersión (0,19), aunque también muy alta, supuso una mejora significativa con respecto a la presentación psicodélica del rutilo sintético. . Los dopantes también se usaron para dar titanato sintético en una variedad de colores, incluyendo amarillo, naranja a rojo, azul y negro. El material también es isotrópico como el diamante, lo que significa que no hay duplicación de facetas que distraiga como se ve en el rutilo sintético.
El único gran inconveniente del titanato de estroncio (si se excluye el exceso de fuego) es la fragilidad. Es más suave (dureza 5.5) y más quebradizo que el rutilo sintético; por esta razón, el titanato de estroncio también se combinó con materiales más duraderos para crear compuestos . Por lo demás, era el mejor simulante que existía en ese momento, y en su pico de producción anual fue de 1,5 millones de quilates (300 kg). Debido a la cobertura de la patente , toda la producción estadounidense fue realizada por National Lead, mientras que Nakazumi Company of Japan produjo grandes cantidades en el extranjero . Los nombres comerciales del titanato de estroncio incluyen Brilliante , Diagem , Diamontina , Fabulite y Marvelite .
1970-1976
A partir de 1970, el titanato de estroncio comenzó a ser reemplazado por una nueva clase de imitaciones de diamantes: los " granates sintéticos ". Estos no son verdaderos granates en el sentido habitual porque son óxidos en lugar de silicatos , pero comparten la estructura cristalina del granate natural (ambos son cúbicos y, por lo tanto, isotrópicos) y la fórmula general A 3 B 2 C 3 O 12 . Mientras que en los granates naturales C es siempre silicio , y A y B pueden ser uno de varios elementos comunes , la mayoría de los granates sintéticos están compuestos de elementos de tierras raras poco comunes. Son los únicos simuladores de diamantes (aparte de los diamantes de imitación) sin contrapartes naturales conocidas: desde el punto de vista gemológico, es mejor denominarlos artificiales en lugar de sintéticos , porque este último término está reservado para materiales hechos por humanos que también se pueden encontrar en la naturaleza.
Aunque se cultivaron con éxito varios granates artificiales, solo dos se volvieron importantes como simuladores de diamantes. El primero fue el granate de itrio y aluminio ( YAG ; Y 3 Al 5 O 12 ) a fines de la década de 1960. Fue (y sigue siendo) producido por el proceso de Czochralski, o extracción de cristales, que implica el crecimiento a partir de la masa fundida. Se usa un crisol de iridio rodeado por una atmósfera inerte , en el que el óxido de itrio y el óxido de aluminio se funden y mezclan juntos a una temperatura cuidadosamente controlada cercana a los 1980 ° C. Se adjunta un pequeño cristal semilla a una varilla, que se baja sobre el crisol hasta que el cristal entra en contacto con la superficie de la mezcla derretida. El cristal semilla actúa como un sitio de nucleación ; la temperatura se mantiene estable en un punto donde la superficie de la mezcla está justo por debajo del punto de fusión. La varilla se gira y retrae lenta y continuamente, y la mezcla extraída cristaliza cuando sale del crisol, formando un solo cristal en forma de bola cilíndrica. La pureza del cristal es extremadamente alta, y por lo general mide 5 cm (2 pulgadas) de diámetro y 20 cm (8 pulgadas) de largo, y pesa 9.000 quilates (1,75 kg).
La dureza YAG (8.25) y la falta de fragilidad fueron grandes mejoras con respecto al titanato de estroncio, y aunque su RI (1.83) y su dispersión (0.028) fueron bastante bajas, fueron suficientes para dar a los YAG de corte brillante un fuego perceptible y un buen brillo (aunque todavía mucho más bajo que el diamante). También se produjeron varios colores diferentes con la adición de dopantes, incluidos el amarillo, el rojo y un verde vivo, que se utilizó para imitar la esmeralda . Los principales productores fueron Shelby Gem Factory de Michigan, Litton Systems , Allied Chemical , Raytheon y Union Carbide; La producción mundial anual alcanzó un máximo de 40 millones de quilates (8000 kg) en 1972, pero descendió drásticamente a partir de entonces. Los nombres comerciales de YAG incluían Diamonair , Diamonique , Gemonair , Replique y Triamond .
Si bien la saturación del mercado fue una de las razones de la caída en los niveles de producción de YAG, otra fue la reciente introducción del otro granate artificial importante como simulador de diamantes, el granate gadolinio y galio (GGG; Gd 3 Ga 5 O 12 ). Producido de la misma manera que YAG (pero con un punto de fusión más bajo de 1750 ° C), GGG tenía un RI (1,97) cercano y una dispersión (0,045) casi idéntica al diamante. GGG también era lo suficientemente duro (dureza 7) y lo suficientemente resistente como para ser una piedra preciosa eficaz, pero sus ingredientes también eran mucho más caros que los de YAG. Igualmente obstaculizó la tendencia de GGG a volverse marrón oscuro al exponerse a la luz solar u otra fuente ultravioleta: esto se debió al hecho de que la mayoría de las gemas GGG estaban hechas de material impuro que fue rechazado para uso tecnológico. El SG de GGG (7.02) es también el más alto de todos los simuladores de diamantes y se encuentra entre los más altos de todas las piedras preciosas, lo que hace que las gemas GGG sueltas sean fáciles de detectar al comparar sus dimensiones con sus pesos esperados y reales. En relación con sus predecesores, GGG nunca se produjo en cantidades significativas; se volvió más o menos inaudito a fines de la década de 1970. Los nombres comerciales de GGG incluyen Diamonique II y Galliant .
1976 al presente
La zirconia cúbica o CZ (ZrO 2 ; dióxido de zirconio, que no debe confundirse con zircon , un silicato de zirconio ) dominó rápidamente el mercado de simulantes de diamantes después de su introducción en 1976, y sigue siendo el simulante más importante desde el punto de vista gemológico y económico. La CZ se había sintetizado desde 1930, pero solo en forma cerámica : el crecimiento de la CZ monocristalina requeriría un enfoque radicalmente diferente de los utilizados para los simulantes anteriores debido al punto de fusión extremadamente alto del circonio (2750 ° C), insostenible para cualquier crisol. La solución encontrada involucró una red de tuberías de cobre llenas de agua y bobinas de calentamiento por inducción de radiofrecuencia ; el último para calentar el polvo de alimentación de circonio y el primero para enfriar el exterior y mantener una "piel" de retención de menos de 1 milímetro de espesor. Así, la CZ se cultivó en un crisol de sí mismo, una técnica llamada crisol frío (en referencia a los tubos de enfriamiento) o crisol de cráneo (en referencia a la forma del crisol o de los cristales crecidos).
A presión estándar, el óxido de circonio cristalizaría normalmente en el sistema de cristales monoclínicos en lugar de cúbicos: para que crezcan los cristales cúbicos, se debe utilizar un estabilizador. Suele ser óxido de itrio (III) u óxido de calcio . La técnica del crisol de cráneo se desarrolló por primera vez en Francia en la década de 1960 , pero fue perfeccionada a principios de la década de 1970 por científicos soviéticos bajo la dirección de VV Osiko en el Instituto de Física Lebedev en Moscú . En 1980, la producción mundial anual había alcanzado los 50 millones de quilates (10.000 kg).
La dureza (8–8,5), RI (2,15–2,18, isotrópico), la dispersión (0,058–0,066) y el bajo costo del material hacen de CZ el simulador más popular del diamante. Sin embargo, sus constantes ópticas y físicas son variables, debido a los diferentes estabilizadores utilizados por los diferentes productores. Hay muchas formulaciones de circonio cúbico estabilizado. Estas variaciones cambian notablemente las propiedades físicas y ópticas. Si bien la semejanza visual de CZ es lo suficientemente cercana al diamante como para engañar a la mayoría de los que no manejan el diamante con regularidad, CZ generalmente dará ciertas pistas. Por ejemplo: es algo quebradizo y es lo suficientemente suave como para presentar arañazos después del uso normal en joyería; por lo general, es internamente impecable y completamente incoloro (mientras que la mayoría de los diamantes tienen algunas imperfecciones internas y un tinte amarillo); su SG (5,6–6) es alta; y su reacción a la luz ultravioleta es un beige distintivo. La mayoría de los joyeros usarán una sonda térmica para probar todas las CZ sospechosas, una prueba que se basa en la conductividad térmica superlativa del diamante (CZ, como casi todos los demás simuladores de diamantes, es un aislante térmico). CZ está hecho en varios colores diferentes destinados a imitar diamantes de fantasía (por ejemplo, amarillo a marrón dorado, naranja, rojo a rosa, verde y negro opaco), pero la mayoría de estos no se aproximan a los reales. La circonita cúbica se puede recubrir con carbono similar al diamante para mejorar su durabilidad, pero una sonda térmica aún la detectará como CZ.
CZ prácticamente no tuvo competencia hasta la introducción en 1998 de la moissanita (SiC; carburo de silicio ). La moissanita es superior a la zirconia cúbica de dos formas: su dureza (8.5–9.25) y su baja SG (3.2). La primera propiedad da como resultado facetas que a veces son tan nítidas como las de un diamante, mientras que la última propiedad hace que la moissanita simulada sea algo más difícil de detectar cuando está desarmada (aunque aún lo suficientemente dispares como para detectarla). Sin embargo, a diferencia del diamante y la zirconia cúbica, la moissanita es fuertemente birrefringente. Esto se manifiesta como el mismo efecto de "visión borracha" que se observa en el rutilo sintético, aunque en menor grado. Toda la moissanita se corta con la mesa perpendicular al eje óptico para ocultar esta propiedad desde arriba, pero cuando se ve con un aumento con solo una ligera inclinación, la duplicación de las facetas (y cualquier inclusión) es fácilmente evidente.
Las inclusiones que se ven en la moissanita también son características: la mayoría tendrá tubos de crecimiento finos, blancos, subparalelos o agujas orientadas perpendicularmente a la mesa de la piedra. Es concebible que estos tubos de crecimiento puedan confundirse con orificios de perforación láser que a veces se ven en diamantes (ver realce con diamantes ), pero los tubos se duplicarán notablemente en moissanita debido a su birrefringencia. Al igual que el rutilo sintético, la producción actual de moissanita también está plagada de un tinte aún ineludible, que suele ser de un verde pardusco. También se ha producido una gama limitada de colores de fantasía, siendo los dos más comunes el azul y el verde.
Simulantes naturales
Los minerales naturales que (cuando se cortan) se parecen ópticamente a los diamantes blancos son raros, porque las trazas de impurezas generalmente presentes en los minerales naturales tienden a impartir color. Los primeros simuladores del diamante fueron el cuarzo incoloro (una forma de sílice , que también forma obsidiana , vidrio y arena ), cristal de roca (un tipo de cuarzo), topacio y berilo ( goshenita ); todos son minerales comunes con dureza superior a la media (7-8), pero todos tienen IR bajos y, en consecuencia, dispersiones bajas. Los cristales de cuarzo bien formados a veces se ofrecen como "diamantes", siendo un ejemplo popular los llamados " diamantes Herkimer " extraídos en el condado de Herkimer, Nueva York . El SG del topacio (3,50-3,57) también se encuentra dentro del rango de los diamantes.
Desde una perspectiva histórica, el simulador natural más notable del diamante es el circón. También es bastante duro (7.5), pero lo más importante es que muestra un fuego perceptible cuando se corta, debido a su alta dispersión de 0.039. El circón incoloro se ha extraído en Sri Lanka durante más de 2000 años; Antes del advenimiento de la mineralogía moderna , se pensaba que el circón incoloro era una forma inferior de diamante. Se le llamó "diamante Matara" por su ubicación de origen. Todavía se encuentra como un simulador de diamante, pero la diferenciación es fácil debido a la anisotropía del circón y la fuerte birrefringencia (0.059). También es notoriamente quebradizo y, a menudo, muestra desgaste en la faja y los bordes de las facetas.
Mucho menos común que el circón incoloro es la scheelita incolora . Su dispersión (0.026) también es lo suficientemente alta como para imitar al diamante, pero aunque es muy brillante, su dureza es demasiado baja (4.5-5.5) para mantener un buen pulido. También es anisotrópico y bastante denso (SG 5.9–6.1). La scheelita sintética producida mediante el proceso de Czochralski está disponible, pero nunca se ha utilizado ampliamente como un simulador de diamantes. Debido a la escasez de scheelita natural con calidad de gema, es mucho más probable que la scheelita sintética la simule que el diamante. Un caso similar es el cerusita de carbonato ortorrómbico , que es tan frágil (muy quebradizo con cuatro direcciones de buen escote) y suave (dureza 3.5) que nunca se ve engastado en joyería, y solo ocasionalmente se ve en colecciones de gemas porque es muy difícil. cortar. Las gemas de cerusita tienen un brillo adamantino, alto RI (1.804–2.078) y alta dispersión (0.051), lo que las hace atractivas y valiosas piezas de colección. Aparte de la suavidad, se distinguen fácilmente por la alta densidad de cerusita (SG 6,51) y la anisotropía con birrefringencia extrema (0,271).
Debido a su rareza, los diamantes de colores de fantasía también se imitan, y el circón también puede servir para este propósito. La aplicación de un tratamiento térmico al circón marrón puede crear varios colores brillantes: estos son más comúnmente azul cielo, amarillo dorado y rojo. El circón azul es muy popular, pero no es necesariamente estable en cuanto al color; La exposición prolongada a la luz ultravioleta (incluido el componente UV de la luz solar) tiende a blanquear la piedra. El tratamiento térmico también confiere mayor fragilidad al circón e inclusiones características.
Otro mineral candidato frágil es la esfalerita (mezcla de zinc). El material con calidad de gema suele ser de un amarillo fuerte a marrón miel, naranja, rojo o verde; su RI muy alto (2,37) y su dispersión (0,156) la convierten en una gema extremadamente brillante y ardiente, y también es isotrópica. Pero, de nuevo, su baja dureza (2,5–4) y su perfecta hendidura dodecaédrica impiden el amplio uso de la esfalerita en joyería. A dos miembros ricos en calcio del grupo de los granates les va mucho mejor: estos son la grossularita (generalmente naranja pardusco, rara vez incolora, amarilla, verde o rosada) y la andradita . Este último es el más raro y costoso de los granates, con tres de sus variedades: topazolita (amarillo), melanita (negro) y demantoide (verde), que a veces se ven en joyería. El demantoide (literalmente "similar a un diamante") ha sido especialmente apreciado como piedra preciosa desde su descubrimiento en los Montes Urales en 1868; es una característica notable de la joyería antigua rusa y Art Nouveau . La titanita o esfena también se ve en joyería antigua; Por lo general, tiene un tono de chartreuse y tiene un brillo, RI (1.885–2.050) y una dispersión (0.051) lo suficientemente alta como para confundirse con un diamante, pero es anisotrópico (una alta birrefringencia de 0.105–0.135) y suave (dureza 5.5 ).
Descubierta en la década de 1960, la rica variedad verde tsavorita de grossular también es muy popular. Tanto la grossular como la andradita son isotrópicos y tienen RI relativamente altos (alrededor de 1,74 y 1,89 respectivamente) y altas dispersiones (0,027 y 0,057), con los demantoides superiores al diamante. Sin embargo, ambos tienen una dureza baja (6.5–7.5) e invariablemente poseen inclusiones atípicas para el diamante; las "colas de caballo" de bisolita que se ven en el demantoide son un ejemplo sorprendente. Además, la mayoría son muy pequeñas, por lo general de menos de 0,5 quilates (100 mg) de peso. Sus lustres van desde el vítreo hasta la subadamantina, pasando por casi metálicos en la melanita generalmente opaca, que se ha utilizado para simular el diamante negro. Algunas espinelas naturales también son de color negro intenso y podrían servir para este mismo propósito.
Composicion
Debido a que el titanato de estroncio y el vidrio son demasiado blandos para sobrevivir al uso como piedra de anillo, se han utilizado en la construcción de simulantes de diamantes compuestos o de doblete . Los dos materiales se utilizan para la parte inferior (pabellón) de la piedra y, en el caso del titanato de estroncio, se utiliza un material mucho más duro, normalmente espinela sintética incolora o zafiro, para la mitad superior (corona). En los dobletes de vidrio, la parte superior está hecha de granate almandina ; por lo general, es un corte muy delgado que no modifica el color general del cuerpo de la piedra. Incluso ha habido informes de dobletes de diamante sobre diamante, en los que un emprendedor creativo ha utilizado dos pequeñas piezas en bruto para crear una piedra más grande.
En titanato de estroncio y dobletes a base de diamante, se utiliza un epoxi para adherir las dos mitades. El epoxi puede emitir fluorescencia bajo la luz ultravioleta y puede haber residuos en el exterior de la piedra. La parte superior granate de un doblete de vidrio se fusiona físicamente con su base, pero en él y en los otros tipos de dobletes generalmente se ven burbujas de aire aplanadas en la unión de las dos mitades. También es fácilmente visible una línea de unión cuya posición es variable; puede estar por encima o por debajo de la faja, a veces en ángulo, pero rara vez a lo largo de la faja misma.
El simulante compuesto más reciente consiste en combinar un núcleo de CZ con una capa exterior de diamante amorfo creado en laboratorio . El concepto imita efectivamente la estructura de una perla cultivada (que combina un cordón central con una capa exterior de recubrimiento de perlas), que solo se hace para el mercado de diamantes.
Ver también
- Diamante
- Claridad de diamante
- Color diamante
- Corte de diamante
- Realce de diamantes
- Fullereno
- Perla de imitación
- Propiedades materiales del diamante
- Diamante sintético
Notas al pie
- ^ "Detener diamantes de sangre" . Archivado desde el original el 22 de mayo de 2016.
- ^ "¿Por qué Diamond Replicas?" . Archivado desde el original el 12 de octubre de 2016 . Consultado el 11 de octubre de 2016 .
Referencias
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