Thứ Sáu, 28 tháng 2, 2020

So sánh kim cương tự nhiên và kim cương tổng hợp CVD

Kim cương tự nhiên và kim cương tổng hợp CVD trong phòng thí nghiệm có những đặc tính về hóa học, vật lý như nhau nhưng lại có sự chênh lệch giá khá lớn. Làm thế nào để nhận biết được kim cương tự nhiên và kim cương tổng hợp CVD.


Quá trình hình thành của kim cương tự nhiên

Tinh thể kim cương tự nhiên được hình thành trong quá trình kéo dài hàng triệu năm thậm chí hàng tỷ năm sâu bên trong trái đât hàng trăm km với điều kiện nhiệt độ và áp suất cao.

Chúng ta chỉ có thể khai thác được kim cương tự nhiên khi nó được mang lên nhờ việc phun trào núi lửa.

Những núi lửa này thường có dạng ống (pipe) thẳng đứng, thành phần chủ yếu là đá phun trào kimberlite.

Hàm lượng kim cương trong kimberlite rất thấp, có thể chỉ một phần triệu vì vậy phải khai thác một lượng rất lớn quặng mới thu hồi được kim cương.

Việc khai thác kim cương thiên nhiên không hề dễ dàng và khá nguy hiểm. Hơn thế nữa chỉ có 20% kim cương tự nhiên được khai thác đạt đủ tiêu chuẩn 4C để sử dụng trong việc chế tác trang sức.

Chính vì thế mà kim cương thiên nhiên trên thị trường hiện nay là loại đá quý đắt nhất thế giới.

Kim cương tổng hợp CVD

Kim cương tổng hợp CVD là kim cương được tạo ra bằng phương pháp tích tụ hơi hóa học (CVD- chemical vapor deposition)

Ở phương pháp này kim cương được tăng trưởng từ khí có chứa nguyên tử carbon (như là methan) bên trong buồng chân không. Một nguồn năng lượng (chùm microwve) được sử dụng để bẻ gãy liên kết giữa các phân tử khí và nguyên tử carbon rớt xuống dưới tấm mầm. Quá trình kết tinh này diễn ra trong khoảng vài tuần để tạo ra nhiều tinh thể cùng lúc.

Việc sản xuất kim cương tổng hợp CVD trên thực tế không hề đơn giản, đòi hỏi máy móc, thiết bị nhà xưởng phức tạp chính vì thế mà giá thành cũng không hề rẻ.

Kim cương tổng hợp CVD trên thị trường hiện nay có giá thành thường bằng ½ kim cương tự nhiên.

Hệ thống phân loại kim cương (theo thành phần hóa học)

Các nhà khoa học đã chia kim cương thành hai nhóm chính là loại I (type I) và loại II (type II) dựa trên sự khác nhau về độ trong suốt dưới tia cực tím, và tạp chất nitrogen. Kim cương loại I có chứa nitrogen và kim cương loại II không có chứa nitrogen


Mỗi loại sẽ chia thành hai nhóm phụ dựa vào cách sắp xếp của nguyên tử carbon (và tạp chất) trong cấu trúc tinh thể kim cương.

Hầu hết kim cương thiên nhiên thuộc loại Ia còn kim cương tổng hợp thường thuộc các loại Ib, IIa và IIb, đây là những loại hiếm trong tự nhiên.

Cách nhận biết kim cương thiên nhiên và kim cương tổng hợp CVD

Về tính chất hóa học, vật lý kim cương tổng hợp hoàn toàn giống kim cương tự nhiên chỉ khác chủ yếu ở nguồn gốc xuất xứ tự nhiên và nhân tạo.

Yếu tố
Kim Cương Tự Nhiên
Kim cương tổng hợp CVD
Thành phần hóa học
C
C
Trọng lượng riêng
3.52
3.52
Chiết xuất
2.417
2.417
Độ cứng
10
10
Tính dẫn nhiệt
Dẫn nhiệt tốt
Dẫn nhiệt tốt
Nguồn gốc
Tự nhiên
Nhân tạo

Do quá trình thời gian và nhiệt độ tăng trưởng của kim cương tự nhiên lâu và cao hơn nên kim cương thiên nhiên tăng trưởng dạng bát diện, và trên 95% kim cương thiên nhiên thuộc loại Ia.

Còn kim cương tổng hợp tăng trưởng tinh thể có mặt bát diện và mặt lập phương, chỉ thuộc loại Ib, IIa, IIb không có loại Ia.

Hiện nay có nhiều loại máy móc hiện đại hơn và đạt tiêu chuẩn quốc tế được dùng để nhận biết kim cương tổng hợp CVD như DiamondSure, DiamondView, Diamond Check,…. Mỗi loại máy sẽ có một công nghệ khác nhau để phân biệt hai loại kim cương này.

Cần lưu ý rằng kim cương tổng hợp CDV không phải là kim cương giả mà là kim cương được tăng trưởng trong môi trường phòng thí nghiệm. Khác biệt hoàn toàn với những loại đá mạo danh kim cương khác trên thị trường.

Bạn nên xem thêm:

1 nhận xét: