Современные диагностические подходы к идентификации синтетических бриллиантов
проф. Дронова Нона Дмитриевна
Доктор технических наук, профессор кафедры «Ювелирное искусство», Высшая школа народных искусств

Аннотация

Развитие технологий выращивания синтетических алмазов требует не только совершенствования процессов синтеза, но и внедрения надежных методов диагностики для различения природных и искусственных камней. В данной статье рассмотрены современные спектроскопические, визуальные и изотопные методы, а также подчеркнута перспектива применения искусственного интеллекта для автоматизации обработки диагностических данных.

1. Введение

С увеличением объемов синтеза алмазов возрастают требования к их идентификации. Современные методы спектроскопии, фотолюминесценции, инфракрасного анализа и масс-спектрометрии позволяют надежно отличить природные камни от HPHT- и CVD-алмазов. Однако каждый метод имеет ограничения, и только комплексный подход позволяет достичь высокой точности.

2. Спектроскопические методы (UV-Vis-NIR, FTIR)

Для ультрафиолетовой, видимой и ближней ИК-спектроскопии важны характерные пики, связанные с дефектами.

  • HPHT-алмазы часто проявляют пик 415 нм, связанный с N3-центрами.
  • CVD-алмазы характеризуются пиком около 737 нм из-за вакансий кремния.
  • Различия между агрегированным и одиночным азотом можно установить с помощью FTIR: природные алмазы типа Ia имеют A- и B-центры, синтетические типа Ib — одиночные атомы азота, пик при 1130 см⁻¹.

3. Фотолюминесценция

Типы светоизлучающих центров зависят от условий роста.

  • CVD-алмазы могут демонстрировать синее свечение от B-центров (бор).
  • Природные чаще светятся зеленым или желтым из-за N-центров.
    Для возбуждения люминесценции эффективно применять лазеры с умеренной длиной волны (532–633 нм).

4. Катодолюминесценция и рентгеновская топография

HPHT-алмазы демонстрируют зональное свечение и четкие границы зон роста.

  • CVD-алмазы показывают слоистую структуру, обусловленную послойным осаждением.
  • Рентгеновская топография позволяет выявить однородность синтетических алмазов и сложные деформационные узоры в природных, вызванные тектоническими процессами.

5. DiamondView и особенности флуоресценции

Диагностика при помощи DiamondView Imaging подчеркивает различия во флуоресценции:

  • CVD-алмазы — синяя флуоресценция с полосами при коротковолновом УФ.
  • Природные — жёлтая или зелёная, часто с нерегулярным рисунком.

6. LIBS и масс-спектрометрия

  • Метод лазерной испарительной спектроскопии (LIBS) позволяет определить металлические включения (Fe, Ni) в HPHT-алмазах, отсутствующие в природных.
  • Изотопный анализ углерода показывает, что природные алмазы имеют δ¹³C от -5‰ до -10‰, у синтетических (особенно CVD) значение ближе к 0‰, что отражает использование технического графита.

7. Ограничения и необходимость комплексного подхода

Термическая обработка (например, отжиг) может маскировать признаки синтетического происхождения. Ни один метод не дает абсолютной уверенности. Особенно трудны в диагностике синтетические алмазы с низким содержанием азота.

Заключение

Идентификация синтетических алмазов требует многопрофильного подхода с применением спектроскопии, фотолюминесценции, топографии и изотопного анализа. В будущем ключевую роль сыграет внедрение искусственного интеллекта и автоматизация анализа данных, что обеспечит высокую точность и оперативность диагностики.