Природные черные алмазы (Fancy Black diamonds) имеют точно такое же происхождени…
Природные черные алмазы (Fancy Black diamonds) имеют точно такое же происхождение, как и другие алмазы. Сформированные на больших глубинах, при высоких температурах и давлении, и затем вынесенные на поверхность, "трубками взрыва", черные алмазы по своим свойствам совершенно идентичны остальным алмазам. Их основное отличие заключается в таком сильном насыщении примесями и включениями, что их оттенок принимает такой темный тон, что кажется нам черным.
Существует несколько различных причин цвета природных черных алмазов: внутренние включения (такие как графит, неуглеродные кристаллические включения и облака, пятна высокой плотности облучения вдоль определенных поверхностей или трещин (обычно способствующие более темному внешнему виду) и в редких случаях очень высокое поглощение в большей части видимого спектра, что является результатом атомных или расширенных дефектов решетки.
А теперь поподробнее:
• Кристаллические включения—основным таким включением является графит. Среди неуглеродистых включений влияющих на черный цвет алмазов встречается магнетит, гематит и самородное железо
• Облака—Эти образования отличаются от обычных включений, своим размером. Облака обычно описываются как скопление крошечных точечных включений. Они могут различаться по плотности (и, следовательно, прозрачности), и некоторые примеры показывают четкий контур, в то время как другие равномерно распределены по кристаллу алмаза При 10-кратном увеличении морфология отдельных точек, составляющих «облако», не может быть различима. Состав облаков обычно идентифицируется как графит. Кроме того, эти облака часто связаны с большим количеством водорода в ИК-спектрах.
• Пятна от радиации—Пятна от радиации на поверхности алмаза, возникающие в результате физического контакта с источником радиации, могут выглядеть как зеленые или коричневые, в зависимости от последующего температурного воздействия, поскольку зеленые пятна от радиации обычно становятся коричневыми при температуре ~550 °. Хотя они не всегда встречаются в черных алмазах и обычно наблюдаются в сочетании с включениями и облаками, , иногда можно увидеть обильные коричневые пятна от радиации в сильно трещиноватых алмазах (особенно из Маранге. Зимбабве). Когда в камне присутствует достаточно трещин, заполненных пятнами, он имеет очень темный общий вид. Однако, если посветить ярким светом сзади алмаза (т. е. проходящим светом), можно увидеть зеленый или коричневый вид из-за пятен от радиации.
• Дефекты поглощения—Хотя эта причина цвета более распространена среди обработанных алмазов, выраженное поглощение в большей части видимого спектра из-за высокой концентрации атомных или протяженных дефектов может привести к фантазийному черному цвету. Когда камень рассматривается через павильон, в зависимости от дефекта он часто может казаться фиолетовым или зеленым, хотя цвет лицевой стороны — фантазийный черный. Если бы поглощающий дефект имел более низкую концентрацию или камень имел меньший размер, алмаз мог бы получить соответствующее описание цвета вместо фантазийного черного.
• Поликристаллические агрегаты алмаза. Это зернистые агрегаты (сростки), называемые бортом и карбонадо, часто гранят и выдают как «черные бриллианты».
Борт—это поликристаллические, разной зернистости, неправильной формы образования, иногда очень плотные. Цвет образований от серого до черного, в связи с большим количеством черных включений, в виде графита , сульфидов и др.
Карбонадо — это природный поликристаллический алмазный материал, состоящий из случайно ориентированных кубических микрокристаллов (размером около ~5–20 мкм). Совокупный эффект этих микрокристаллов вместе с включением неалмазного углеродного материала заключается в том, что карбонадо выглядит непрозрачным и, как правило, черным, серым или коричневым. Карбонадо был обнаружен только в Бразилии и Центральноафриканской Республике и способ его образования остается неизвестным. Было предложено несколько теорий относительно того, как возник этот материал, такие как спекание в земной коре и потенциально внеземное происхождение. Особая поликристаллическая структура карбонадо сильно затрудняет его огранку и особенно, полировку.
Существует много методов создания черного цвета в алмазах.
Это прежде всего метод интенсивной обработки облучением. При более низких дозах это облучение обычно придавало алмазу причудливый голубоватый или зеленый цвет, но чрезвычайно высокие дозы облучения создают так много дефектов поглощения света, что камень имеет очень темный вид. Было обнаружено, что некоторые из этих исторически обработанных алмазов испускают измеримую радиоактивность. Алмазы, которые были сильно облучены часто демонстрируют темно-зеленоватый вид при исследовании через павильон с волоконно-оптическим светом, но кажутся причудливо черными, если смотреть лицевой стороной вверх. Они имеют темно-коричневый вид, если отожжены после обработки облучением.
Сегодня наиболее распространенным методом создания черного цвета является нагревание алмаза до высоких температур в вакууме, чтобы обеспечить проникающую графитизацию уже существующих трещин или включений. Это делается на сильно трещиноватых алмазах или на алмазах, которые содержат обильные облака микровключений и часто изначально имеют сероватый вид
Также, некоторые алмазы, выращенные методом CVD, которые были изготовлены с такой высокой концентрацией центров азотных вакансий (NV), что они кажутся фантазийно-черными, хотя в интенсивном проходящем свете кажутся красноватыми