Synthetische Diamanten
Synthetische Diamanten können bereits seit den 50er Jahren des vorigen Jahrhunderts hergestellt werden. Zunächst ausschließlich für industrielle Anwendungen erzeugt, finden sie mit fortschreitender Verbesserung der Qualität auch in der Schmuckproduktion Verwendung.
Synthetische Diamanten für Schmuckzwecke werden derzeit mit zwei verschiedenen Verfahren hergestellt:
- HPHT
- CVD
Das HPHT Verfahren
Das sogenannte HPHT Verfahren (Hochdruck-Hochtemperatursynthese) wurde in den 1950er Jahren entwickelt.
Als Ersten gelang es Erik Lunblad (ASEA) im Jahr 1953 kleinste Diamantkristalle herzustellen. Die Errungenschaften des schwedischen Unternehmens wurden allerdings erst später der Öffentlichkeit bekannt. So waren es Forscher der Firma General Electric, deren Jahrzehnte lange Arbeit im Jahr 1954 zum Erfolg führte, die zunächst als Pioniere der Diamantherstellung in die Geschichte eingingen.
Mithilfe großen Drucks und unter hohen Temperaturen wird Graphit (hexagonaler Kohlenstoff) aufgeschmolzen. Dieser setzt sich als Diamant (kubischer Kohlenstoff) auf einem Keimkristall ab. Um die sehr träge Reaktion des Umformungsprozesses in Gang zu setzen, sind neben großem Druck und hoher Temperatur auch Katalysatoren wie Nickel oder Eisen sowie weitere Flussmittel nötig.
In modernen Hochdruckpressen (wie zB. Belt-, Bars- oder Kubik-Pressen) werden heute bei 1400°C und rund 50 Kbar in etwa jene Bedingungen erzeugt, die auch im Erdmantel bei der Entstehung natürlicher Diamanten vorherrschen.
So können derzeit ca 0,035ct Diamant in Schmuckqualität pro Stunde hergestellt werden.
Das CVD Verfahren
In den letzten 10 Jahren wurde das CVD (Chemical Vapor Deposition, Chemische Gasphasenabscheidung) weiterentwickelt. Hier werden mit Hilfe hoher Temperaturen und mit niedrigem Druck in einer Vakuumkammer synthetische Diamanten hergestellt. Dabei wird kohlenstoffhaltiges Gas (Methan) in die Vakuumkammer eingelassen, daraufhin zerfallen die Gasmoleküle in ihre atomaren Bestandteile. Dies führt dazu, dass sich die Kohlenstoffatome auf einer flachen Diamantsubstratplatte ablagern. So bilden sich dort – Schicht um Schicht – flache, quadratische, synthetische Diamantkristalle.
Analyse-Methoden
Synthetische Diamanten besitzen aufgrund der verkürzten Wachstumsdauer Merkmale, die von diagnostischem Wert sind und sie von natürlichen Diamanten unterscheiden.
Natürliche Diamanten bilden bei ihrer Entstehung Kristalle in Form von
- Würfel,
- Oktaeder oder
- Rhombendodekaeder.
Diese Formen kommen bei den genannten synthetischen Herstellungsverfahren nicht vor.
- HPHT-Synthesen kristallisieren in Form sogenannter „Kubo-Oktaeder“, Mischkristalle aus Würfel und Oktaeder.
- CVD Synthesen zeigen aufgrund der Kristallbildung in schichtartigen Lagen, lediglich plättchenförmige Kristalle.
Da die Morphologie den gesamten Kristall durchdringt, ist sie auch in geschliffenen Steinen nachzuweisen.
Lumineszenz
Mithilfe von Mikroskopen und UV-Licht können Gemmologen die Wachstumsstrukturen erkennen. Weiterführende, energiereiche Analyseverfahren, wie die Kathodenlumineszenz, liefern in Edelsteinlaboratorien sehr exakte Ergebnisse.
Typenklassifizierung
Diamanten werden auch nach ihren inneren Strukturen und eingelagerten Fremdatomen klassifiziert. Während sich in Typ-1-Diamanten eingeschlossene Stickstoff-Atome finden, verfügen Typ-2-Diamanten über praktisch keine Stickstoff-Atome.
Mit Untersuchungsgeräten wie dem D-Screen© von HRD oder dem DiamondSure™ von DeBeers können erste, grundsätzliche Unterscheidungen hinsichtlich der Typen getroffen werden.
Die Untersuchungsergebnisse zeigen alle natürlichen Diamanten als solche an. Lediglich jene Diamant-Typen, die sowohl natürlichen als auch synthetischen Ursprungs sein können, werden mit dem Hinweis auf Notwendigkeit weiterführender Untersuchungen ausgewiesen.
Der Diamant Club Wien verfügt über beide genannten Geräte. Sie stehen den Mitgliedern in den Klubräumlichkeiten zur Verfügung.
Weiterführende Untersuchungen erfolgen mithilfe von Infrarotspektroskopie und Ramanspektroskopie in Analyse-Labors.
Behandlungen von Diamanten
Seit Beginn der Schmuckerzeugung, waren Menschen immer darauf bedacht, verschiedenste Materialien zu verändern um deren Aussehen zu verbessern. Zu diesen Behandlungen gehören einfache Schliffe, das Ölen und Färben sowie mittlerweile auch modernste Lasertechnologien und Hochdruck-Behandlungen.
So mag es nicht verwundern, dass auch der Diamant immer wieder Behandlungen unterzogen wird, die sein Aussehen und seinen Wert verbessern sollen.
Die fortlaufende Entwicklung des Diamantschliffs hat immer bessere optische Effekte hervorgebracht. Nichtsdestotrotz hat man schon früh Diamanten unter anderem mit Folien hinterlegt, um einerseits die Lichtausbeute und, in manchen Fällen, auch die Farbe der Steine zu verbessern. Heute gibt es eine Vielzahl an technischen Möglichkeiten, Diamanten zu behandeln. Diese reichen von Farbüberzügen (sog. Coating) über Laserbohrungen und Rissfüllungen bis zu Bestrahlungen und HPHT-Behandlungen (Hochtemperatur- und Hochdruck-Behandlungen)
„Der Diamant Club Wien legt höchsten Wert auf eine umfassende Transparenz und die völlige Offenlegung im Hinblick auf die Herkunft, Verarbeitung und Behandlung von Diamanten.“
KR Wilfried Haas, Ehrenpräsident
Die Offenlegung von Behandlungen
Bei der Betrachtung von Behandlungen muss man generell zwei grundlegende Richtungen unterscheiden:
Zum einen sind dies Behandlungen, die als üblich gelten und keinerlei besonderen Hinweis bedürfen. Darunter fallen z.B. das Polieren und Ölen.
Eine Reihe weiterer Veränderungen verlangt aber einen wesentlich sensibleren Umgang. In diesen Fällen unterliegen die Behandlungen einer strengen Offenlegungspflicht. Zu diesen gehören v. a. folgende Veränderungen.
Verbesserung der Farbe von Diamanten
Coating
Bei dieser Technik werden Diamanten im bereits geschliffenen Zustand mit einer dünnen Schicht aus Metalloxiden oder auch Kunststoffen überzogen.
In manchen Fällen wird auch auf Diamant-Imitationen eine Schicht von synthetischem Diamant aufgetragen – in diesem Fall ist ein erneutes Schleifen und Polieren unerlässlich.
Bestrahlung
Die natürliche Radioaktivität kann dazu führen, dass Diamanten mit einer Grünfärbung entstehen. Mit diesem Wissen wurden bereits Anfang des 20. Jahrhunderts Versuche der künstlichen Bestrahlung von Diamanten durchgeführt. Heute haben sich zwei Verfahren durchgesetzt, die zu einer durchgehenden und einheitlichen Färbung führen. Dabei entstehen Farben wie Blau und grünlich-Blau sowie Grün und Dunkelgrün. Abhängig von der Farbe des Ausgangsmaterials können in Kombination mit einer Wärmebehandlung weitere Farben entstehen. Da die heute verwendeten radioaktiven Substanzen nur sehr geringe Halbwertszeiten haben, ist sichergestellt, dass alle Steine im Handel keine Radioaktivität mehr aufweisen.
HPHT-Behandlungen
HPHT steht für High Pressure – High Temperature. Manche Diamanten verändern ihre Farbe wenn sie großem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt werden. So entstehen z.B. blaue, grünliche, gelbe aber auch farblose Diamanten
Verbesserung der Reinheit von Diamanten
Rissfüllung
Risse, die bis an die Oberfläche eines Steines reichen, können mit hoch-lichtbrechenden Flüssigkeiten gefüllt werden. Die Reinheit kann so deutlich verbessert werden. Da diese Veränderung aber nicht permanent ist, ist im Umgang mit solchen Steinen größte Vorsicht geboten. Zudem werden Steine, die dieser Behandlung unterzogen wurden, von manchen Edelsteinlabors nicht zertifiziert.
Laserbohrungen
Einschlüsse, die nicht durch oberflächliche Risse erreicht werden können, werden mit Hilfe von Lasern angebohrt. Anschließend werden dunkle Einschlüsse aufgelöst und, in den meisten Fällen, mitsamt den Bohrkanälen mit hoch-lichtbrechenden Flüssigkeiten gefüllt.
„Alle Mitglieder des Diamant Club Wien sind an strengste Vorgaben, was Transparenz und Integrität betrifft, gebunden. Sie bieten fachkundige Beratung auf höchstem Niveau und garantieren – neben der Konfliktfreiheit – auch eine umfassende Offenlegung.“
Michael Barth, Vize-Präsident