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| Le sintesi
SINTESI DEL DIAMANTE
Da almeno trecento anni si fanno esperimenti per trasformare il carbonio in diamante e viceversa. Noi oggi sappiamo che il diamante brucia alla temperatura di 800 gradi centigradi, trasformandosi in biossido di carbonio.
Lavoiser, noto fisico francese, nel 1776 dimostrò che il diamante e la grafite avevano la stessa formula chimica ma struttura cristallina diversa. Il passo seguente fu quello di cercare di trasformare la grafite in diamante. Nel 1953 alcuni tecnici della compagnia svedese ASEA riuscirono nell'impresa grazie all'utilizzo di una particolare apparecchiatura che fornisce alte pressioni e alte temperature. I cristalli così ottenuti risultarono però di piccole dimensioni da 0,01 a 1,2 mm e potevano essere utilizzati solo come abrasivi per applicazioni industriali. In seguito altre ditte come la De Beers in Sud Africa e il Diamant Boart in Belgio e soprattutto la General Electric in America modificarono questo metodo ottenendo risultati migliori.
Negli anni '70 la General Electric ha messo a punto una nuova tecnica denominata " BELT- type apparatus" grazie alla quale è riuscita a produrre diamanti sintetici del peso di oltre un carato. Tuttavia il costo superava di gran lunga quello dei diamanti naturali.
La situazione è cambiata negli anni '80 quando la necessità di produrre cips in diamanti per computers ha finalizzato la ricerca verso la realizzazione di cristalli di diamanti sintetici sempre più grandi; leader in questo settore è diventata la compagnia giapponese Sumitomo che li ha commercializzati per prima.
E' doveroso però sottolineare che il colore non era mai interessante e che quelli con una buona saturazione in giallo erano i più facili da produrre.
Verso la fine degli anni '80 la compagnia americana General Electric è riuscita a produrre diamanti chimicamente puri (tipo II A) tendenzialmente incolori.
Risale a non molto tempo fa l'annuncio fatto da Thomas Chatham, titolare dell'omonima ditta specializzata nella produzione di gemme sintetiche, di voler iniziare la produzione di diamanti sintetici di qualità gemma con partners russi in Siberia. La sua dichiarazione di voler mettere in commercio diamanti sintetici del peso di oltre un carato a prezzi più bassi del 10% rispetto alle controparti naturali, causò un leggero shock presso i commercianti di diamanti.
Da allora però non si sa più nulla e probabilmente l'unica cosa reale resta l'idealizzazione di una nuova tecnica, nota come "termogradiente Bars" che ottiene le alte pressioni necessarie alla cristallizzazione del diamante non tramite una pressa gigante ma grazie all'iniezione di un liquido in una camera di compressione.
Il grande vantaggio di questo metodo è quello di risultare decisamente meno costoso dei precedenti.
L'utilizzo dei diamanti sintetici è solamente industriale ma non se ne esclude l'impiego in un futuro, non troppo lontano, anche nel settore della gioielleria.
Ma, i diamanti sintetici possono essere identificati e distinti dai naturali?
Attualmente l'identificazione è assai ardua se non impossibile da parte del gioielliere tipo, ma attuabile in laboratorio con analisi gemmologiche di routine.
Infatti, effetti ottici particolari come zone di crescita a croce o a clessidra, tipica fluorescenza verdastra a
croce più forte alle onde corte che non a quelle lunghe, inclusioni non riscontrabili in quelli naturali, un
significativo magnetismo e soprattutto uno spettro all'infrarosso caratteristico, sono tra le più frequenti e
diagnostiche analisi che permettono di distinguere il naturale dall'equivalente sintetico.
SINTESI DEL RUBINO
Attualmente sono in commercio rubini sintetici prodotti con vari metodi. Elenchiamo qui di seguito i più comuni.
Metodo di fusione alla fiamma (Verneuil) e metodo del tiraggio (Czochralski):
Sebbene siano due metodi diversi il materiale ottenuto presenta le stesse caratteristiche. Rubini prodotti con questo metodo sono in commercio sin dai primi del 900. Presentano caratteristiche fisico-ottiche del tutto simili ai naturali e solo un'analisi al microscopio ci permette una facile individuazione. Il materiale ha un basso costo di produzione.
Inclusioni caratteristiche di queste gemme sono: strie curve di accrescimento, bolle gassose di varia forma, anche
molto piccole disposte a "nuvola", fratture da tensione.
Metodo in fondente:
i cristalli ottenuti con questo metodo comportano al gemmologo una individuazione più problematica. Le caratteristiche fisico-ottiche sono le stesse del naturale e le stesse inclusioni, alcune volte, possono essere simili e non prestarsi ad una facile individuazione.
Le inclusioni caratteristiche sono: inclusioni lamellari di aspetto metallico di platino in forme geometriche, linee di accrescimento rettilinee e parallele del tutto simili a quelle proprie delle gemme naturali, inclusioni di fondente a forma di "velo" spesso contorte, inclusioni a due fasi inglobate nei veli di fondente, cristalli negativi di forma geometrica, inclusioni a "polvere", inclusioni cristalline di nutriente.
Principali ditte produttrici Chatam, Kashan e Ramaura (U.S.A.), Douros (Grecia), Knischka (Austria).
Il costo delle gemme ottenute con questo metodo è abbastanza elevato e per una qualità medio-alta è superiore
sempre alle 100.000 al ct.
SINTESI DELLO ZAFFIRO
Come per il rubino lo zaffiro sintetico più comune è quello ottenuto con il metodo Verneuil e presenta le stesse caratteristiche quali bolle tondeggianti, a fiasco, a siluro e le strie curve che a differenza del rubino Verneuil sono più o meno larghe, sfumate e irregolari.
Si ricorda la fluorescenza azzurrastra, o bianco verdastra, "farinosa" di questa sintesi agli ultravioletti ad onda corta.
L'altro tipo di sintesi, analogo a quello usato per il rubino è quello basato sulla cristallizzazione in fondente, ma a tutt'oggi non ha ancora avuto un impulso commerciale adeguato, e questo è in principalmente dovuto agli alti costi di sintesi, alla difficoltà nell'ottenere materiale di notevoli dimensioni che al contrario del rubino in natura è possibile rinvenire e per ultimo dalla temibile presenza sul mercato di zaffiri "termodiffusi" il cui costo in alcuni casi è minore rispetto a quello dei sintetici.
Le inclusione ad ogni buon conto sono le stesse che si possono notare nel rubino quali ad esempio piume di fondente
costituite da "goccioline" più o meno allungate, laminette piatte di crogiolo, solitamente platino a contorno generalmente
esegonale, triangolare, irregolare (tipo bacchettine).
SINTESI DELLO SMERALDO
Attualmente in commercio esistono due tipi smeraldi sintetici: quelli ottenuti con il metodo della cristallizzazione in fondente e quelli ottenuti con il metodo idrotermale.
Le ditte Gilson, Chathan e Zerfas sono tra le più importanti per la produzione con il metodo di cristallizzazione in fondente.
I cristalli ottenuti con questo metodo in genere tendono ad avere, anche se di poco, un peso specifico, un indice di rifrazione e una birifrangenza in genere inferiore a quella dei naturali.
In generale questi sintetici al filtro chelsea presentano un colore rosso più intenso e ai raggi ultravioletti una
fluorescenza rossa più marcata. Ma è al microscopio che si possono notare le differenze più diagnostiche rispetto ai
naturali infatti tipiche di questo metodo sono :
- inclusioni cristalline di fenacite, con aspetto prismatico o arrotondato;
- inclusioni lamellari di platino;
- inclusioni di fondente, anche con aspetto a "velo" o "bandiera", anche con bifasi
- linee di accrescimento rettilinee e parallele;
- strutture e piani di crescita;
- zonature di colore.
Tra le ditte produttrici di cristalli ottenuti con metodo idrotermale le più importanti sono Lechleitner, Linde, una non meglio identificata casa produttrice russa e per ultimo sicuramente la più famosa è quella che presenta una più forte espansione sul mercato la ditta Biron (Australia).
Le caratteristiche fisico ottiche delle gemme ottenute con questo metodo sono del tutto sovrapponibili a quelle tipiche delle gemme naturali e quindi una precisa e attenta analisi di queste non c'è di nessun conforto nell'individuazione della sintesi.
E' solo grazie a un'approfondito esame al microscopio che si può arrivare all'individuazione certa della sintesi.
Le caratteristiche interne sono infatti:
- inclusioni cristalline di fenacite, anche con aspetto a chiodo;
- seme cristallino;
- inclusioni liquide anche con bifasi;
- linee di accrescimento rettilinee e parallele;
- strutture di crescita, anche con tipico aspetto ad "impronta di pneumatico" o a "punta di lancia";
- zonature di colore.
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