Способ облагораживания алмазов

 

Изобретение относится к области обработки драгоценных камней, в частности обработке алмазов, и может найти применение в ювелирной промышленности и различных отраслях техники. Алмазы подвергают воздействию электронными пучками и отжигу. Отжиг осуществляют или при атмосферном давлении, или в среде инертного газа, или вакууме. Температура нагрева выбирается в зависимости от условий нагрева от 300 до 1900°С. Нагрев ведут в течение времени от 30 мин до нескольких часов. После обработки электронными пучками отжиг повторяют многократно до получения нужного оттенка. Способ позволяет получать алмазы красно-желтых и черного оттенков. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области обработки драгоценных камней, в частности алмазов, и может найти применение в ювелирной промышленности и различных областях техники, где применяют алмазы.

Из уровня техники известны различные способы улучшения качества кристаллов. Например, известен способ улучшения качества метаморфических алмазов, включающий обработку алмазов путем облучения рентгеновскими лучами при атмосферном давлении и комнатной температуре (RU 2080289 C1, C 01 B 1/06, C 30 B 33/04, 27.05.97). При этом получают определенные прочностные характеристики алмазов.

Известен способ окрашивания кристаллов природного берилла и изделий из них, включающий их облучение ионизирующим излучением и термообработку (RU 95103929/25, C 30 B 33/04, 20.08.96).

Известен способ облагораживания алмазов путем воздействия на них электронных пучков и отжига от нескольких минут до нескольких часов до придания им определенных оттенков (JP 02184600, C 30 B 33/04, C 01 B 31/06, C 30 B 29/04, 19.07.90).

Однако при облагораживании алмазов путем придания им определенной цветности возникают трудности с подбором параметров режима отжига, поскольку необходимо учитывать изначальные геммологические данные алмазов, наличие в них природных дефектов в виде микровключений, которые в процессе обработки могут выступить в качестве новых центров окраски, возможность полиморфного перехода алмазов в графит при обработке в вакууме при температуре около 1900^oC, что приведет к вспучиванию и растрескиванию.

Задачей данного изобретения является получение алмазов красно-желтых и черного оттенков с сохранением их прочностных характеристик.

Для этого алмазы подвергают воздействию электронными пучками и отжигу. Отжиг выполняют при температуре 300 - 1900^oC в течение времени от 30 мин до нескольких часов. Воздействуют электронными пучками 5 · 10¹⁵ - 5 · 10¹⁸ см^-2, и затем опять повторяют отжиг. Процесс повторяют неоднократно до получения нужной цветности алмаза. Отжиг до облучения также производят для придания алмазам необходимого стабильного оттенка от первоначального цвета. Выбор температуры подогрева зависит от того, в какой среде его производят, а именно: при атмосферном давлении отжиг выполняют при температуре до 590^oC, в атмосфере инертных газов или в вакууме при температуре 600 - 1100^oC, в сверхвысоком вакууме при температуре 1200 - 1900^oC с импульсным нагревом.

Технология способа заключается в следующем.

В окраске алмазов действует принцип цветового наложения, практически, по малярному колеру, осуществляется получение желаемого цвета смешиванием в образце природного цвета с "нанесенным" путем воздействия электронным потоком электронов в интервале 5 · 10¹⁵ - 5 · 10¹⁸ см^-2, в течение заданного времени. В атмосфере отжиг производят при температуре 590^oC в течение нескольких часов. Если отжиг проводить при более высокой температуре, то появляется нежелательный дефект, как округление острых кромок алмаза из-за поверхностной графитизации. Затем производят облучение и снова отжиг. Преобладающий цвет после температурного воздействия один из оттенков желтого, после этого производят воздействие электронными пучками и снова отжиг до получения необходимого оттенка.

Режимы обработки назначают в зависимости от предварительного цвета окраски алмаза. Так, например, облагораживали алмаз цвета "браун". После воздействия на него электронными пучками были получены новые центры окраски зеленых оттенков (оливковый). Отжиг производили в атмосфере в интервале температур 450 - 590^oC в течение нескольких часов с почасовым наблюдением. В результате был получен алмаз с устойчиво-желтым цветом.

Для получения канареечного цвета алмаза обработку проводили в вакууме при нагреве до 800^oC в течение нескольких часов, далее проводили воздействие электронными пучками в вакууме, затем опять нагревали импульсивно в вакууме при температуре до 800^oC, процесс повторяли многократно до получения канареечного цвета.

Для получения янтарных, или оранжевых, или розовых, или красных цветов обработку проводили следующим образом. В течение часа нагревали алмаз в вакууме или инертном газе до температуры 1200^oC и далее проводили кратковременный нагрев до температур 1700 - 1900^oC, при этом алмаз осветлялся на одну - две позиции цветности прейскуранта. Полученный цвет достаточно стабилен и не подвергается изменениям при повторных отжигах. Этот цвет брали за основу. Далее производили облучение алмаза потоком электронов с интегральным потоком 10¹⁷ см^-2, при этом образовывались необходимые по цветности новые центры окраски преимущественно зеленого цвета. При последующем отжиге получали алмазы заданных оттенков, в том числе черных с интегральным потоком, равным 5 · 10¹⁸ см^-2.

Формула изобретения

1. Способ облагораживания алмазов путем воздействия на них электронных пучков и отжига в течение времени от 30 мин до нескольких часов до придания им определенных оттенков, отличающийся тем, что воздействуют электронными пучками с интегральным потоком электронов в интервале 5 х 10¹⁵ - 5 х 10¹⁸ см^-2, а отжиг осуществляют или при атмосферном давлении, или вакууме, или в атмосфере инертных газов при 300 - 1900^oC, после чего опять воздействуют электронными пучками и подвергают отжигу, причем процесс повторяют многократно до получения заданной цветности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отжиг до облучения производят многократно до получения нужного оттенка.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отжиг осуществляют при атмосферном давлении при температуре до 590^oC.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отжиг осуществляют в атмосфере инертных газов или в вакууме при 600 - 1100^oC.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отжиг осуществляют в сверхвысоком вакууме при импульсном нагреве в интервале температур 1200 - 1900^oC.