ジュエリーコンシェルジュ原田信之

原田信之 所有されているジュエリーの活用方法をアドバイスする株式会社ジュエリーアドバイザー アンド ギャラリー JAAG(ジャーグ)の代表のブログ。オークションの査定や百数十回に及ぶ宝石の海外買い付け、ジュエリーのプロデューサーとしての経験を生かして、相続や売却、資産性のある宝石の購入のアドバイスをします。

2013年04月

合成ダイヤモンド (5)

合成ダイヤモンドまとめ

○鑑別の決め手は成長構造
天然のダイヤモンドは立体的に成長する。
気の遠くなるような時間をかけて成長。
途中で成長が止まったり、圧力がかかることもあり成長の履歴一つ一つが異なる。
これはまるで木の年輪のようなもの。
これらの特徴を数多く見ることにより天然のダイヤモンドを理解することが重要。

○鑑別の重要性が高まる
現時点では天然と合成の鑑別は可能、但し鑑別に必要な機材は高額なため資金力が必要。機材があっても出た結果を判断できる高度にトレーニングされたオペレーターも不可欠な要因。
この条件に耐えうるラボは限られてくるであろう。
また少し訓練すれば誰でも出来るグレーディングだけのラボは存在意義を失うであろう。

○小粒ダイヤモンドはトレーサビリティ(traceability追跡可能性)が不可欠
鑑別は可能だが、小粒でも大粒でもかかる費用に大きな違いはない。
メレーダイヤモンドのような小粒で大量に使われるもの一粒、一粒を鑑別していくのは費用の面から非現実的。
宝石は原石の段階では天然と合成の違いが一目瞭然なので、どこから採れた原石を誰が研磨したか証明できるトレーサビリティを確立するのが現実的。
これはレストランや食品加工業者が仕入れた肉の識別番号を記録しておいて要請があれば提出できる体制と同じことが必要になる。
企業の姿勢が問われるため、それが出来ているブランドであるかが問われる。
現在、DTC(De Beers)が0.01カラットサイズまで鑑別できる機械を開発中だが、正確性と処理能力を高めるにはまだ時間がかかると見られるので、新産についてはトレーサビリティの確立が現実的。

○恐れず、騒がず、勉強を。
悲しいかな新しい処理や高度な合成石の登場はなくならない。
まず大自然が気の遠くなるような時間をかけて創造した宝石と、人間が効率を求めて作る合成石は全く異なることを認識する。
鑑別は常に後追いなので当初は混乱もあるが、恐れず、騒がず、常に新しい情報を得て行動することが大切。
また鑑別に頼らず、それぞれの宝石の出現率を体感して直観力を研ぎ澄ますことがプロには必要。
急に量が増えてきたり、安物が出回ってきたらおかしいと思わなくてはならない。



合成ダイヤモンド以上。

合成ダイヤモンド (4)

CVD(Chemical Vapor Deposition: 化学気相蒸着法)
高い圧力を必要としないため小型な設備でも製造でき高温高圧法と比較して費用も大幅に低くできる
比較的最近の技術で以下のように歴史は浅いが、技術進歩が目覚しく精度が急激に上がっていて鑑別が容易くなくなってきている。量産によるコストダウンのスピードも速い。

〈歴史〉
2003年 Appolo Diamonds社 宝石品質生産成功(ブラウン)
2006〜2007年 無色E〜H 0,15〜0.30ctサイズ
2009年 Appolo Diamonds社 無色からピンク作る
2011年 Gemesis社 0.24〜0.90cts Colorless〜Near colorless IF〜VS ネットで買うことが出来る。
2011年 SCIO社CVDを販売、Appolo Diamonds社を買収。
     現在では確認しているだけで2社がCVDを小売販売している。

《製造方法》
・圧力:真空に近い状態(-1/10) *天然は地下150キロ5万気圧1,600〜1,800度
・温度:800-1,000度
・真空に近い状態した装置の中を800から1,000度に加熱して水素ガスとメタンガスをマイクロ波からのエネルギーでプラズマ化して種結晶の上に層状にダイヤモンドを成長させる。
・成長:1時間30ミクロン、1週間で5-6ミリ (成長速度を速めることで1週間で1センチ以上も可能)
・種結晶:1×1センチ (40-50個まで一度に置くことが出きる機械もある)将来は数が増えていく。
 筑波大学では1×1インチ、2×2インチも可能
・デビアスでも研究のために無色からブルー、1カラットまで製造。
・Typeaのブラウンを高温高圧装置を用いて色を薄くしてカラーレスに近づける。
 (天然のブラウンの色の起源は格子欠陥だが、CVDはダイヤモンドに成りきれなかったカーボン)

CVD構成要素(Gems & Gemology GIAより)

CVD Components


CVD装置(SCIO)

CISCO VACUUM CVD


成長の様子(SCIO)

cvd diamond



《市場にあるCVD Synthetic Diamond》
サイズ:0.24〜1.0cts *GIAに持ち込まれた最大のCVDダイヤモンド:MQ 2.16ctd J-K SI2(2013年1月末)
カラー:Colorless-Near colorless E-H
クラリティ:IF-VS
タイプ:Typea

〈鑑別法〉
・イレギュラー ブラック インクルージョン・・・ダイヤモンドに成りきれなかったグラファイト
・非常に強いひずみがある。高い干渉色
・赤色の蛍光(天然には殆どないが、HTHP処理で緑色の蛍光になる。最近では青色も出てきた)
・成長方向:天然は立体的に成長するが、CVDは重ねるように一方向に成長。最も重要な鑑別法。
Diamond View by DTC(De Beers)
DiamondView byDTC

・水素:天然でも入っているが、赤外分光で異なるピークを示すが、HTHP処理で天然と同様になる。
    赤外領域で、天然は3107nm、CVDは3123nmに吸収がある。
・シリコン:製造装置のガラスの蓋がエッチングされてシリコンが入り込むのでシリコンの有無もCVDの特徴に
なるが、天然でも稀に入ることがあるので、その場合は成長方向を組み合わせて確認。最近ではシリコンが入らないCVDも出てきているとも言われているので要注意。
・CVD=Typea YesでもありNoでもある。ほんの僅かに窒素が入っているが、ほぼTypeaに近い
・CVDをHTHP処理すると強い燐光が出るのか分かっていない。


〈まとめ〉
・合成を鑑別するには「天然を理解する」
・多くのデータを集める
・簡単に早く鑑別できる機械を開発する
・良くトレーニングされたオペレーターが不可欠

合成ダイヤモンド (3)

HPHT(High Pressure High Temperature高温高圧法)
自然界に近い高温高圧の環境を作り出すので設備が大規模になり高額な資金が必要

《製造方法》
・圧力:5.0〜6.5ギガパスカル
・温度:1,350〜1,800度
・溶媒:鉄、ニッケル、コバルト・鉄、ニッケルなどを触媒とし、装置内の上部に原料となる炭素を下部にダイヤモンドの種結晶を置き高温高圧で結晶化させる

Gemesis社のHPHT装置

HPHT Gemesis


《市場にあるHPHT Synthetic Diamond》
・サイズ:0.01〜4cts 
4.09ct Fancy Vivid Yellow-Orange VS1 (GIAでグレーディングした最大のもの)
・カラー:Colorless〜Near colorless (EFGHI)無色は時間がかかる。0.4〜0.8ct
Fancy color (Yellow, Orange, Blue, Pink, Red, Green)
・クラリティ:VVS-I
・タイプ:Typea, b, a, b

〈鑑別法〉
・Metal inclusion:ニッケル、鉄、コバルト
・Internal color zoning:八面体に平行に成長した領域と六面体に平行に成長してきた領域とが生じることで
見られるセクターゾーニング(成長セクターが均一でない)、砂時計状の成長ゾーニング
・Fluorescence pattern:DTC製ダイヤモンドビューで蛍光像を見るとセクタークロスの発光が見える。
六面体のクロス

CVD cross

・ Strong phosphorescence(強い燐光)

〈まとめ〉
・ますます出回ってくる
・色々な元素をいれてトライしている。
                  


合成ダイヤモンド (2)

まず、合成ダイヤモンドの歴史を振り返りましょう。
歴史は以外に古く1920年には合成ダイヤモンドの研究が始まりした。
そして1955年についにGE社が初めて研究所で合成ダイヤモンドを作りました。
GE社は研究を続け15年後の1970年にGem Quality(宝石品質) ダイヤモンド製造に成功します。
1980年代には住友電工が合成ダイヤモンドを作り始めて、GIAにサンプルを提供しています。
同じころデビアス社が合成ダイヤモンドの生産能力を市場に示しました。
1990年代に入ると米国に遅れまいとロシアがサンプル出荷しだしました。
2002年にGemesis社、2004年にChatham社、Advanced Optical Technologies社による商品が市場に現れます。
最近では2011年に中国産合成ダイヤモンドがツーソンショーに現れています。


Wikipediaのリストを元に以下に世界の主な合成ダイヤモンドを製造している企業を記します。

○宝石用
Adamas
Advanced Optical Technologies Corporation (AOTC) sold via D.NEA formerly Adia Diamond (colorless)
Chatham
Gemesis(colorless)
New Age Diamonds
Scio Diamond Technology Corporation formerly Apollo Diamond (colorless)
Tairus, a Joint Venture between the Russian Academy of Sciences (Siberian Branch) and Tairus (Thailand) Co LTD of Bangkok
Takara
Washington Diamonds
Malossi, Italy

○工業用
Advanced Diamond Solutions, Inc.
Advanced Diamond Technologies (Ultrananocrystalline Diamond (UNCD) developed at Argonne National Laboratory)
Crystallume
Custodiam
Diamond Technologies Inc.
Element Six (De Beers)
lljin
Industrial Abrasives Limited
Morgan Technical Ceramics Diamonex
New Age Diamonds
Scio Diamond Technology Corporation
Sp3 Inc.
Sumitomo Electric (住友電工)

○メモリアル(遺髪や遺骨から製造)
Algordanza
Anniversary Diamonds Limited
DNA2Diamonds
Heart-In Diamond
LifeGem
Memorial Diamonds UK
New Life Diamonds and Gems
Phoenix Diamonds

     
 現在合成方法には方法は以下の2つがあります。

HPHT(High Pressure High Temperature:高温高圧法)
CVD(Chemical Vapor Deposition: 化学気相蒸着法)


次回からはそれぞれの合成法についてまとめます。

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