نوع الماس (Diamond type) : الماس شما جزو کدام تیپ است؟

تیپ یا نوع الماس (Diamond type) روشی برای طبقه بندی علمی الماس ها بر اساس سطح و نوع ناخالصی های شیمیایی آنهاست. در دهه 1930، دانشمندان برای اولین بار بر اساس وجود یا عدم وجود ناخالصی های نیتروژن ، شروع به استفاده از دو نوع برای توصیف ترکیب شیمیایی و ساختار اتمی الماس کردند: type I و type II. اکنون این دو تیپ بر حسب آرایش اتم های نیتروژن (ایزوله یا تجمعی) و حضور ناخالصی های بور به زیردسته های Type Ia، Type Ib، Type IIaو Type IIb تقسیم شده اند.

به این ناخالصی ها نباید به عنوان یک ویژگی منفی نگاه کرد، بلکه آنها هر الماس را فوق العاده منحصر به فرد می کنند. این ناخالصی ها هیچ شباهتی به عیوب سنگ ندارند و حتی با دید میکروسکوپی با چشم انسان قابل تشخیص نیستند. از آنجایکه این ناخالصی‌های اندازه‌گیری شده در سطح اتمی درون شبکه بلوری اتم‌های کربن هستند ، بنابراین بر خلاف اینکلوژنها، برای تشخیص نوع الماس به بررسی طیف‌سنجی مادون قرمز نیاز دارند. یک الماس می تواند مخلوطی انواع تیپ های مختلف باشد . الماس های طبیعی اغلب مخلوط هایی از نوع Ia و Ib هستند که می توان با طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) آنها تعیین شوند.

چرا تیپ بندی الماس مهم است؟

تیپ الماس روشی ساده برای طبقه بندی الماس ها بر اساس رنگ و خواص فیزیکی آنهاست. این قضیه مهم است زیرا به شکل گیری پایه و اساس شناسایی الماس های طبیعی، مصنوعی و بهسازی شده (تغییر رنگ توسط حرارت/پرتودهی) کمک می کند. الماس اساساً از کربن خالص تشکیل شده است. با این حال، بسیاری از الماس ها همچنین حاوی عناصر کم مقدار مانند نیتروژن یا بور هستند که به طور طبیعی در طول دوره تشکیل آن به دست می آیند.

در الماس های دیگر، عناصر کم‌مقدار در نتیجه بهسازی یا سنتز در آزمایشگاه اضافه می شوند. آنها همچنین حاوی عیوب دیگری در شبکه اتم های کربن هستند ، چیزیکه دانشمندان از این عیوب به عنوان نقص شبکه یا نقص اپتیکال یاد می کنند. این عناصر کم مقدار و سایر نواقص مهم هستند زیرا باعث ایجاد رنگهای مختلف و همچنین واکنش های فلورسانس تحت نور فرانبفش در الماس می شوند. وجود یا عدم وجود این عیوب، مقدار آنها و آرایش آنها در داخل شبکه بلوری می تواند بر ظاهر الماس تأثیر بگذارد.

انواع مختلف تیپ الماس (Diomond Types) :

Type I

الماس‌های Type I ، رایج‌ترین نوع، حاوی اتم‌های نیتروژن به عنوان ناخالصی اصلی آن‌ها هستند که معمولاً با غلظت 0.1 درصد است. الماس های نوع I نور را هم در ناحیه مادون قرمز و هم در ناحیه فرابنفش از 320 نانومتر جذب می کنند. آنها همچنین دارای فلورسانس شاخص و طیف جذبی قابل مشاهده هستند.

Type Ia

الماس های Type Ia حدود 95 درصد از الماس های طبیعی را تشکیل می دهند. ناخالصی های نیتروژن، تا 0.3٪ (3000 ppm)، در داخل شبکه کربنی جمع شده اند و نسبتاً در همه جا منتشر و گسترده شده اند. طیف جذبی شاخه های نیتروژن می تواند سبب شود الماس نور آبی را جذب کند و به رنگ زرد کم رنگ یا تقریبا بی رنگ به نظر برسد. علاوه بر رنگ زرد، الماس‌های نوع la از معادن خاصی می‌توانند رنگ‌های دیگری مانند صورتی، بنفش، نارنجی، قرمز، قهوه‌ای، سبز یا آبی را نشان دهند.

آنها بیشتر الماس های نوع Ia مخلوطی از IaA و IaB هستند. این الماس‌ها متعلق به سری کیپ (Cape) هستند که به نام منطقه غنی از الماس که قبلاً به عنوان استان کیپ در آفریقای جنوبی شناخته می‌شد، نامگذاری شده‌اند که ذخایر آن عمدتاً از نوع Ia هستند. 
Type IaA، که در آن اتم های نیتروژن جفت هستند و روی رنگ الماس تاثیری ندارند زیرا سنگ های نوع IaA نور مرئی را جذب نمی کنند.
Type IaB، که در آن اتم های نیتروژن در تجمع های بزرگ زوج شده چهارتایی یک فضای خالی (اتم کربن غایب) را احاطه می کنند. تیپ IaB ممکن است ته رنگ قهوه ای یا زرد به الماس بدهد. 

همچنین یک نقص شامل سه اتم نیتروژن به نام N3 center وجود دارد که با نوع الماس مرتبط نیستند اما رایج ترین مراکز رنگی طبیعی در الماس های سری کیپ هستند. آنها از یک جای خالی احاطه شده با سه اتم نیتروژن تشکیل شده و همراه با سایر تجمعات نیتروژن تشکیل می شوند که در واقع نور مرئی را جذب می کنند. در نتیجه آن، رنگ این سنگ‌ها می‌تواند دارای تن مایل به زرد یا حتی قهوه‌ای باشد. آنها اغلب دارای فلورسانسی با رنگ آبی هستند.

Type Ib

نوع Ib حدود 0.1 درصد از تمام الماس های طبیعی را تشکیل می دهد و بسیار کمیاب تر از سنگ های نوع Ia هستند. آنها حاوی حداکثر 0.05٪ (500 ppm) نیتروژن هستند، اما پراکندگی آنها بیشتر است. عناصر نیتروژن در ساختار الماس نوع Ib برخلاف خوشه ها به شکل منفرد هستند. الماس Type Ib آنها طیف سبز و آبی را جذب می کنند و رنگ زرد یا قهوه ای شدیدتر یا تیره تری نسبت به الماس نوع Ia دارند. سنگ ها دارای ته رنگ زرد شدید یا گاهی قهوه ای هستند. عمده الماس های رنگی فانتزی موجود در بازار و یا الماس های کمیاب قناری متعلق به این نوع هستند که تنها 0.1 درصد از الماس های طبیعی شناخته شده را تشکیل می دهند. طیف جذب مرئی تدریجی و بدون باندهای جذبی تیز است. تقریباً تمام الماس های مصنوعی HPHT از نوع Ib هستند.

Type II

الماس های Type II هیچ ناخالصی نیتروژن قابل اندازه گیری ندارند و نادر تر از Type I هستند. الماس‌های نوع دوم (II) برخلاف الماس‌های نوع اول (I) ، در ناحیه‌ای از مادون قرمز جذب و در اشعه ماوراء بنفش زیر 225 نانومتر تراگسیل می کنند. آنها همچنین ویژگی های فلورسانس متفاوتی دارند. بلورهایی که یافت می شوند به شکلی درشت و نامنظم هستند. الماس های Type II تحت فشار بسیار بالا برای دوره های زمانی طولانی تر تشکیل شدند.

Type IIa

الماس های Type IIa یک تا دو درصد از الماس های طبیعی (1.8 درصد از الماس های گوهری) را تشکیل می دهند. این الماس ها تقریباً یا به طور کامل فاقد ناخالصی هستند و در نتیجه معمولاً بی رنگ هستند و بالاترین رسانایی حرارتی را دارند. آنها تا 230 نانومتر در اشعه ماوراء بنفش بسیار شفاف هستند. گاهی اوقات، در حالی که الماس های نوع IIa به سمت سطح زمین بیرون رانده می شوند، فشار و کشش می تواند باعث ایجاد ناهنجاری های ساختاری از طریق “تغییر شکل پلاستیک” در طول رشد ساختار بلوری چهار وجهی شود که منجر به نقص می شود. این عیوب می تواند رنگ زرد، قهوه ای، نارنجی، صورتی، قرمز یا ارغوانی را به گوهر بدهد.

الماس‌های Type IIa می‌توانند تغییر شکل‌های ساختاری خود را از طریق یک فرآیند پرفشار و دمای بالا (HPHT) “ترمیم” کنند و مقدار زیادی یا تمام رنگ الماس را از بین ببرند. الماس تیپ IIa درصد زیادی از تولید استرالیا را تشکیل می دهد. آنها مطلوب ترین مورد توسط کلکسیونرها هستند. اغلب به عنوان الماس گُلکُنده “Golconda” ، یکی از اولین معادن الماس کشف شده در هند که اکثریت این نوع را تامین می کرد مشهور هستند. بسیاری از الماس های بزرگ معروف مانند کولینان، کوه نور، Lesedi La Rona و رز لولو از نوع IIa هستند. الماس های سنتتیک که با استفاده از فرآیند CVD رشد می کنند نیز معمولاً به این نوع تعلق دارند.

Type IIb

الماس های Type IIb حدود 0.1 درصد از الماس های طبیعی را تشکیل می دهند که آنها را به یکی از کمیاب ترین الماس های طبیعی و بسیار گرانبها تبدیل می کند. علاوه بر داشتن سطوح بسیار پایین ناخالصی های نیتروژن قابل مقایسه با الماس های Type IIa، الماس های نوع IIb حاوی ناخالصی های بور قابل توجهی هستند. طیف جذبی بور باعث می‌شود که این سنگ‌ها نور قرمز، نارنجی و زرد را جذب کنند و به الماس‌های تیپ IIb رنگ آبی یا خاکستری روشن دهد، اگرچه نمونه‌هایی با سطوح پایین ناخالصی‌های بور نیز می‌توانند بی‌رنگ باشند. الماس های نوع IIb طیف جذب مادون قرمز متمایزی را نشان می دهند و جذب تدریجی رو به افزایش را به سمت سمت قرمز طیف مرئی نشان می دهند.

الماس های سبز که رنگ آنها از قرار گرفتن در معرض مقادیر مختلف پرتوهای یونیزان به دست می آید، محدود به تیپ یا نوع خاصی نیستند. بیشتر الماس های خاکستری آبی که از معدن آرگیل استرالیا می آیند از نوع IIb نیستند، بلکه از نوع Ia هستند. این الماس ها حاوی غلظت زیادی از عیوب و ناخالصی ها (به ویژه هیدروژن و نیتروژن) هستند و منشا رنگ آنها هنوز مشخص نیست.