Sự thay đổi màu sắc của kim cương hồng từ mỏ Argyle

Những viên kim cương hồng từ mỏ Argyle được cho là có hiện tượng quang điện, nghĩa là màu sắc của chúng có thể bị thay đổi khi chiếu sáng dưới các loại ánh sáng khác nhau với cường độ khác nhau. Những thay đổi này tồn tại tương đối ngắn và dễ quan sát nhất khi kim cương hồng được chiếu sáng bằng ánh sáng có bước sóng ngắn ở cường độ cao. Hiệu ứng này có thể quan sát rõ ràng khi sử dụng các thiết bị quan sát huỳnh quang, như DiamondView.

Ngoài ra có thể tăng cường màu sắc của kim cương hồng bằng nhiệt độ cao, gọi là nhiệt sắc. Màu sắc của kim cương hồng cũng có thể thay đổi trong quá trình đánh bóng, gọi là tribo-chromism. Tuy nhiên những thay đổi màu sắc này chỉ là tạm thời và màu sắc của viên kim cương có thể dễ dàng trở lại như ban đầu.

Việc thay đổi màu sắc trong kim cương hồng trong bài viết này chủ yếu áp dụng cho kim cương hồng Argyle (Hình 1) chứ không phải là kim cương hồng Loại II kiểu Golconda hoặc kim cương tía loại I từ Siberia hoặc Canada.

Theo kết quả nghiên cứu về sự thay đổi màu sắc của kim cương hồng Argyle của Noble, Byrne và Fisher (Noble 2011, Byrne 2012, Fisher 2009), ánh sáng tia cực tím có xu hướng làm mất màu của kim cương màu hồng, trong khi ánh sáng ban ngày ​​sẽ phục hồi lại màu sắc của chúng.

Bước sóng UV càng ngắn (xuống gần 300 nm) thì mức độ mất màu càng nhiều, và cường độ ánh sáng cũng ảnh hưởng đến tốc độ thay đổi màu sắc. Tuy nhiên sau nhiều ngày viên kim cương hồng khi đặt dưới ánh sáng ban ngày cũng không phục hồi lại được màu sắc như ban đầu.

Trong hình 2 khi kim cương hồng được xử lý nhiệt trên 800˚C màu sắc của nó có vẻ tím hơn. Khi những viên kim cương hồng bị mất màu khi tiếp xúc với tia UV, việc tiếp xúc với ánh sáng trắng sẽ phục hồi lại màu sắc của chúng . Ánh sáng xanh được cho là có hiệu quả nhất trong việc khôi phục màu sắc, đặc biệt là ánh sáng xanh ở gần bước sóng 460 nm.

Trong quá trình đánh bóng, kim cương hồng có thể bị thay đổi màu sắc, tùy thuộc vào lực tác dụng lên viên đá và hướng tinh thể của mặt được đánh bóng. Tuy nhiên, sự thay đổi màu sắc thường có thể quan sát được ngay sau khi đánh bóng (Hình 3). Những sự thay đổi màu sắc do ma sát này thường xảy ra trong thời gian rất ngắn, chỉ kéo dài trong vài giây. Tuy nhiên cũng có trường hợp sự thay đổi màu sắc này sẽ kéo dài hơn.

Để minh họa tác động của sự thay đổi màu sắc sau khi đánh bóng, tiếp xúc với tia UV và ánh sáng xanh, một viên kim cương màu hồng mới được đánh bóng đã được đưa vào hệ thống phân loại màu khách quan sau đó nó được chiếu sáng bằng ánh sáng xanh và một lần nữa đưa cho người chấm màu. Sau đó, viên đá được chiếu sáng bằng SWUV và cuối cùng là ánh sáng xanh với các phép đo cấp màu được thực hiện ở từng giai đoạn. Hình 4. cho thấy màu sắc thay đổi như thế nào từ 2PP đến 'sâm panh' (nâu nhạt). Sự khác biệt nhỏ giữa giai đoạn 3 và 6 phản ánh lỗi của thiết bị hoặc mức độ tiếp xúc không đủ với ánh sáng xanh ở giai đoạn 6.

Điều đáng chú ý là, việc điều hòa trước bằng ánh sáng xanh mang lại sự ổn định cho việc phân loại màu, bất kể màu đó đậm hay nhạt.

Việc phân loại màu sắc của kim cương thường được thực hiện trong điều kiện ánh sáng được kiểm soát và có tham chiếu đến bộ đá chính hoặc 'chip màu' chẳng hạn như thẻ màu Munsell.

Quang phổ từ hai đèn phân loại thường được sử dụng được thể hiện trong Hình 5. Cả hai đều có nhiệt độ màu là 6500K. Một trong những nguồn sáng cho thấy thành phần UV cao hơn nhiều so với nguồn còn lại. Thử nghiệm với màu hồng 2PP được đặt trong môi trường ánh sáng của từng đèn đã dẫn đến sự thay đổi màu đo được bằng 1/4 cấp màu Argyle, đủ để vượt qua ranh giới màu.

Ánh sáng ban ngày bên ngoài cho thấy thành phần UV lớn hơn nhiều so với đèn phân loại, tuy nhiên kính cửa sổ rất hiệu quả trong việc hấp thụ các bước sóng dưới 400 nm, vì vậy những người đeo kim cương hồng có thể nhận thấy sự cải thiện về màu sắc khi họ đi vào trong nhà từ ngoài trời!

Nếu một viên kim cương màu hồng được để trong bóng tối, màu sắc của nó sẽ không thay đổi bất kể trạng thái màu sắc của nó (ngoại trừ trường hợp viên kim cương phục hồi sau quá trình tribo-chromic). Điều kỳ lạ là màu sắc của một viên đá màu hồng đã bị mất màu không thể được phục hồi chỉ bằng cách cho nó vào nhiệt độ cao. Cần phải phục hồi bằng ánh sáng ban ngày ​​trong những trường hợp này.

Giá trị cực cao của những viên kim cương hồng Argyle đòi hỏi sự hiểu biết cao về các yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc, đặc biệt là trong quá trình phân loại màu. Màu sắc của những viên kim cương hồng từ mỏ Argyle và các mỏ khác bị ảnh hưởng bởi sự cân bằng của các bước sóng dưới khoảng 450 nm và bởi các bước sóng phục hồi màu trên 450 nm. Màu sắc đặc biệt dễ bị mất do bước sóng tia cực tím. Ngoài ra, trạng thái màu ban đầu của kim cương có thể bị tối đi do quá trình đánh bóng. Do đó, phải thận trọng khi phân loại màu sắc cho một viên kim cương màu hồng dựa trên lịch sử trước đó của nó và các điều kiện ánh sáng. Các phòng thí nghiệm phải thận trọng trong trường hợp đá mới được đánh bóng và đá đang được kiểm tra huỳnh quang.

Có thể đạt được sự phục hồi màu hồng của kim cương về trạng thái 'ánh sáng ban ngày xung quanh' bằng cách tiếp xúc với ánh sáng trắng hoặc được tăng tốc bằng cách chiếu sáng từ đèn LED màu xanh lam cường độ cao có bước sóng gần 460 nm.

Sự nổi tiếng của Kim cương Argyle đã dẫn đến sự ra đời thang phân loại màu riêng cho kim cương hồng Argyle,liên quan đến màu sắc và độ bão hòa. Ba màu được công nhận bao gồm màu hồng tía (PP), màu hồng (P) và màu hồng hồng (PR), màu sau có màu thứ cấp hơi nâu. Tiền tố số được thêm vào các màu biểu thị mức độ bão hòa, trong đó 1 là cao nhất và 9 là nhạt nhất. Đối với độ bão hòa cao hơn 1, cấp độ có thể chuyển sang màu đỏ hoặc đỏ tía.

Bởi John Chapman - Kim cương Rio Tinto | 28.02.22

Tham khảo

Byrne KS và. cộng sự, 2012. Quang hợp quang học thuận nghịch ở kim cương hồng tự nhiên. Kim cương và các vật liệu liên quan Tập 11. 2012 trang 30, 31-36.

Noble CJ 2011. Ứng dụng cộng hưởng từ trong khoa học vật liệu và vật lý chất rắn. Luận án tiến sĩ, Đại học Monash.

Fisher D và cộng sự, 2009. Màu nâu của kim cương tự nhiên và sự tương tác giữa các khuyết tật liên quan đến màu nâu và các khuyết tật gây ra màu sắc khác. J. Phys: Vật chất cô đặc, 21:364213, 2009.

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên The Australian Gemmologist (Quý 4 năm 2014) , tập 25, 8. Tất cả hình ảnh đều được cung cấp bởi Rio Tinto Diamonds.

Lược dịch Kira Trần