Les diamants CVD (Chemical Vapor Deposition) présentent une fluorescence, un phénomène par lequel le diamant émet de la lumière visible lorsqu'il est exposé à un rayonnement ultraviolet (UV). Cette fluorescence est influencée par la présence d'impuretés et de défauts dans la structure cristalline du diamant, introduits lors du processus de croissance CVD. Les couleurs de fluorescence observées dans les diamants CVD peuvent aller du vert, jaune-vert, jaune, orange au rouge. Cette propriété n’est pas seulement une caractéristique distinctive mais également un outil utile pour identifier les diamants CVD, car les motifs de fluorescence et les couleurs peuvent différer de ceux des diamants naturels.
Points clés expliqués :
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Fluorescence dans les diamants CVD:
- La fluorescence est l'émission de lumière visible lorsqu'un matériau est exposé à la lumière UV. Dans les diamants CVD, cela est principalement dû à la présence de centres de lacunes d'azote (NV) et d'autres défauts dans le réseau cristallin.
- Les couleurs de fluorescence des diamants CVD peuvent varier considérablement, notamment le vert, le jaune-vert, le jaune, l'orange et le rouge. Cette variation est due aux différents types et concentrations de défauts et d'impuretés présents lors de la croissance du diamant.
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Propriétés optiques des diamants CVD:
- Les diamants CVD ont d'excellentes propriétés optiques, notamment une transmission élevée de l'ultraviolet profond (0,23 μm) aux longueurs d'onde des micro-ondes. Cette large plage de transmission les rend adaptés à diverses applications optiques.
- L'indice de réfraction des diamants CVD est de 2,376 à une longueur d'onde de 10 μm, ce qui est similaire à celui des diamants naturels, contribuant à leur brillance et à leur éclat.
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Inclusions et clarté:
- La clarté des diamants CVD est influencée par l’atmosphère dans laquelle ils sont cultivés. Les inclusions, qui sont des caractéristiques ou des défauts internes, peuvent affecter à la fois la clarté et la texture du diamant.
- Certaines inclusions sont visibles à l’œil nu, tandis que d’autres sont microscopiques. Les températures élevées pendant le processus CVD peuvent augmenter la présence de ces inclusions, affectant la clarté globale du diamant.
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Structure de surface et de grain:
- La rugosité de surface des diamants CVD évolue avec l'épaisseur et la structure des grains n'est pas uniforme en raison du processus de croissance. Cela peut affecter les propriétés optiques et la fluorescence du diamant.
- La structure non uniforme des grains peut également entraîner des variations d’intensité de fluorescence et de couleur entre différentes parties du diamant.
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Applications et avantages:
- Les diamants CVD sont connus pour leur dureté et leur résistance à l’usure accrues par rapport au PCD (polycristallin diamant). Ils sont particulièrement efficaces pour l'usinage de matériaux tels que les alliages d'aluminium et de magnésium à copeaux longs, l'aluminium à haute teneur en silicium et le carbure de tungstène.
- Les propriétés de fluorescence uniques des diamants CVD peuvent être utilisées dans diverses applications, notamment l'identification gemmologique et les dispositifs optiques.
En résumé, la fluorescence des diamants CVD est un phénomène complexe influencé par la structure cristalline du diamant, ses impuretés et ses conditions de croissance. Comprendre ces facteurs est crucial à la fois pour l’identification gemmologique et pour l’utilisation efficace des diamants CVD dans les applications industrielles.
Tableau récapitulatif :
| Aspect | Détails |
|---|---|
| Couleurs fluorescentes | Vert, jaune-vert, jaune, orange, rouge |
| Causes | Centres de lacunes en azote, défauts et impuretés dans la structure cristalline |
| Propriétés optiques | Transmission élevée (0,23 μm aux micro-ondes), indice de réfraction de 2,376 à 10 μm |
| Inclusions et clarté | Affecté par l'atmosphère de croissance ; les inclusions varient en taille et en visibilité |
| Applications | Identification gemmologique, dispositifs optiques, usinage de matériaux durs |
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