Laboratuvar Üretimi (CVD) Pırlantalar Nedir?
Ercüment Tandoğan (MSc., Graduate Gemologist)
IGSL(International Gemological Science Laboratories)
Lab-Grown Pırlanta: Laboratuvar ortamında üretilen, doğal pırlanta ile aynı fiziksel, kimyasal ve optik özelliklere sahip pırlantalardır.
Doğal pırlanta gibi karbondan oluşur, kübik formda kristallenir. Bir karbon diğer dört karbon ile eşit uzaklıkta tehrahedral şeklinde bağlanır. Sertliği ve ısı iletkenliği aynıdır. Dolayısıyla, basit görsel yöntemlerle aradaki farkı anlamak mümkün değildir. Ayırt edilmesi gemoloji laboratuvarları tarafından ileri düzey spektroskopik cihazlar kullanılarak mümkün olmaktadır.
General Electric ilk Lab-Grown Pırlanta üreticilerindendir
Günümüzde Laboratuvar üretimi pırlantalar için bilinen iki yöntem vardır; bunlar HPHT ve CVD’dir. HPHT, yüksek basınç ve ısı yöntemi, adından da anlaşılacağı üzere, elmasın, yer altındaki oluşum koşullarının benzeri sağlanarak üretilmesidir. CVD, kimyasal buhar depolama yöntemiyse, yüksek basınca ihtiyaç olmaksızın, yüksek ısı ile bir plazma bulutundan karbonların ayrıştırılarak, tohum kristal üzerinde biriktirilmesi olarak özetlenebilir. Plazma bulutundan, alt kısma karbon yağıyor gibi düşünebiliriz.
İki yöntemde de laboratuvar üretimi yada doğal bir elmas kristali ‘seed crystal’ bulunmaktadır. Ticari olarak satışlarında ‘bunların da özü elmastır’ demek yanlıştır. Özü elmas ise dışı nedir? Bu laboratuvar üretimi elmasların özü de dışı da elmastır. Ancak insan yapımıdır. Bunun için uluslararası gemolojik terminolojide genelde ‘Laboratory Grown Diamond’, laboratuvar tarafından büyütülmüş elmaslar olarak isimlendirilmektedir, Sentetik kelimesi sahte, taklit, ucuz gibi algılandığı için, dünyanın en büyük gemoloji otoritesi olan GIA(Amerika Gemoloji Enstitüsü) tarafından laboratuvar pırlantası olarak nitelendirilmektedir.
De Beers’a göre son tüketici, elmas dendiğinde doğal olan, milyonlarca yılda oluşmuş, sonsuza dek aynı şekilde kalan, kuşaktan kuşağa aktarılan taşı düşünür. Ancak sentetik denilince bu duygunun yerine ne geçeceği ise pazarlama ile uğraşanların konusudur.
Tek bildiğimiz, laboratuvar üretimi pırlantanın kesinlikle doğal olarak satılmaması gerektiğidir. Bunun için gemolojik analiz ve sertifika şarttır. Laboratuvar üretimi pırlantaların ise kesinlikle pırlanta imitasyonlarından ayrılması için LAB-GROWN sertifikası ile kimliklendirilmesi gerekmektedir.
Mozanit ve kübik zirkon da sentetik değil midir?
Sentetik mozanit (SiC) ve kübik zirkon(CZ) da laboratuvar ortamında üretilmektedir, ancak kimyasal yapıları elmastan farklıdır ve ayırt etmek son derece kolaydır. Mozanitte çift kırılma sebebiyle, bezel fasetinden bakılarak gözlemlenen çift külah ucu, kübik zirkonda ise ısı iletkenliği cihazı, yoğunluk-ağırlık formülü, sertlik testi ve diğer yöntemlerle kolayca ayrım yapılabilmektedir. Sentetik mozanit ve kübik zirkon gibi taşlara sentetik elmas denmemeli, onun yerine taklit (simulant) taşlar denmelidir.
Mozanitte gözlemlenen ışık düzenindeki farklılık ve yüksek dispersiyon sebebiyle pırlantaya göre daha fazla görülen gökkuşağı renkleri. Sentetik mozanit, gül kesimi, zümrüt kesimi, prenses, damla ve birçok şekilde günümüzde karşımıza çıkmaktadır. Özellikle siyah mozanitler son zamanlarda çok kullanılmaktadır.
Kübik zirkonun düşük parlaklığı, cam gibi çizgilerin rahatça görülmesini sağlamaktadır.
Laboratuvar Üretimi Pırlantalar Ucuz Değildir!
Son dönemlerde CVD (Chemical Vapor Deposition), kimyasal buhar depolama-çökeltme-biriktirme yöntemiyle üretilen pırlantalar, fazlasıyla yaygın olarak karşımıza çıkmaktadır. Unutulmamalıdır ki, laboratuvar ortamında pırlanta üretimi 1950’lerde General Electric ve İsviçre bilim adamlarının ilk kristalleri üretmesiyle başlamış olan bir süreçtir. Ancak üretim maliyetleri ve üretilen kristallerin boyutunun yeterli olmaması, renk kalitesinin düşük olması, o dönemlerde tedavi yöntemlerinin de çok gelişmemiş olması, sentetik pırlantaların mücevher sektörüne girmesini geciktirmiştir.
Tabiiki dünyanın en değerli taşının, yer altındaki büyüme koşullarını göz önüne alarak, birebir aynısını üretmek maddi olarak cazibesini korumaktadır. Dolayısıyla bilim adamları ve onları destekleyen firmalar artan bütçe ile yöntemlerini geliştirmiş ve günümüzde mücevher kalitesinde kullanılabilen, eskisine göre çok daha ucuz maliyetli kristaller oluşturmayı başarmışlardır.
Lab-Grown yöntemiyle üretilen kristaller
CVD Metodu nedir?
CVD’nin özeti şöyledir, bir vakum içerisinde bulunan plazma bulutunun içindeki karbonların mikrodalga ışınla ayrıştırılarak, buluttan çökmesi ve vakumun tabanına yerleştirilen sentetik elmas kristallerin üzerinde birikmesi. HPHT (yüksek basınç ve ısı) için gereken yüksek basınca bu yöntemde ihtiyaç yoktur. Genelde kullanılan ısı 900 ͦC ile 1200 ͦC arasındadır.
CVD süreci en basit haliyle adım adım şöyledir;
- Elmas kristallerinin tabana yerleştirilmesi. Bir kerede yaklaşık 12 – 20 tohum yerleştirmek mümkündür.
Vakumun içine gazların enjekte edilmesi. Bu gazlar genelde metan (CH4) ve hidrojen (H2)’dir.
Gazların mikrodalga ışınımı ile ısıtılması, böylece elektronların özgürleştirilmesi hali, buna plazma deniyor. - Maddenin 4. Hali.
Özgür hidrojenler metan ile tepkimeye girer, karbonlar plazma bulutundan çökerek, plaka şeklindeki tohumların üzerinde birikir ve böylece tohum kristalleri büyümeye başlar.
Genelde ortaya çıkan kahverengi kristaller HPHT yöntemiyle beyaza dönüştürülür.
Son dönemde çevreci üretim yöntemlerinin kullanılması özellikle gelişmiş ülkelerde laboratuvar üretimi pırlantalara bir yönelimin olduğunu göstermektedir. GIA (Amerika Gemoloji Enstitüsü) ve IDC (Uluslararası Elmas Konseyi) sentetik elmaslarında doğalları gibi derecelendirilmesi konusunda fikir birliğine varmışlardır ve Lab-Grown olarak sertifikalandırılmaktadırlar.
Hangisi? Laboratuvarda üretilen insan yapımı elmas mı, doğanın milyonlarca yılda yarattığı mı? Buna da zaman karar verecektir...
ERCÜMENT TANDOĞAN Kimdir?
Mersin Üniversitesi 4 yıllık Gemoloji Lisans programından mezun olduktan sonra 2 yıl İngiltere'de çeşitli mesleki ve dil eğitimleri aldı. 2011 yılında Çin Halk Cumhuriyeti'nden Yüksek Lisans çalışmaları için devlet bursu aldı. Shanghai Teknoloji Enstitüsü'nde sentetik süstaşları üretim yöntemleri ve doğallarının Gemolojik (Spektroskopik yöntemler) olarak ayırt edilmesi üzerine çalıştı. 2015 yılında Uluslararası Gemoloji Enstitüsü eğitimlerini Mumbai, Hindistan'da tamamladı ve ‘’Graduate Gemologist’’ ünvanı aldı. Ayrıca, Asya Gemoloji Bilimler Enstitüsü'nde (AIGS) Renkli Mücevher Taşları İyileştirme Yöntemleri ve Bu Taşların Ülke Kökeninin Belirlenmesi üzerine çalışmalara katılmıştır. Türkiye'de bir çok özel ve kamu kuruluşunda laboratuar kurucu Gemoloğu ve eğitmen olarak görev yaptı. Çalışma alanları Elmas (Pırlanta) derecelendirmesi, elmas ve renkli mücevher taşlarının sınıflandırılmasıdır, sentetik mücevher taşları tespiti, mücevher taşlarını fiyatlandırma ve İSO17025 Laboratuvar Akreditasyonu'dur. İyi düzeyde İngilizce ve orta düzeyde Çince (Mandarin) bilen Tandoğan, halen kurucusu olduğu IGSL (International Gemological Science Laboratories)’de uzman Gemolog ve eğitmen olarak çalışmalarına İstanbul Kuyumcukent'te devam etmektedir.
