Un simulante de diamante , imitación de diamante o diamante de imitación es un objeto o material con características gemológicas similares a las de un diamante . Los simulantes se diferencian de los diamantes sintéticos , que son diamantes reales que exhiben las mismas propiedades materiales que los diamantes naturales. Los diamantes mejorados también están excluidos de esta definición. Un simulante de diamante puede ser artificial, natural o, en algunos casos, una combinación de ambos. Si bien sus propiedades materiales se alejan notablemente de las del diamante, los simulantes tienen ciertas características deseadas, como la dispersión y la dureza , que los hacen aptos para la imitación. Los gemólogos capacitados con el equipo adecuado pueden distinguir los diamantes naturales y sintéticos de todos los simulantes de diamantes, principalmente mediante inspección visual.
Los imitadores de diamantes más comunes son el vidrio con alto contenido de plomo (es decir, los diamantes de imitación ) y la circonita cúbica (CZ), ambos materiales artificiales. Desde mediados de la década de 1950 se han desarrollado otros materiales artificiales, como el titanato de estroncio y el rutilo sintético , pero ya no se utilizan habitualmente. Introducido a finales del siglo XX, el producto de laboratorio moissanita ha ganado popularidad como alternativa al diamante. El alto precio de los diamantes de calidad gema , así como las importantes preocupaciones éticas del comercio de diamantes , [1] han creado una gran demanda de imitadores de diamantes. [2]
Para que un material pueda considerarse como un simulador de diamante, debe poseer ciertas propiedades similares a las del diamante. Los simuladores artificiales más avanzados tienen propiedades que se acercan mucho a las del diamante, pero todos los simuladores tienen una o más características que los diferencian de manera clara y (para quienes están familiarizados con el diamante) fácil de distinguir del diamante. Para un gemólogo , las propiedades diferenciales más importantes son aquellas que fomentan las pruebas no destructivas; la mayoría de estas son de naturaleza visual. Se prefieren las pruebas no destructivas porque la mayoría de los diamantes sospechosos ya están cortados en piedras preciosas y engastados en joyas , y si una prueba destructiva (que se basa principalmente en la relativa fragilidad y suavidad de los no diamantes) falla, puede dañar el simulador, un resultado inaceptable para la mayoría de los propietarios de joyas, ya que incluso si una piedra no es un diamante, aún puede ser valiosa.
A continuación se presentan algunas de las propiedades mediante las cuales se pueden comparar y contrastar el diamante y sus simulantes.
La escala de dureza de minerales de Mohs es una escala no lineal de resistencias de minerales comunes al rayado. El diamante está en la parte superior de esta escala (dureza 10), ya que es uno de los materiales naturales más duros que se conocen. (Algunas sustancias artificiales, como las nanobarras de diamante agregadas , son más duras). Dado que es poco probable que un diamante se encuentre con sustancias que puedan rayarlo, aparte de otro diamante, las piedras preciosas de diamante generalmente no tienen rayones. La dureza del diamante también es evidente visualmente (bajo el microscopio o lupa ) por sus facetas altamente brillantes (descritas como adamantina ) que son perfectamente planas, y por sus bordes de faceta nítidos y afilados. Para que un simulante de diamante sea efectivo, debe ser muy duro en relación con la mayoría de las gemas. La mayoría de los simulantes están muy por debajo de la dureza del diamante, por lo que se pueden distinguir del diamante por sus defectos externos y un pulido deficiente.
En el pasado reciente, se creía que la llamada "prueba del cristal de la ventana" era un método seguro para identificar diamantes. Se trata de una prueba potencialmente destructiva en la que se raspa una piedra preciosa sospechosa de ser un diamante contra un cristal, y el resultado positivo es un rasguño en el cristal y ninguno en la piedra preciosa. También se utilizan puntas de dureza y placas de rasguño hechas de corindón (dureza 9) en lugar de vidrio. Las pruebas de dureza no son aconsejables por tres razones: el vidrio es bastante blando (normalmente 6 o inferior) y puede rayarse con una gran cantidad de materiales (incluidos muchos imitadores); el diamante tiene cuatro direcciones de clivaje perfecto y fácil (planos de debilidad estructural a lo largo de los cuales el diamante podría partirse) que podrían ser desencadenadas por el proceso de prueba; y muchas piedras preciosas similares al diamante (incluidos los imitadores más antiguos) son valiosas por derecho propio.
La gravedad específica (GE) o densidad de un diamante gema es bastante constante en 3,52. La mayoría de los imitadores están muy por encima o ligeramente por debajo de este valor, lo que puede hacer que sean fáciles de identificar si no están engastados. Se pueden utilizar líquidos de alta densidad, como el diyodometano , para este fin, pero estos líquidos son todos altamente tóxicos y, por lo tanto, generalmente se evitan. Un método más práctico es comparar el tamaño y el peso esperados de un diamante sospechoso con sus parámetros medidos: por ejemplo, una circonia cúbica (GE 5,6-6) tendrá 1,7 veces el peso esperado de un diamante de tamaño equivalente.
Los diamantes se suelen cortar en brillantes para resaltar su brillo (la cantidad de luz que se refleja hacia el observador) y su fuego (el grado en que se ven destellos prismáticos coloridos ). Ambas propiedades se ven fuertemente afectadas por el corte de la piedra, pero son una función del alto índice de refracción del diamante (IR, el grado en que la luz incidente se desvía al entrar en la piedra) de 2,417 (medido con luz de sodio , 589,3 nm) y la alta dispersión (el grado en que la luz blanca se divide en sus colores espectrales al pasar a través de la piedra) de 0,044, medida por el intervalo de las líneas B y G del sodio. Por lo tanto, si el IR y la dispersión de un diamante simulado son demasiado bajos, parecerá comparativamente opaco o "sin vida"; si el IR y la dispersión son demasiado altos, el efecto se considerará irreal o incluso de mal gusto. Muy pocos simuladores tienen un IR y una dispersión que se aproximen mucho, e incluso los simuladores más cercanos pueden ser separados por un observador experimentado. Las mediciones directas del RI y la dispersión son poco prácticas (un refractómetro gemológico estándar tiene un límite superior de aproximadamente RI 1,81), [ ¿por qué? ] pero varias empresas han ideado medidores de reflectividad para medir el RI de un material indirectamente midiendo qué tan bien refleja un haz infrarrojo .
Tal vez igual de importante sea el carácter óptico . El diamante y otros materiales cúbicos (y también amorfos ) son isotrópicos , lo que significa que la luz que entra en una piedra se comporta de la misma manera independientemente de la dirección. Por el contrario, la mayoría de los minerales son anisotrópicos , lo que produce birrefringencia o doble refracción de la luz que entra en el material en todas las direcciones excepto en un eje óptico (una dirección de refracción simple en un material doblemente refractivo). Con un aumento bajo, esta birrefringencia suele detectarse como una duplicación visual de las facetas traseras o los defectos internos de una piedra preciosa tallada. Por lo tanto, un simulador de diamante eficaz debe ser isotrópico.
Bajo la luz ultravioleta de onda larga (365 nm) , el diamante puede presentar una fluorescencia azul, amarilla, verde, malva o roja de intensidad variable. La fluorescencia más común es la azul, y estas piedras también pueden presentar una fosforescencia amarilla; se cree que se trata de una combinación única entre las piedras preciosas. Por lo general, hay poca o ninguna respuesta a la luz ultravioleta de onda corta, a diferencia de muchos imitadores de diamantes. De manera similar, debido a que la mayoría de los imitadores de diamantes son artificiales, tienden a tener propiedades uniformes: en un anillo de diamantes con varias piedras, se esperaría que los diamantes individuales presentaran una fluorescencia diferente (en diferentes colores e intensidades, y es probable que algunos sean inertes). Si todas las piedras presentan una fluorescencia idéntica, es poco probable que sean diamantes extraídos de minas (aunque este resultado puede ocurrir con diamantes sintéticos ).
La mayoría de los diamantes "incoloros" en realidad están teñidos de amarillo o marrón hasta cierto punto, mientras que algunos imitadores artificiales son completamente incoloros, el equivalente a una "D" perfecta en la terminología del color del diamante . Este factor de "demasiado bueno para ser verdad" es importante de considerar; los imitadores de diamantes coloreados que pretenden imitar a los diamantes de fantasía son más difíciles de detectar en este sentido, pero los colores de los imitadores rara vez se aproximan. En la mayoría de los diamantes (incluso los incoloros) se puede ver un espectro de absorción característico (mediante un espectroscopio de visión directa ), que consiste en una línea fina a 415 nm. Los dopantes utilizados para impartir color en los imitadores artificiales pueden detectarse como un espectro de absorción complejo de tierras raras , que nunca se ve en el diamante.
También están presentes en la mayoría de los diamantes ciertos defectos o inclusiones internas y externas , de las cuales las más comunes son fracturas y cristales sólidos extraños. Los imitadores artificiales suelen ser internamente impecables, y cualquier defecto que esté presente es característico del proceso de fabricación. Las inclusiones que se ven en los imitadores naturales a menudo serán diferentes a las que se ven en los diamantes, sobre todo las inclusiones líquidas "en forma de pluma". El proceso de tallado del diamante a menudo dejará partes de la superficie del cristal original intactas. Estas se denominan naturales y generalmente se encuentran en la cintura de la piedra; toman la forma de hoyos triangulares, rectangulares o cuadrados ( marcas de grabado ) y solo se ven en el diamante.
El diamante es un conductor térmico extremadamente eficaz y, por lo general, un aislante eléctrico . La primera propiedad se explota ampliamente en el uso de una sonda térmica electrónica para separar los diamantes de sus imitaciones. Estas sondas consisten en un par de termistores alimentados por batería montados en una punta fina de cobre . Un termistor funciona como un dispositivo de calentamiento mientras que el otro mide la temperatura de la punta de cobre: si la piedra que se está probando es un diamante, conducirá la energía térmica de la punta lo suficientemente rápido como para producir una caída de temperatura medible. Como la mayoría de los simuladores son aislantes térmicos, el calor del termistor no se conducirá. Esta prueba dura aproximadamente de 2 a 3 segundos. La única posible excepción es la moissanita, que tiene una conductividad térmica similar a la del diamante: las sondas más antiguas pueden ser engañadas por la moissanita, pero los comprobadores de conductividad térmica y eléctrica más nuevos son lo suficientemente sofisticados como para diferenciar los dos materiales. El último desarrollo es el recubrimiento de nanodiamante, una capa extremadamente fina de material de diamante. Si no se prueba correctamente, puede mostrar las mismas características que un diamante.
La conductancia eléctrica de un diamante sólo es relevante para las piedras azules o gris azuladas, porque el boro intersticial responsable de su color también las convierte en semiconductoras . Por lo tanto, un diamante azul sospechoso puede confirmarse si completa un circuito eléctrico con éxito.
El diamante ha sido imitado por materiales artificiales durante cientos de años; los avances en la tecnología han visto el desarrollo de imitadores cada vez mejores con propiedades cada vez más cercanas a las del diamante. Aunque la mayoría de estos imitadores eran característicos de un período de tiempo determinado, sus grandes volúmenes de producción aseguraron que todos ellos siguieran encontrándose con distinta frecuencia en la joyería del presente. Casi todos fueron concebidos inicialmente para su uso previsto en alta tecnología , como medios láser activos , varistores y memoria de burbuja . Debido a su oferta actual limitada, los coleccionistas pueden pagar un precio superior por los tipos más antiguos.
La columna "índice(s) de refracción" muestra un índice de refracción para sustancias de refracción simple y un rango para sustancias de refracción doble.
La formulación de vidrio de sílex utilizando plomo , alúmina y talio para aumentar el índice de refracción y la dispersión comenzó a fines del período barroco . El vidrio de sílex se transforma en brillantes y, cuando se corta en fresco, puede ser una imitación sorprendentemente eficaz del diamante. Conocido como diamantes de imitación, pastas o strass, los imitadores de vidrio son una característica común de la joyería antigua ; en tales casos, los diamantes de imitación pueden ser artefactos históricos valiosos por derecho propio. La gran suavidad (por debajo de la dureza 6) impartida por el plomo significa que los bordes y las caras de las facetas de un diamante de imitación se redondearán y rayarán rápidamente. Junto con las fracturas concoideas y las burbujas de aire o líneas de flujo dentro de la piedra, estas características hacen que las imitaciones de vidrio sean fáciles de detectar con solo un aumento moderado. En la producción contemporánea, es más común que el vidrio se moldee en lugar de cortarlo en forma: en estas piedras, las facetas serán cóncavas y los bordes de las facetas redondeados, y también pueden estar presentes marcas de molde o costuras. El vidrio también se ha combinado con otros materiales para producir compuestos.
Los primeros diamantes artificiales cristalinos simulados fueron el zafiro blanco sintético (Al2O3 , corindón puro ) y la espinela (MgO·Al2O3 , óxido de magnesio y aluminio puro ). Ambos se han sintetizado en grandes cantidades desde la primera década del siglo XX mediante el proceso de Verneuil o fusión por llama, aunque la espinela no se utilizó ampliamente hasta la década de 1920. El proceso Verneuil implica un soplete de oxhidrógeno invertido , con polvo de alimentación purificado mezclado con oxígeno que se alimenta cuidadosamente a través del soplete. El polvo de alimentación cae a través de la llama de oxhidrógeno, se derrite y aterriza en un pedestal giratorio y que desciende lentamente debajo. La altura del pedestal se ajusta constantemente para mantener su parte superior en la posición óptima debajo de la llama, y durante varias horas el polvo fundido se enfría y cristaliza para formar un solo cristal pediculado en forma de pera o bola . El proceso es económico, ya que se obtienen cristales de hasta 9 centímetros (3,5 pulgadas) de diámetro. Las bolas de cristal cultivadas mediante el moderno proceso Czochralski pueden pesar varios kilogramos.
El zafiro sintético y la espinela son materiales duraderos (dureza 9 y 8) que se pule bien; sin embargo, debido a su IR mucho menor en comparación con el diamante (1,762-1,770 para el zafiro, 1,727 para la espinela), son "sin vida" cuando se cortan. (El zafiro sintético también es anisotrópico , lo que lo hace aún más fácil de detectar). Sus bajos IR también significan una dispersión mucho menor (0,018 y 0,020), por lo que incluso cuando se cortan en brillantes carecen del fuego del diamante. Sin embargo, la espinela sintética y el zafiro fueron simuladores de diamantes populares desde la década de 1920 hasta fines de la década de 1940, cuando comenzaron a aparecer simuladores más nuevos y mejores. Ambos también se han combinado con otros materiales para crear compuestos. Los nombres comerciales que alguna vez se usaron para el zafiro sintético incluyen Diamondette , Diamondite , Jourado Diamond' y Thrilliant . Los nombres de la espinela sintética incluían Corundolite , Lustergem , Magalux y Radiant .
El primero de los imitadores ópticamente "mejorados" fue el rutilo sintético (TiO2 , óxido de titanio puro ). Introducido en 1947-48, el rutilo sintético posee una gran vida útil una vez tallado, quizás demasiada para un imitador de diamante. El IR y la dispersión del rutilo sintético (2,8 y 0,33) son tan superiores a los del diamante que los brillantes resultantes parecen casi ópalos en su despliegue de colores prismáticos. El rutilo sintético también es doblemente refractivo: aunque algunas piedras se cortan con la mesa perpendicular al eje óptico para ocultar esta propiedad, simplemente inclinando la piedra se revelarán las facetas posteriores duplicadas.
El éxito continuo del rutilo sintético también se vio obstaculizado por el inevitable tinte amarillo del material, que los productores nunca pudieron remediar. Sin embargo, el rutilo sintético en una gama de colores diferentes, incluidos azules y rojos, se produjo utilizando varios dopantes de óxido metálico. Estas y las piedras casi blancas fueron extremadamente populares, aunque irreales. El rutilo sintético también es bastante blando (dureza ~6) y quebradizo, y por lo tanto se desgasta mal. Se sintetiza a través de una modificación del proceso Verneuil, que utiliza un tercer tubo de oxígeno para crear un quemador tricónico ; esto es necesario para producir un monocristal, debido a las pérdidas de oxígeno mucho mayores involucradas en la oxidación del titanio. La técnica fue inventada por Charles H. Moore, Jr. en National Lead Company (más tarde NL Industries ), con sede en South Amboy , Nueva Jersey . National Lead y Union Carbide fueron los principales productores de rutilo sintético, y la producción anual máxima alcanzó los 750.000 quilates (150 kg). Algunos de los muchos nombres comerciales aplicados al rutilo sintético incluyen: Astryl , Diamothyst , Gava o Java Gem , Meredith , Miridis , Rainbow Diamond , Rainbow Magic Diamond , Rutania , Titangem , Titania y Ultamite .
En National Lead también se llevó a cabo una investigación sobre la síntesis de otro compuesto de titanio, el titanato de estroncio ( Sr TiO 3 , tausonita pura). La investigación fue realizada a fines de la década de 1940 y principios de la de 1950 por Leon Merker y Langtry E. Lynd, quienes también utilizaron una modificación tricónica del proceso Verneuil. Tras su introducción comercial en 1955, el titanato de estroncio reemplazó rápidamente al rutilo sintético como el simulador de diamante más popular. Esto se debió no solo a la novedad del titanato de estroncio, sino también a su óptica superior: su IR (2,41) es muy cercano al del diamante, mientras que su dispersión (0,19), aunque también muy alta, fue una mejora significativa con respecto al despliegue psicodélico del rutilo sintético. También se utilizaron dopantes para dar al titanato sintético una variedad de colores, incluidos el amarillo, el naranja, el rojo, el azul y el negro. El material también es isótropo como el diamante, lo que significa que no hay una duplicación de facetas que distraiga como la que se observa en el rutilo sintético.
El único inconveniente importante del titanato de estroncio (si se excluye el exceso de fuego) es su fragilidad. Es más blando (dureza 5,5) y más frágil que el rutilo sintético; por este motivo, el titanato de estroncio también se combinaba con materiales más duraderos para crear compuestos. Por lo demás, era el mejor simulador que existía en ese momento y, en su pico de producción anual, era de 1,5 millones de quilates (300 kg). Debido a la cobertura de patentes , toda la producción estadounidense estaba a cargo de National Lead, mientras que grandes cantidades se producían en el extranjero por Nakazumi Company de Japón . Los nombres comerciales del titanato de estroncio incluían Brilliante , Diagem , Diamontina , Fabulite y Marvelite .
A partir de 1970, aproximadamente, el titanato de estroncio comenzó a ser reemplazado por una nueva clase de imitaciones de diamantes: los " granates sintéticos ". Estos no son granates verdaderos en el sentido habitual porque son óxidos en lugar de silicatos , pero comparten la estructura cristalina del granate natural (ambos son cúbicos y, por lo tanto, isótropos) y la fórmula general A 3 B 2 C 3 O 12 . Mientras que en los granates naturales C siempre es silicio , y A y B pueden ser uno de varios elementos comunes , la mayoría de los granates sintéticos están compuestos de elementos poco comunes de tierras raras. Son los únicos imitadores de diamantes (aparte de los diamantes de imitación) sin contrapartes naturales conocidas: gemológicamente, es mejor denominarlos artificiales en lugar de sintéticos , porque este último término se reserva para materiales hechos por el hombre que también se pueden encontrar en la naturaleza.
Aunque se han logrado cultivar con éxito varios granates artificiales, solo dos han llegado a ser importantes como simuladores de diamantes. El primero fue el granate de itrio y aluminio (YAG; Y3Al5O12 ) a finales de los años 1960. Se producía (y todavía se produce) mediante el proceso Czochralski, o de extracción de cristales, que implica el crecimiento a partir de la masa fundida. Se utiliza un crisol de iridio rodeado de una atmósfera inerte , en el que se funden óxido de itrio y óxido de aluminio y se mezclan a una temperatura cuidadosamente controlada cercana a los 1980 °C. Se une un pequeño cristal semilla a una varilla, que se baja sobre el crisol hasta que el cristal entra en contacto con la superficie de la mezcla fundida. El cristal semilla actúa como un sitio de nucleación ; la temperatura se mantiene estable en un punto en el que la superficie de la mezcla está justo por debajo del punto de fusión. La varilla se gira y se retrae de forma lenta y continua, y la mezcla extraída cristaliza al salir del crisol, formando un único cristal en forma de bola cilíndrica. La pureza del cristal es extremadamente alta y mide normalmente 5 cm (2 pulgadas) de diámetro y 20 cm (8 pulgadas) de longitud, y pesa 9.000 quilates (1,75 kg).
La dureza YAG (8,25) y la falta de fragilidad fueron grandes mejoras con respecto al titanato de estroncio, y aunque su IR (1,83) y dispersión (0,028) eran bastante bajos, fueron suficientes para dar a los YAG de talla brillante un fuego perceptible y un buen brillo (aunque todavía mucho menor que el diamante). También se produjeron varios colores diferentes con la adición de dopantes, incluidos el amarillo, el rojo y un verde vivo, que se usó para imitar la esmeralda . Los principales productores incluyeron Shelby Gem Factory de Michigan, Litton Systems, Allied Chemical , Raytheon y Union Carbide; la producción mundial anual alcanzó un máximo de 40 millones de quilates (8000 kg) en 1972, pero cayó drásticamente después. Los nombres comerciales para YAG incluyeron Diamonair , Diamonique , Gemonair , Replique y Triamond .
Aunque la saturación del mercado fue una de las razones de la caída de los niveles de producción de YAG, otra fue la reciente introducción de otro granate artificial importante como simulador de diamante, el granate de gadolinio y galio ( GGG; Gd3Ga5O12 ). Producido de forma muy similar al YAG (pero con un punto de fusión más bajo de 1750 °C), el GGG tenía un IR (1,97) cercano y una dispersión (0,045) casi idéntica a la del diamante. El GGG también era lo suficientemente duro (dureza 7) y resistente como para ser una piedra preciosa eficaz, pero sus ingredientes también eran mucho más caros que los del YAG. Igualmente perjudicial era la tendencia del GGG a volverse marrón oscuro tras la exposición a la luz solar u otra fuente ultravioleta: esto se debía al hecho de que la mayoría de las gemas GGG se fabricaban a partir de material impuro que se rechazaba para uso tecnológico. La gravedad específica de GGG (7,02) es también la más alta de todos los diamantes simulados y una de las más altas de todas las piedras preciosas, lo que hace que las gemas sueltas de GGG sean fáciles de detectar comparando sus dimensiones con sus pesos esperados y reales. En relación con sus predecesores, GGG nunca se produjo en cantidades significativas; se volvió más o menos desconocido a fines de la década de 1970. Los nombres comerciales de GGG incluían Diamonique II y Galliant .
La zirconia cúbica o CZ (ZrO 2 ; dióxido de zirconio —que no debe confundirse con el circón , un silicato de zirconio ) dominó rápidamente el mercado de los simuladores de diamantes tras su introducción en 1976, y sigue siendo el simulador más importante desde el punto de vista gemológico y económico. La CZ se había sintetizado desde 1930, pero solo en forma de cerámica : el crecimiento de CZ monocristalino requeriría un enfoque radicalmente diferente de los utilizados para los simuladores anteriores debido al punto de fusión extremadamente alto de la zirconia (2750 °C), insostenible en cualquier crisol. La solución encontrada implicó una red de tuberías de cobre llenas de agua y bobinas de calentamiento por inducción de radiofrecuencia ; esta última para calentar el polvo de alimentación de zirconia, y la primera para enfriar el exterior y mantener una "piel" de retención de menos de 1 milímetro de espesor. El CZ fue cultivado en un crisol propio, una técnica llamada crisol frío (en referencia a los tubos de enfriamiento) o crisol de calavera (en referencia a la forma del crisol o de los cristales cultivados).
A presión estándar, el óxido de circonio normalmente cristalizaría en el sistema cristalino monoclínico en lugar del cúbico: para que los cristales cúbicos crezcan, se debe utilizar un estabilizador. Este suele ser óxido de itrio (III) u óxido de calcio . La técnica del crisol de cráneo fue desarrollada por primera vez en la década de 1960 en Francia , pero fue perfeccionada a principios de la década de 1970 por científicos soviéticos bajo la dirección de V. V. Osiko en el Instituto de Física Lebedev en Moscú . En 1980, la producción mundial anual había alcanzado los 50 millones de quilates (10 000 kg).
La dureza (8-8,5), el índice de refracción (2,15-2,18, isotrópico), la dispersión (0,058-0,066) y el bajo coste del material hacen del CZ el imitador más popular del diamante. Sin embargo, sus constantes ópticas y físicas son variables, debido a los diferentes estabilizadores utilizados por los distintos productores. Hay muchas formulaciones de circonia cúbica estabilizada. Estas variaciones cambian notablemente las propiedades físicas y ópticas. Aunque el parecido visual del CZ es lo suficientemente parecido al diamante como para engañar a la mayoría de quienes no manipulan diamantes con regularidad, el CZ suele dar ciertas pistas. Por ejemplo: es algo frágil y lo suficientemente blando como para presentar arañazos tras un uso normal en joyería; suele ser internamente impecable y completamente incoloro (mientras que la mayoría de los diamantes tienen algunas imperfecciones internas y un tinte amarillento); su gravedad específica (5,6-6) es alta; y su reacción bajo la luz ultravioleta es de un beige distintivo. La mayoría de los joyeros utilizan una sonda térmica para comprobar todos los diamantes sospechosos, una prueba que se basa en la conductividad térmica superlativa del diamante (el CZ, como casi todos los demás imitadores de diamantes, es un aislante térmico). El CZ se fabrica en varios colores diferentes destinados a imitar a los diamantes de fantasía (por ejemplo, de amarillo a marrón dorado, naranja, de rojo a rosa, verde y negro opaco), pero la mayoría de estos no se aproximan al diamante real. La circonia cúbica se puede recubrir con carbono similar al diamante para mejorar su durabilidad, pero aún así se detectará como CZ mediante una sonda térmica.
Hasta la introducción de la moissanita (SiC; carburo de silicio ) en 1998, la CZ prácticamente no tenía competencia . La moissanita es superior a la zirconia cúbica en dos aspectos: su dureza (8,5–9,25) y su baja gravedad específica (3,2). La primera propiedad da como resultado facetas que a veces son tan nítidas como las de un diamante, mientras que la segunda propiedad hace que la moissanita simulada sea algo más difícil de detectar cuando no está engastada (aunque sigue siendo lo suficientemente dispar como para detectarla). Sin embargo, a diferencia del diamante y la zirconia cúbica, la moissanita es fuertemente birrefringente. Esto se manifiesta como el mismo efecto de "visión de borracho" que se observa en el rutilo sintético, aunque en menor grado. Toda la moissanita se corta con la mesa perpendicular al eje óptico para ocultar esta propiedad desde arriba, pero cuando se observa con aumento y solo con una ligera inclinación, la duplicación de facetas (y cualquier inclusión) es fácilmente evidente.
Las inclusiones que se observan en la moissanita también son características: la mayoría tendrá tubos de crecimiento finos, blancos y subparalelos o agujas orientadas perpendicularmente a la tabla de la piedra. Es concebible que estos tubos de crecimiento puedan confundirse con los agujeros perforados con láser que a veces se ven en el diamante (ver mejora del diamante ), pero los tubos estarán notablemente duplicados en la moissanita debido a su birrefringencia. Al igual que el rutilo sintético, la producción actual de moissanita también está plagada de un tinte todavía ineludible, que generalmente es un verde parduzco. También se ha producido una gama limitada de colores de fantasía, siendo los dos más comunes el azul y el verde.
Los minerales naturales que (cuando se cortan) se parecen ópticamente a los diamantes blancos son raros, porque las impurezas traza que suelen estar presentes en los minerales naturales tienden a impartir color. Los primeros imitadores del diamante fueron el cuarzo incoloro (una forma de sílice , que también forma la obsidiana , el vidrio y la arena ), el cristal de roca (un tipo de cuarzo), el topacio y el berilo ( goshenita ); todos ellos son minerales comunes con una dureza superior a la media (7-8), pero todos tienen un IR bajo y, en consecuencia, una dispersión baja. Los cristales de cuarzo bien formados a veces se ofrecen como "diamantes", siendo un ejemplo popular los llamados " diamantes Herkimer " extraídos en el condado de Herkimer, Nueva York . La gravedad específica del topacio (3,50-3,57) también se encuentra dentro del rango del diamante.
Desde una perspectiva histórica, el imitador natural más notable del diamante es el circón. También es bastante duro (7,5), pero lo que es más importante, muestra un fuego perceptible cuando se corta, debido a su alta dispersión de 0,039. El circón incoloro se ha extraído en Sri Lanka durante más de 2000 años; antes del advenimiento de la mineralogía moderna , se pensaba que el circón incoloro era una forma inferior de diamante. Se lo llamó "diamante Matara" por su ubicación de origen. Todavía se lo encuentra como un imitador de diamante, pero la diferenciación es fácil debido a la anisotropía del circón y su fuerte birrefringencia (0,059). También es notoriamente frágil y a menudo muestra desgaste en los bordes de la faja y las facetas.
Mucho menos común que el circón incoloro es la scheelita incolora . Su dispersión (0,026) también es lo suficientemente alta como para imitar al diamante, pero aunque es muy brillante, su dureza es demasiado baja (4,5-5,5) para mantener un buen pulido. También es anisotrópica y bastante densa (SG 5,9-6,1). La scheelita sintética producida mediante el proceso Czochralski está disponible, pero nunca se ha utilizado ampliamente como simulador de diamante. Debido a la escasez de scheelita natural de calidad gema, es mucho más probable que la scheelita sintética la simule que el diamante. Un caso similar es la cerusita carbonatada ortorrómbica , que es tan frágil (muy quebradiza con cuatro direcciones de buena clivaje) y blanda (dureza 3,5) que nunca se ve engastada en joyería, y solo ocasionalmente se ve en colecciones de gemas porque es muy difícil de cortar. Las gemas de cerusita tienen un brillo adamantino, un IR alto (1,804–2,078) y una alta dispersión (0,051), lo que las convierte en piezas de colección atractivas y valiosas. Además de su suavidad, se distinguen fácilmente por la alta densidad de la cerusita (SG 6,51) y la anisotropía con birrefringencia extrema (0,271).
Debido a su rareza, los diamantes de colores de fantasía también se imitan, y el circón también puede cumplir esta función. La aplicación de un tratamiento térmico al circón marrón puede crear varios colores brillantes: los más comunes son el azul cielo, el amarillo dorado y el rojo. El circón azul es muy popular, pero no necesariamente es de color estable; la exposición prolongada a la luz ultravioleta (incluido el componente UV de la luz solar) tiende a blanquear la piedra. El tratamiento térmico también confiere mayor fragilidad al circón y a las inclusiones características.
Otro mineral candidato frágil es la esfalrita (blenda de cinc). El material de calidad gema suele ser de un amarillo fuerte a marrón miel, naranja, rojo o verde; su IR muy alto (2,37) y dispersión (0,156) hacen que sea una gema extremadamente brillante y ardiente, y también es isotrópica. Pero aquí también, su baja dureza (2,5-4) y su clivaje dodecaédrico perfecto impiden el amplio uso de la esfalrita en joyería. Dos miembros ricos en calcio del grupo del granate se comportan mucho mejor: estos son la grosularita (generalmente naranja parduzco, rara vez incolora, amarilla, verde o rosa) y la andradita . Este último es el más raro y costoso de los granates, con tres de sus variedades: topazolita (amarilla), melanita (negra) y demantoide (verde) -a veces se ven en joyería. El demantoide (literalmente "similar al diamante") en particular ha sido apreciado como piedra preciosa desde su descubrimiento en los Montes Urales en 1868; Es una característica destacada de la joyería antigua rusa y de estilo Art Nouveau . La titanita o esfena también se ve en la joyería antigua; suele ser de algún tono verde chartreuse y tiene un brillo, índice de refracción (IR) (1,885-2,050) y dispersión (0,051) lo suficientemente altos como para confundirse con el diamante, aunque es anisotrópica (una birrefringencia alta de 0,105-0,135) y blanda (dureza 5,5).
Descubierta en la década de 1960, la variedad tsavorita de la grosularia, de un verde intenso, también es muy popular. Tanto la grosularia como la andradita son isótropas y tienen índices de refracción relativamente altos (alrededor de 1,74 y 1,89 respectivamente) y dispersiones altas (0,027 y 0,057), y la del demantoide supera a la del diamante. Sin embargo, ambas tienen una dureza baja (6,5-7,5) e invariablemente poseen inclusiones atípicas para el diamante; las "colas de caballo" de bissolita que se ven en el demantoide son un ejemplo sorprendente. Además, la mayoría son muy pequeñas, por lo general de menos de 0,5 quilates (100 mg) de peso. Sus brillos varían de vítreos a subadamantinos, a casi metálicos en la melanita, generalmente opaca, que se ha utilizado para simular el diamante negro. Algunas espinelas naturales también son de un negro intenso y podrían cumplir este mismo propósito.
Como el titanato de estroncio y el vidrio son demasiado blandos para sobrevivir al uso como piedra de anillo, se han utilizado en la construcción de diamantes dobles o compuestos que simulan diamantes. Los dos materiales se utilizan para la parte inferior (pabellón) de la piedra, y en el caso del titanato de estroncio, se utiliza un material mucho más duro (normalmente espinela sintética incolora o zafiro) para la mitad superior (corona). En los dobletes de vidrio, la parte superior está hecha de granate almandino ; normalmente es una lámina muy fina que no modifica el color general del cuerpo de la piedra. Incluso ha habido informes de dobletes de diamante sobre diamante, en los que un empresario creativo [ ¿quién? ] ha utilizado dos pequeñas piezas de diamante en bruto para crear una piedra más grande.
En los dobletes de titanato de estroncio y de diamante, se utiliza un epoxi para unir las dos mitades. El epoxi puede emitir fluorescencia bajo la luz ultravioleta y puede haber residuos en el exterior de la piedra. La parte superior de granate de un doblete de vidrio está físicamente fusionada con su base, pero en este y en los otros tipos de dobletes se suelen ver burbujas de aire aplanadas en la unión de las dos mitades. También se ve fácilmente una línea de unión cuya posición es variable; puede estar por encima o por debajo del cinturón, a veces en ángulo, pero rara vez a lo largo del cinturón mismo.
El simulador compuesto más reciente implica la combinación de un núcleo de CZ con una capa exterior de diamante amorfo creado en laboratorio . El concepto imita eficazmente la estructura de una perla cultivada (que combina una perla central con una capa exterior de revestimiento de perla), solo realizada para el mercado de diamantes.