In letzter Zeit erhielten wir vermehrt Anfragen von DGemG-Mitgliedern, sowie Seminarteilnehmer*innen bezüglich des Umgangs mit Diamanttestgeräten und der möglichen Verwechslung von Diamant und synthetischem Moissanit. Hierüber wurde bereits in einem älteren Blogbeitrag berichtet.

Die vorliegende DGemG-Information soll nun den Umgang mit Diamanttestgeräten im Allgemeinen, sowie mögliche Anwendungen und Fehlerquellen bei der Untersuchung vorstellen.

Abb. 2: Messung mit einem Diamant-Tester, der sowohl die Wärme- als auch elektrische Leitfähigkeit bestimmt. Wichtig ist die Platzierung des Steins auf einer Metallplatte. Foto: Q. Wang, DGemG.

Aktuelle Diamanttester sind Geräte, die sowohl die thermische als auch die elektrische Leitfähigkeit messen. Beim Kauf ist es wichtig darauf zu achten, dass es sich um ein solches Kombinationsgerät handelt und nicht um eines der früher verwendeten Geräte, die nur die thermische Leitfähigkeit messen, da hierüber allein die Unterscheidung zwischen Diamant und synthetischem Moissanit nicht möglich ist.

Beim Umgang mit dem Diamanttester ist zu beachten, dass zum einen der zu testende Stein vollständig gesäubert ist. Auch einzelne Staubpartikel können die Messung verfälschen. Zum anderen sollte stets auf die korrekten Messbedingungen geachtet werden. Hierzu sollte die Messspitze stets im 90°-Winkel aufgesetzt werden. Zudem sollte der zu testende Stein stets Kontakt zu einem elektrisch leitfähigen Material haben, das heißt bei losen Steinen sollte die mitgelieferte metallische Messschiene verwendet werden, bei gefassten Steinen ist die Fassung selbst i.d.R. elektrisch leitfähig. Es empfiehlt sich nicht nur eine Messung durchzuführen, sondern die Messung mehrfach zu wiederholen.

Grundlegend gibt es bei der Anwendung des Gerätes vier mögliche Resultate (siehe auch Tabelle 1):

1. Bei Imitationen und Ersatzsteinen, die eine niedrige thermische Leitfähigkeit besitzen (z.B. Cubic Zirconia), reagiert das Gerät nicht, es erfolgt keine Anzeige.
2. Bei Imitationen und Ersatzsteinen, die eine höhere thermische Leitfähigkeit besitzen (z.B. Korund), reagiert das Gerät und zeigt Imitation an.
3. Bei synthetischem Moissanit reagiert das Gerät und zeigt Moissanite an.
4. Bei natürlichen und synthetischen Diamanten reagiert das Gerät, gibt ein akustisches Signal und zeigt Diamond an. Es sei zu beachten, dass solche Diamanttestgeräte nicht zwischen natürlichen und synthetischen Diamanten unterscheiden können!

Darüber hinaus ertönt bei Berühren der Fassung ebenfalls ein akustisches Signal. Für eine sichere Identifikation empfiehlt es sich grundsätzlich stets ein weiteres positives Merkmal zu bestimmen, da es im Ausnahmefall trotz korrekter Anwendung materialbedingt zu falschen Ergebnissen kommen kann (siehe auch Tabelle 1):

1. Zur Unterscheidung von Diamant und synthetischem Moissanit misst der Diamanttester die elektrische Leitfähigkeit. Diamanten sind elektrische Isolatoren, synthetische Moissanite hingegen elektrisch leitfähig. Durch bestimmte Dotierungen jedoch kann die elektrische Leitfähigkeit von synthetischem Moissanit verringert werden (siehe Henn, 2021). Solche Steine kann der Diamanttester nicht korrekt identifizieren, sie werden fälschlicherweise als Diamond bestimmt.
   Aus diesem Grund empfiehlt es sich bei der Anzeige Diamond stets ein weiteres positives Merkmal zur Unterscheidung zwischen Diamant und synthetischem Moissanit zu untersuchen, beispielsweise den Lichtbrechungsindex, die Dichte oder die Doppelbrechung von synthetischem Moissanit.

2. Synthetische Diamanten könnten fälschlicherweise als Moissanite identifiziert werden. Zum einen kann dies bei HPHT-Synthesen beobachtet werden, die metallische Einschlüsse besitzen, welche eine elektrische Leitfähigkeit verursachen. Zum anderen werden synthetische Diamanten (HPHT und CVD) gelegentlich mit sehr geringen Konzentrationen an Bor dotiert (Griffith & Dupuy, 2021), wodurch ebenfalls eine elektrische Leitfähigkeit verursacht wird. Zur Unterscheidung von synthetischem Moissanit empfiehlt sich daher ebenfalls ein weiteres positives Merkmal zu testen (siehe Punkt 1).

3. Blaue natürliche und synthetische Diamanten könnten ebenfalls fälschlicherweise als Moissanite identifiziert werden. Ursächlich hierfür ist das Spurenelement Bor (B), welches auch die blaue Farbe verursacht. Bor verleiht natürlichen und synthetischen Diamanten Halbleitereigenschaften, sie werden elektrisch leitfähig und der Diamanttester kann sie somit nicht mehr korrekt identifizieren (zur Unterscheidung von synthetischem Moissanit siehe Punkt 1). Zu beachten sei, dass bei sehr geringen Borkonzentrationen auch die korrekte Identifikation Diamond erfolgen kann.
   Künstlich bestrahlte blaue Diamanten, sowie synthetische bestrahlte blaue Diamanten enthalten i.d.R. kein Bor, sind deshalb nicht elektrisch leitfähig und werden somit korrekt als Diamond identifiziert.

4. Auch schwarze naturfarbene Diamanten sowie (HP)HT-behandelte schwarze Diamanten (Graphitisierung) könnten fälschlicherweise als Moissanite identifiziert werden. Ursächlich hierfür ist ebenfalls ihre elektrische Leitfähigkeit, die in diesen Fällen durch die Graphiteinschlüsse verursacht werden, die den Diamanten durch ihre Eigenfarbe schwarz erscheinen lassen.
   Zu beachten sei, dass bei geringer Konzentration an Graphiteinschlüssen auch die korrekte Anzeige Diamond erfolgen kann.

Weitere Unterscheidungskriterien zwischen (natürlichem und synthetischem) Diamant und seinen Imitationen bzw. möglichen Ersatzsteinen ergeben sich insbesondere durch die klassische gemmologische Untersuchung der Lichtbrechungsindizes, der Doppelbrechung oder (bei losen Steinen) der Dichte. Die Lichtbrechungsindizes können näherungsweise mit Reflektometern („Digitalrefraktometern“) bestimmt werden. Die Einfach- bzw. Doppelbrechung kann mittels des Polariskops unterschieden werden. Bei Verwechslungen und Imitationen mit hoher maximaler Doppelbrechung (z.B. Zirkon, synthetischer Moissanit, synthetisches Rutil) kann die Doppelbrechung anhand ihrer typischen Facettenkantenverdopplung auch mit Hilfe des Mikroskops oder der Lupe identifiziert werden. Die Dichte kann absolut mit der hydrostatischen Waage bestimmt werden, bzw. bei runden Brillantschliffen auch näherungsweise mittels der Scharffenbergformel.

Darüber hinaus kann eine sichere Unterscheidung auch mit weiterführenden Geräten gewährleistet werden. Für die Materialbestimmung hat sich in den letzten Jahren insbesondere die Ramanspektroskopie als zielführend erwiesen.

Die Unterscheidung von (natürlichen und synthetischen) Diamanten von synthetischem Moissanit kann darüber hinaus auch durch Messung der UV-Transparenz mittels UV/Vis/NIR-Spektrometern erfolgen. Zur Messung der UV-Transparenz wurden in den letzten Jahren auch Testgeräte entwickelt, die farblose Diamanten (< J) vom Typ I von Typ II-Diamanten unterscheiden können. Die neuere Generation dieser Geräte (z.B. Smartpro Optimum I, Presidium Adamas) ermöglicht zusätzlich auch die Identifikation von (farblosen) Moissaniten.

Eine Zusammenfassung der vorangehend beschriebenen möglichen Untersuchungsergebnisse beim Testen mit Kombinationsgeräten zur Messung der thermischen und elektrischen Leitfähigkeit können Sie hier als PDF herunterladen.

Autor

Dr. Tom Stephan, DGemG
© 2022

Literatur

Henn, U. (2021): DGemG-Information: Vorsicht bei der Bestimmung von synthetischem Moissanit.- http://www.dgemg.com/images/PDF-Newsletter/Newsletter3_2021/Vorsicht_bei_der_Bestimmung_von_synthetischem_Moissanit.pdf

Griffith, J. & Dupuy, H. (2021): Near-Colourless HPHT-grown Synthetic Diamonds that Test as Synthetic Moissanite.- Journal of Gemmology 37, 6, 575-577.