Спосіб забарвлення безкольорових натуральних алмазів

Посилання на однорідні заявки Ця заявка базується на раніше поданої заявці №60/150979 від 25 серпня 1999p., відповідно до § 119 розділу 35 Звіду законів США, яка приведена в тексті цієї заявки. Обгрунтування винаходу Цей винахід належить в основному до виробництва фантазійних неонових жовто-зелених алмазів коштовної якості і, зокрема, до виробництва фантазійних алмазів коштовної якості з безбарвних, або так званих коричневих алмазів низької якості. Алмази звичайно розділяють на чотири основні типи, такі як Тип Іа, l, Тип llа і Тип llb. Насправді між цими чотирма типами існують невеликі модіфікації по концентрації і розподілу домішок, які утворюють додаткові проміжні градації. Алмаз Типу І у якості основної домішки містить азот. В алмазі типу Іа азот існує в агломерированому стані у виді так званих пар, А -центрів (Тип ІаА), або гр упи з 4-х атомів, названих Вцентрами (Тип ІаВ), або у вигляді суміші того й іншого в Типі ІаА/В, в алмазі Типу Іb азот присутній у вигляді ізольованих одиночних атомів, названих С-центрами. Деякі алмази містять групи з трьох атомів, названих N3-центрами. 98% усіх натуральних алмазів належать до типу Іа. Тип Іb є більш рідкісним і його кількість складає 0,8% від натуральних каменів. Алмази Типу Іа мають дефекти у вигляді бляшок, що являють собою невеликі пласкі включення товщиною з декількох атомів та з 300 атомів у перетину, та можуть містити азот у неспецифічній формі. Алмази Типу Іа можуть містити пустоти, які є рівноосьові, наприклад, у вигляді пор у невідомій формі, що заповнені або незаповнені азотом. Пустоти мають тенденцію спостерігатися в алмазах Типу Іа А/В або Типу ІаВ. Можливо, що всі алмази, що містять азот, виникли з Типу Іb, де є ізольовані атоми азоту (С-центри), які виникли в кристалі під час його росту. Протягом довгого періоду часу (можливо до 1млрд. років) алмази опалювалися у надрах центра землі при температурах 1000-1300°С и високому тиску. Протягом цього часу атоми азоту пропускали в кристалах і формували два типи сполучень, названих парами (Α-центри) або груп з 4-х атомів азоту (В-центри). 4С>2А>1В [1] Можливо, що групи з чотирьох атомів азоту (В-центри) формувалися, коли пари атомів азоту (Α-центри) мігрували, взаємодіючи один з одним. Таким чином, прогрес можливо був від атомів Типу Іb до Типу Іа А, до типу ІаА/ В і далі до Типу ІаВ. Невелика кількість азоту може бути агломерована в N3-центри, яка являє собою три атоми азоту, що оточують звичайну пустоту і належать до однієї планарної матриці. Можливо, що такі центри формувалися, коли ізольований атом азоту (С-центр) поєднувався з парою азотних атомів (Α-центр) під час процесу агломерації. №-центри, звичайно, є менше стабільними за А- і В-центри, бо їх концентрація в алмазах Типу Іа відносно мала. Бляшки формуються як тільки опалення збільшується в напрямку формування Типу Іа А. Формування пустот, так само як і дезінтегрування деяких бляшок, має місце при виникненні груп В і виявляється під час опалювання алмазів Типу Іа В. Алмази Типу II не містять азоту. Алмази цього типу поділені на Тип llа і Тип llb. Алмази Типу llа не мають домішок. Алмази Типу lib містять бор у кількості декількох долей на мільйон (ррm) і є дуже рідкісними. Колір натуральних алмазів може варіюватися від прозорого і безбарвного до жовтого, жовтогарячого, червоного, блакитного, коричневого і навіть зеленого. Для натуральних алмазів коричневий відтінок є найбільш часто зустрічним. Він може попадатися в більш ніж 98% усіх добути х натуральних алмазів. Тип Іа алмазів , що містять азот, може бути безбарвним, якщо весь азот утримується в А- або В-центрах. Проте, якщо присутні ізольовані атоми (С-центри) або N3-центри, то алмази будуть мати жовтий відтінок, який найсильнішим чином залежить від концентрації в цих формах атомів азоту. Звичайно N3-центри роблять жовтий колір розмитим , що еталонується як «жовтий з поволокою», у той час як ізольовані атоми азоту (Сцентри) надають алмазу більш яскравий варіант кольору, «жовтий канарковий», якщо їх кількість достатньо висока. Невелика кількість жовтого в безбарвних алмазах може значно зменшити його ринкову вартість. Проте багатий глибокий жовтий колір може робити фантазійний жовтий, що дуже високо цінується на ринку. Варіювання концентрації N3 центрів в алмазах не тільки буде змінювати жовтий колір алмазів, але може збільшити його блискучість або якість виблиску алмазного світла. Електрони, що локалізовані на N3-центрі, поглинають світло в ультрафіолетовій області натурального світлового спектра та й у блакитній області видимого спектра випромінювання. В нормальному денному світлі біля 0,1 усієї енергії світла є ультрафіолетове випромінювання. Якщо концентрація N3-центрів в алмазі достатньо висока, порядком 100 ррm, то видиме блакитне світло буде сильно поглинатися алмазом, і він буде мати жовтий колір, що знижує вартість алмазу. Проте, якщо концентрація N3-центрів в алмазі буде зменшена при обробці так, що жовтий колір зникне, а залишені N3-центри можуть впливати на блиск алмазу при двухстадійному процесі. Спочатку, ультрафіолетовий фо тон поглинається N3-центром, енергія тимчасово утримується N3-центром. Частина її іде в кристал у вигляді фононі або енергії коливань (кристалічної) решітки. Після закінчення життєвого часу N3-центр буде випромінювати решту енергії у вигляді світла. Так як частина енергії втрачається, світло після випромінювання вже не належить до ультрафіолетової області спектра і випромінюється у видимій області спектра (технічний термін цього явища - «ультрафіолетове затухання»). Так як ми не бачимо ультрафіолетового світла, то ми не помічаємо, як він поглинається (комаха, наприклад бджола, яка може бачити ультрафіолетове світло, змогла би побачити блиск алмазу, при змінені поглинання ультрафіолетового світла N3-центрами). Все що ми бачимо, це велике поширення у видимій області спектра, тому алмаз стає надзвичайно яскравим. Таким чином, контрольоване зменшення N3- центрів в алмазі Типу Іа при будь-якій обробці буде збільшувати його цінність по двом причинам. По-перше, виключення N3-центрів зменшує або виключає жовтий відтінок алмазу. По-друге, N3-центри, що залишаються убудуть збільшува ти блиск алмазу в порівнянні з ідеальним Типом llа. Більшість видобутих природних Іа- алмазів мають коричневий колір. Коричневий колір може бути результатом змішання деяких основних кольорів. Один із шляхів його одержання - це змішання жовтого кольору, отриманого від ізольованих атомів азоту (С-центри) або N3-центрів, з чорним кольором від субмікроскопичних включень графіту. Поєднання жовтого і чорного кольорів буде давати коричневий колір. Інший шлях виникнення коричневого алмазу - змішати центр забарвлення, що дає зелений алмаз, із центром забарвлення, що дає червоний алмаз. Комбінації червоного і зеленого кольорів також дають коричневий колір. У дійсності існує безліч комбінацій кольорів, що дають коричневий. Таким чином, неможливо визначити центри «кольору», що визначають колір алмазу, шляхом безпосереднього аналізу кольора алмазу. Проте, зворотній процес є унікальним; це означає, що якщо знати тип та концентрацію центрів забарвлення в алмазі, то можна прогнозувати його результуючий колір. Алмази Типу II змінюють свій колір від безбарвного до глибокого блакитного. Алмази Типу llа є найбільш цінними, коли вони безкольорові. Можливо, що надлишкова механічна деформація і пластичність можуть надавати алмазам червоно-коричневий або рожевий відтінок, що значно зменшує їх вартість. Багато натуральних алмазів Типу llа мають цей кольоровий відтінок, і їх цінність, як ювелірного виробу, могла б бути вище, якби вони були безбарвними. Деякі алмази Типу llа мають сіро-сталевий димчастий відтінок, що також значно знижує їх цінність. Попередні спроби обробки алмазів Типу llа з метою збільшення їх цінності зазнали невдачі [див. G. Lenzen. Diamond & Diamond Grodiry, стор.207, Buttersworth, London (1983)]. Нейтронне й електронне опромінення, і наступна їх термічна обробка були причиною появи коричневого кольору у алмазів Типу llа, при цьому значно знизилась їх вартість. Алмази Типу llb мають блакитний колір, що обумовлено наявністю бора. Через надзвичайну якість і привабливий блакитний колір алмази Типу llв мають найвищу ціну за карат, як одиниці ювелірного виробу. У основному ціна алмазів є залежною функцією від їх кольору. Алмази фантазійного кольору, такі як, яскравого канаркового, блакитного, червоного, рожевого і зеленого вважаються надзвичайно якісними і мають найвищі ціни. Через їх винятковість, їх ринок не дуже великий, і вони звичайно продаються через аукціони «Сотбі» і «Крісті" [Sotheby's and Christi's ]. Коричневі алмази є винятком на ринку алмазів фантазійних кольорів. Коричневі алмази є звичайними, у минулому вони вважались бракованими і використовувалися в якості промислових алмазів і, відповідно були недорогими. Слідом за алмазами фантазійного кольору безбарвні алмази диктують найвищі ціни. Величина безбарвності впливає нелінейно на ціну алмазів. Навіть невелике включення жовтого кольору може значно зменшити ціну безбарвного алмазу. Щодо цін фантазійнозабарвлених, безкольорових і коричневих алмазів на світовому ринку існує зацікавленість у доведенні коричневих алмазів або до безбарвних, або до фантазійнозабарвлених. Для зміни кольору таких алмазів від непривабливих безкольорових до привабливих блакитних, зелених, жовтогарячих, чорних і жовтих використовували неодноразове опромінення. При цьому для виникнення в алмазах радіаційних центрів забарвлення використовувалися електрони, нейтрони, гама - промені й альфа частки. Нейтрони, гама- промені й електрони є кращими, тому що через їх високу проникаючу спроможність вони забезпечують більш рівномірне забарвлення алмазів. Проте, при використанні нейтрального опромінення існує зумовлена небезпека утворення в алмазах різних радіоактивних включень із-за нейтронної активації. Крім того альфа-частки, або електронне опромінення забезпечують тільки поверхневий колір, який не проникає усередину алмазу. Внаслідок різних способів радіаційної обробки в алмазі спочатку утворюються пустоти у вигляді GR-1 смуг у видимій частині спектра. Поглинання GR-1 центром породжує в алмазі зелений, зелено-блакитний, темноблакитний і навіть чорний кольори із-за наявності абсорбції при 740. 09нм і в інтервалі 412-430нм. Незаповнені центри забарвлення можуть бути модифіковані високотемпературним опалюванням і будуть давати колір від блакитного до рожевого, і від червоного до зеленого. Опалювання може проходити при температурах нижче 600°С, тому що при великій кількості пустот, що виникли при радіаційній обробці, рухливість азоту й інших включень в алмазі збільшується. Згодом пустоти в алмазі зникають і абсорбуються незаповненими частками, такими як вільні поверхні дислокації і граничні поверхні. При зникненні пустот їх вплив на колір алмазу також зменшується. Таким чином, колір алмазу поступово змінюється від блакитного до зеленого, до коричневого, до жовтого і чорного, та й навпаки до натурального кольору. Опалювання можна зупинити у будь-якій момент для одержання бажаного кольору. Багаторазовість опромінення та опалення може бути зроблена для майбутніх варіацій кольору. Донедавна, дослідники опалювали алмази при збільшенні високих температур для виключення в алмазі недоліків опромінення, оскільки по вартості оброблені алмази оцінюються менше, ніж натуральні. GR-1 смуга зникає з оптичних спектрів алмазу при температурах вище 400°С при зникненні пустот із кристала. Інші смуги в оптичних спектрах, що виникли опроміненням, далі існують при більш високих температурах. Значна інформація щодо опромінення і опалювання алмазів зберігається у вигляді ноу- ха у тими фірмами , що проводять таку обробку. Приклад способу такої обробки алмазів опроміненням і опалюванням був опублікований у номері Gems & Gemology, ХХХШ, сторінки 136-137 (Літо, 1997). Декілька однокаратних круглих дорогоцінних каменів були передані в лабораторію (GIA) на експертизу. Після спектроскопічного дослідження в лабораторії (GIA) прийшли до висновку, що алмази були оброблені . Крім того там зробили висновок , що алмази були оброблені опроміненням з наступним нагріванням до температури понад 1450°С. Хоча зумовні характеристики опромінення у вигляді смуг GR-1, при 741 нм, НІв і Ніс, що виникають в оптичних спектрах алмазу при послідовній обробці опроміненням і температурою в обох каменях були відсутні, камені мали поглинання в близькій інфрачервоній області при 985 нм. Незважаючи на те, що експертиза оброблених алмазів є більше мистецтвом} ніж наукою, звичайно вважається , що алмази, які показують піки при 595, 1936, 2024 нм «майже напевно є необробленими» (див. J.Wils et.al. Properties and Applications of Diamond, стор.91, Butters worth, London, 1991). Для опромінення і наступної термічної обробки вибирають алмази Типу Іа, у яких N3-центри надають слабкий жовтий відтінок. Переважно електронне або нейтронне опромінення цих каменів з подальшою термічною обробкою генерує в них центри Н3 (азот-пустота-азот) і Н4 (азот-азот-пустота-азот-азот), які після витримування каменів під світлом видимого діапазону надають їм приємний янтарно-золотий колір. Крім цього, в ультрафіолетовому спектрі центри Н3 флуоресцирують жовто-зеленим (див. E.Fritsch, "The Nature of Diamond" by G.E.Harlow, стор.35, Cambridge University Press, 1998). Центри Н3 і Н4 характеризуються смугами поглинання при 503 і 496 нм відповідно. В доповнення сказаному пустоти можуть взаємодіяти з одиночним атомом азоту (С-центр) і формува ти центр Н2 (азот- пустота). Цей центр H2 може забезпечувати кристалу зеленуватий колір, а оптичною характеристикою центру є вибрана смуга поглинання при 637,2 нм. При поглинанні світло абсорбується в червоному спектрі при 637 нм, а світло, що ви ходить із кристала, переміщується в зелений інтервал кольоровості. За результатами досліджень, проведеним у СІЕ лабораторії світло переміщується з +а (червоний) в - а (зелений) колір при такому перетворенні: V + А (Н3 (2) V + В (Н4 (3) [4] V + С ® Н2 Приблизно 10% енергії денного світла є ультрафіолетовим випромінюванням, яке непомітне людському оку. Ультрафіолетове випромінювання може збуджувати невидимі центри забарвлення в алмазі і змушує їх люмінесцирувати або флуоресцирувати у видимому інтервалі світла. Що стосується білих алмазів, то напевно, алмази, що не люмінесцирують, є більш привабливими, але це є предметом дискусії [див. Т. Mose et. al., Gems & Gemology 33(4) 244, 1997; А.Т. Collins, J. Gemology, XVIII, стор. 37-75, 1982]. Велика кольорова люмінесценція в алмазі надає чудової якості кольору, що нагадує неоновый світ, який зветься палаючим або ефірним світом. Хтось вважає цей подібний неоновому світлу колір дуже привабливим, інші - ні. Висока концентрація Α-центрів в алмазі може приглушати люмінесценцію від усіх центрів забарвлення. Якщо Α-центр розташований в алмазі поблизу центру забарвлення, ультрафіолетова компонента видимого світла, що поглинається центром, не буде ре-випромінюватися як флуоресценція, або фотолюмінесценція. Часткова енергія ультрафіолетового випромінювання, що поглинається центром забарвлення, буде передана центру А і буде безвипромінювальний, тобто невидимий оку процес затухання енергії. Іншими словами, енергія коливань (кристалічної) решітки, або еквівалентний фонон, або жар будуть емітовані краще , ніж можливе випромінення видимого світла, коли центр А розташований поруч із центром забарвлення, який поглинає ультрафіолетове світло. Таким чином, щоб дати кристалу неоновий світ, концентрація центрів А в ньому повинна бути менш критичного максимуму, при якому буде тушитися вся люмінесценція алмазу. Експериментально встановлено, що люмінесценція зменшується при збільшенні концентрації Α-центрів. Якщо взяти за 100% люмінесценцію у відсутності Α-центрів, то 100 ррm азоту (100 часток на мільйон) у центрах А буде зменшувати люмінесценцію до 15%, тоді як 300 ррm (300 часток на мільйон) зменшують люмінесценцію до 25%. Якщо азоту в центрах А менше ніж 50 ррm, кристал буде продовжувати люмінесцирувати у видимому спектрі, тому що величезна кількість центрів, збуджених ультрафіолетом, залишаються ізольованими від центрів А, і збуджені центри забарвлення будуть люмінесцирувати краще, ніж безпроменево віддавати енергію (див. G.Davies et al. Diamond Research 1978, 18-23, 1978). Типові центри забарвлення, що збуджені ультрафіолетом, включають згадані вище N3-центри і Н3-центри. Відомий спосіб зміни кольору натурального алмазу Типа Іа, який включає обробку алмазу при високому тиску та високій температурі, коли атоми азоту є більш мобільними. На кожні 100°С підвищення температури по стоградусній шкалі рухливість атомів азоту в алмазі значно зростає майже на один порядок. Відповідно до відомого засобу Еванс і ін. (див. Proc. Ro y. Soc. Lond, a 314, 111-130, 1975), а також Бонзель і ін. (див. Proc. Roy. Soc. Lond, A361, 109-127, 1975) опалювали алмази Типу Іа, що містять азот, в області термодинамічної стабільності алмазу, при температурах вище 1960°С, при тиску стабілізації вище за 85кбар, що в зоні стабільності алмазу. Використання тиску необхідно для утримання алмазу в області термодинамічної стабільності на ділянці фазової діаграми вуглецю в координатних Тиск- Температура (див. F.P.Bundy. Physica, A.156, 169-178; 1989). Інакше витримка алмазу при високій температурі і нормальному тиску викликає його негайну графітизацию. Фаза стабільності алмазу і графітової фази визначаються побудовою лінії рівноваги по Simon-Berman. Лінія рівноваги по Simon-Berman розділяє області стабільності алмазу і графіту на графіку фазової діаграми. Кеннеді і Кеннеді (див. J.Geophysics Res, vol.81, стор.2467-2469, 1976) визначили лінію Simon-Berman згідно таких рівнянь: Р(кбар) = 19,4 + 0,025 Τ (стоградусова шкала). Більшість алмазів, що оброблені таким способом, мали Тип Іа А/В, тобто вони містили сполуки з груп азоту, які включали не тільки пари азоту (Α-центри), але і їх чотирикратні (B-центри), хоча самі по собі алмази з характеристиками ІаА і ІаВ дуже рідкісні. Всі алмази містили бляшки. Коли деякі з Α-центрів руйнувалися, алмази з А-центрами жовтіли, формуючи С-центри ізольованих атомів азоту (Тип Ів). Була менше успішним обробка алмазів, що містять B-центри, які стабільніші за Α-центри. Найкращий і глибокий жовтий колір спостерігається в алмазі Типу Іа при температурах обробки в інтервалі 2250-2350°С, тиску 48кбар (див. Еванс і ін.). Незважаючи на те, що Еванс із співавторами досягли успіху в зміні кольорів алмазів Типів Іа і ІІа, останні руйнувалися на маленькі грудки. Іншими словами, «операція пройшла успішно, але пацієнт помер». Недоліком цього способу є те, що крім того, що не було створено ніякого економічно ефекту, так і вихідна цінність алмазу була втрачена при обробці. Таким чином, вимога забарвлення алмазів в області стабільності алмазів згідно РТ - діаграми вуглецю привело до необхідності використання зависоких тисків при припустимих температурах обробці. Ще одним недоліком відомого засобу є те, що такі високі тиски на даний час не тільки недосяжні, але й неекономічні. Як наслідок, результат отриманий вищезгаданим засобом - Алмазне дослідницьке співтовариство призупинило обробку алмазів у умовах високого тиску і високих температур для зміни їх кольорів, і пріоритет був відданий використанню опромінення і низькотемпературному опаленню. Цей винахід відноситься до способу обробки безбарвних алмазів, особливо Типів lВ laAB та ІаА, які містять азот, переважно не тільки у B-центрах і/або з низьку концентрацією азоту в Α-центра х, менш за 100 ррm, переважному тиску і температурі стабільності графіту на фазовій діаграмі вуглецю «тиск-температура», з метою надання алмазу неоноподібного жовто-зеленого кольору. Спосіб включає в собі розміщення безбарвного алмазу в середовище, що піддається тиску, наприклад, у порошок, що пресується в таблетку. Далі таблетка розміщується в пресі високого тиску - високої температури (НР/НТ) і витримується при підвищених тиску і температурі, що знаходяться в області стабільності алмаза і графіта згідно фазової діаграми вуглецю, протягом достатнього часу для забарвлення вищезгаданого алмазу. Далі алмаз виймається з пресу. Цим засобом можуть бути отримані неонові жовто-зелені алмази. Типова величина для застосовування температур береться в інтервалі від 1500°С до 3500°С, відповідних тисках від 10 до 100кбар, переважно від 20 до 80кбар. Час обробки в НР/НТ-пресі може змінюватися від 30 секунд до 96 годин, переважно в межах від 5 хвилин до 24 годин. Ці величини (час, температура і тиск) корелюють та обирають в залежності від природи дефектів в алмазі, при цьому, для придбання алмазом кольору вибір таких характеристик змінюють. Обробка під високим тиском і при температурі (НР/НТ) дозволяють вивести різні коричневі відтінки або небажану кольоровість, що є в природних алмазах. Природні алмази, як правило, знаходилися в надрах землі протягом від 100млн. до 3млрд. років при температурах від 1000 до 1300°С. За цей час одиночні атоми азоту мігрують і формують А-, В-і N3-центри. Якщо концентрація азоту висока, а період часу тривалий, то реакція згідно рівнянню (1) завершується цілком, тобто всі атоми азоту закінчують існування у B-центрах, які мають щонайменший енергетичний стан. Якщо пройшов замалий час і температури відповідно низькі, то реакція згідно рівнянню (І) не завершена, і такі природні алмази можуть містити С-центри (Тип Ів) або Α-центри (Тип Іа А), або суміш А- і B-центрів (Тип ІаА/В). При високих температурах активність атомів азоту збільшується на порядок, а стабільні А- і В -центри можуть бути зр уйновані. Таким чином, якщо процес забарвлення починають з алмазу Типу Іа А, то після НР/НТобробки цей алмаз буде містити нові С- і нові B-центри, і менше Α-центрів. Також , алмази типу ІаВ, що оброблені НР/НТ, будуть містити нові А- і нові С-, і менше В-центрів. Крім того, алмаз Ib-типу після НР/НТобробки буде містити нові А- і нові B-центри, і менше С-центрів. Важливим значенням винаходу є доведення остаточної концентрації азоту в Α-центрах до значення менш за 50 ррm, що необхідно для того, щоб Α-центри не заглушали бажану флуоресценцію. Це досягається вибором кристалів, у яких загальне вміщення азоту менше 50 ррm, або вибором кристалів, що мають більш високу концентрацію азоту, які після опалення під високим тиском будуть мати в А-центрах концентрацію азоту менше за 50 ррm. Іншим значенням винаходу є мінімізація кількості С-центрів в алмазі, оскільки С-центри надають алмазу канарково-жовтий колір, а не переважний неоно-подібний жовтувато-зелений колір. Якщо концентрація Сцентрів більше декількох ррm, неоно-подібна кольорова характеристика Н3-центрів може бути заглушена канарково-жовтим кольором С-центрів. Ідеальним природним алмазом для одержання неоно-подібних каменів жовтувато-зеленого кольору вважаються алмази типу ІаВ. Під час обробки під високими тиском і температурою деякі В-центри будуть руйн уватися, формуючи при цьому Α-центри, де деякі з них будуть формувати Н3-центри з асоційованими під час охолодження пустотами. Ці алмази будуть давати максимальне співвідношення концентрацій Н3-центрів з Α-центром під час мінімізації кількості С-центрів, які розбавляють колір. Для досягнення поставлених задач і доступних економічно привабливих цін ідеальними вважаються більшість коричневих алмазів з шахти Arg yle в Австралії. Одночасно з перерозподілом (активізацією) атомів азоту під час НР/НТ-обробці відбувається утворення пустот при високих температурах з існуючи х в алмазі джерел пустот, таких, як дислокації, зовнішні і внутрішні поверхні яких генерують пустоти, концентрація яких може досягти високих значень з необхідною термічною рівновагою щодо високих температур. Концентрація пустот С ν визначається рівнянням: Cv = C oe xp(-Qv/RT) [5] де Со - константа, Qv - енергія генерації пустот, R - універсальна константа, Τ - абсолютна температура в градусах Кельвина. Qv - дорівнює 1.6 eV. Концентрація урівноважених пустот є лінійною функцією температур. Під час о холодження після НР/НТ обробки в алмазі утворюються наднасичені пустоти. Для досягнення рівноваги під час охолодження, надлишок пустот мігрує й абсорбується бляшками. Основними бляшками пустот в алмазі є комплекси, такі як А-, В- і С-центри (див. G.Dacres et al. Phys. Rev. В, 46, 13157-131700, 1992). Внаслідок охолодження формуються Н2-, Н3- і Н4-центри, які вищезгадані в рівняннях [2, 3 і 4]. Відомо, що центри Н3 формуються при поєднанні вільної пустоти з центром А забарвлення (флуоресценції) жовтуватозеленого кольору (див. E.Fritsch "The Nature of Diamonds", G.E.Harlow, cтop.85, Cambridge University Pres., 1998). Таким чином для одержання стійкого неон-подібного жовтувато-зеленого кольору алмазу потрібно мати високу концентрацію Н3-центрів, які роблять бажану флуоресценцію, і низьку концентрацію Α-центрів, які заглушають флуоресценцію. Запропонований спосіб НР/НТ-обробки відібраних підходящи х природних алмазів дозволяє одержувати алмази з високою концентрацією Н3-центрів і низькою концентрацією А-центрів. Так як надлишок концентрації пустот може складати декілька частин на мільйон, то концентрація Αцентрів, необхідних для формування флуоресценції Н3-центрів, може бути мала. Будь-яке добавлення Αцентрів заглушає будь-яку потенційну флуоресценцію Н3-центрів у їх оточенні за рахунок безпроменового затухання. Тому з метою мінімізації перетворення В-центрів в Α-центри під час НР/НТ- опалення, спосіб НР/НТ-обробки алмазів Типу ІаВ згідно запропонованого винаходу менш тривалий за часом і він може здійснюватися при більш низьких температурах в порівнянні з запропонованим способом НР/НТ-обробки алмазів Типу ІІа. Протилежно цьому більш тривала і/або більш висока температура НР/НТ-обробки алмазу Типу Іа А для перетворення А-центрів у B-центри якнайкраща. Найкращий результат обробки алмазів Типу ІаА/В досягається в залежності від співвідношення А- і В-центрів в алмазі. Алмази з високим вмістом B-центрів необхідно обробляти подібно ІаВ- алмазам, у той час, як алмази з високим вмістом А-центрів, необхідно обробляти подібно ІаА- алмазам. Перевагою даного винаходу є можливість одержання алмазів фантазійного неонового жовто-зеленого кольору і надання кольору безбарвним алмазам або алмазам невизначеного кольору. Така перевага - це можливість підвищити механічну і стр уктурну однорідність кристалу при одночасному наданні йому кольору. Така перевага - це специфічна можливість одержати неонові жовтува то-зелені алмази з алмазів Типу Іb, ІаА, ІаВ і Іа А/В. Ще одна перевага - це можливість зберегти оптичну прозорість вищевказаних оброблених алмазів. Ці та інші переваги з очевидністю можуть бути далі виявлені з тексту. Для повного розуміння суті та задач даного винаходу нижче пропонуються такий детальний опис винаходу, у відповідності щодо прикладених креслень, де: На Фіг.1 - показаний перетин апарату для опалення безбарвних алмазів з метою надання їм кольору згідно схеми НР/НТ (високий тиск/висока температура). На Фіг.2 - показаний перетин типової реакційної камери для опалення натурального алмазу в апараті, показаному на Фіг.1. Докладний опис винаходу Даний винахід проілюстрований у відповідності зі схемою НР/НТ-аппарата, який може бути стрічкопресовим апаратом, які описані, наприклад, у патентах США №№2947611; 2941241; 2941248; 3609818; 3767371; 4289503; 4673414 і 4954139. Проте, треба брати до уваги, що запропонований у даному винаході спосіб може бути реалізований при використанні будь-якого НР/НТ- пристрою, який спроможний забезпечити одночасне використання високих тисків (HP) і високих температур (НТ). Тому про саме такі НР/НТ- пристрої йдеться мова в запропонованому винаході. На Фіг.1 зображена схема НР/НТ- пристрою, з посиланням на цифру 10, придатного для практичного здійснення способу в рамках даного винаходу. Там же показана циліндрична реакційна камера 12, що розміщена між парою пуансонів 14а і 14в, що оточені кольцеподібною стрічкою або пресом під номером 16. Переважно, щоб обидва пуансони 14 і прес 16 були виготовлені з твердого матеріалу, такого як карбід вольфраму. Між пуансонами 14 і пресом 16 розміщена пара ізолюючих пристосувань 18а і 18в, кожна з яких виготовлена з термо- і електроізолюючих частин 20а-в, 22а-в, що переважно виготовлені з пірофіліту або подібного матеріалу, та оснащені допоміжним металевим ущільненням 24а і 24б, що розміщується між ними. Як показано на кресленні, реакційна камера містить у собі пустотілий циліндр 26, який може бути виготовлений із солі або подібної речовини, який під час НР/НТ обробки шляхом фазового перетворення або сильного пресування стає щільнішим, у протилежність, наприклад від тальку, або йому подібного матеріалу, що не зазнає такого перетворення. У кожному випадку матеріал циліндра 12 вибирають з таким наміром, щоб він був звільнений від нерівностей форми, або чогось подібного, що може з'явитися від високого тиску і температури, наприклад в матеріалах типу пірофіліту, або матеріалах на основі оксиду алюмінію. Задовольняють цьому критерію, що описані в патенті США №3030662. Концентрично сольовому циліндру 26 з ущільненням до нього розміщений циліндр 28, що є трубчастим нагрівачем, що проводить електрику. Електричний контакт із трубчастим нагрівачем 28 здійснюється крізь пару ущільнених металевопровідних торцевих дисків 30а і 30в, які співвісно розміщені відповідно до трубчасто го нагрівача 28. Суміжно кожному диску 30 щільно прилеглий збірний торцевий конус, згідно поз. 32а і 32в, кожний з яких обладнаний ізольованим пуансоном 34а і 34в, які обіймаються фланцями 36а і 36в, що проводять електрику. Бажано, щоб внутрішня частина нагрівача 28 разом із торцевими дисками 30, сольовим цилиндром 26 і збірним торцевим конусом 32 утворювали вн утрішню циліндричну камеру 38, що характеризується визначеними осьовими і радіальними характеристиками та може включати середовище 40, що передає тиск. Зазначене середовище, що передає тиск, обирають з такою характеристикою, яка має низький коефіцієнт внутрішнього тертя, завдяки якому при високих тисках і температурах воно переходило б у напіврідке становище. Це середовище, що передає тиск, може бути включене у циліндр сольовою вставкою 42. Ця вставка обмежена в радіальному напрямку вставками 43а і 43в, а в осьовому напрямку - пуансоном 44а і 44в, кожний з яких визначає середовище (шар), що передає тиск в осьовому напрямку. Раніше циліндр і пуансон 42 і 44 виготовлялися з графіту і хлорида натрію, але вони можуть бути виго товлені з будь-якого хлорида, йодида, або бромида натрію, калію, або кальцію, або їх суміші. Альтернативне середовище 40, що передає тиск, може бути у вигляді порошку або матеріалу з порошковим наповнювачем. У кожному випадку середовище (шар) 40 містить у собі деякий порожній простір, позначений поз. 46, конфігурація якого підібрана таким чином, щоб усередині нього можна було б розмістити безбарвний алмаз для подальшого його опалення. Призначений для опалення алмазу розміщують в порошкоподібне середовище, що передає тиск, яке потім пресують або ущільнюють у формі таблетки до 90% теоретичної щільності. Таблетка повинна мати спроможність передавати тиск гидростатично і без порушень на поверхні кристалу, що знаходиться в апараті високого тиску (НР/НТ), для запобігання ножиць напруги, що можуть пластично деформувати алмаз під час його опалення. Речовина таблетки повинна бути термічно і хімічно стабільною і, переважно, не впливати на алмаз, або викликати його розчинення. Найкращі середовища - це стабільні в умовах опалення рідина і гази, а також високопластичні тверді середовища, що включають солі, що описані вище, або оксиди, такі як оксид магнію й оксид кальцію, а також вуглець у вигляді графіту. Речовину таблетки підбирають відповідно до обраних тисків і температур, а також в залежності від обраного пристрою. Нарешті, речовина таблетки повинна мати малий коефіцієнт стискання в порівнянні зі стисканням ущільнень, тобто вона повинна не мати пустот і мати щільність близькою до теоретичного значення в умовах опалення. Декілька таблеток при необхідності можуть бути розміщені в порожньому просторі 46. Інтервал тисків для використання згідно даного винаходу, що відповідає умовам термодинамічної стабільності графіту на РТ-фазовій діаграмі звичайно обирають з області від 10 до 200кбар, переважно від 20 до 80кбар. Температури, для використання згідно даного винаходу знаходяться в інтервалі від 1500 до 3500°С. Умови опалення алмазу залежать від природи дефектів у ньому, які повинні бути усунені, або змінені, або перерозподілені під час забарвлення алмазу, і можуть бути легко, без надмірних зусиль, визначені тими, хто має відповідний професійний досвід в цьому мистецтві. Основною перевагою винаходу є те, що спосіб забарвлення алмазу в умовах високих тисків і температур (HPVHT-характеристики) здійснюють в умовах високих тисків і температур (НР/НТ) в області стабільності графіту на фазовій діаграмі вуглецю. НР/НТ- характеристики обробляння підтримують протягом часу, достатнього для забарвлення безкольорового алмазу. Цей період часу може тривати від декількох хвилин до декількох годин, переважно від 5 хвилин до 24 годин, і якнайкраще, від 5 хвилин до 1 години. Для цієї задачі безкольорові алмази піддають багатократному опаленню при тих самих або різноманітних умовах, як це наведено в прикладах. Безкольорові алмази, що обробляються згідно даного способу, можуть бути розрізані або відполіровані перед опаленням, або після їх вилучення із таблетки. Після цього, алмаз буде готовий для використання в якості ювелірного виробу, або при виготовленні приладів, таких як, тепловідвод, оптичне вікно, або інш. Особлива перевага даного винаходу є в можливості перетворення безкольорових алмазів Типів ІаВ і ІаА/В у неон-подібні жовто-зелені камені. Нижченаведені приклади показують, як даний винахід може бути використаний на практиці, і їх не треба розглядати, як обмеження для використання. У даній заявці всі приклади приведені в одиницях метричної системи вимірів, якщо про це не згадано спеціально. Всі згадані патенти і публікації приведені, як посилання.. Приклади здійснення винаходу У прикладах опалення натуральних алмазів здійснювали при високих температурах і високих тисках із використанням апарата типу прес, у котрому досяжні дуже високі тиски (~ 60кбар) і температури (~ 2600°Т). Опалення алмазу, відповідно до запропонованого винаходу, проілюстроване у прикладах із використанням нижчезазначеної конструкції камери та умов здійснення засобу. Збірка реакційної камери схематично показано на Фіг.2. Кристал алмазу 51, що розміщений всередині циліндричної таблетки 52, яка виготовлена з порошку графіту або хлорида натрію високої чистоти. Графіт є найкращим матеріалом, тому що він не плавиться під час високотемпературного опалення. Таблетка 52 має такі розміри: діаметр -0.76 дюйма (19.3мм) і висоту 0.86 дюйма (21.8мм). Її виготовлюють шля хом пресування порошку графіту і кристала алмазу 51 у гідравлічному пресі. Таблетку 52 розміщують у камері 53 з оксиду магнию, яку закривають торцевими дисками 54а і 54б. Цю зборку потім розміщують у графітовій камері 55, яку також закривають торцевими дисками 56а і 56б. Цю зборку розміщують всередині сольового циліндру 59, де торці фіксують графітовими штифтами 58а і 58б, які оточені відповідними сольовими циліндрами 60а і 60б. Графітові диски 57а і 57б відповідно ущільнюють торці сольового циліндру 59. Фланці 61а і 61б виготовлені з керамічного матеріалу, який забезпечує стійкість реакційної камери протягом НР/НТ-процесу. Потім збірну реакційну камеру розміщують всередині апарата високого тиску, наприклад, типу стрічкапрес, з використанням комплекту стандартних прокладок для ущільнення системи при високому тиску і для здійснення електричного контакту з пуансонами таким чином, щоб камера нагрівалася електричним струмом. Типовий процес НР/НТ-обробки починають з обтиснення реакційної камери до необхідного тиску 60кбар. Коли тиск досягає 96% від необхідного, подають напругу. Спочатку алмаз нагрівають приблизно до 1200°С і витримують при цій температурі протягом однієї хвилини. Після цього протягом 2,5 хвилин температуру піднімають до необхідної, наприклад до 2500°С, і витримують протягом 18 хвилин. Температуру в 2500°С необхідно підтримувати незмінною протягом останніх 6 хвилин. Потім електронапругу повільно зменшують до нуля протягом 1,5 хвилин. Тиск в камері зберігають незмінним ще протягом 4 хвилин, після чого його повільно зменшують. Далі реакційну камеру виймають із НР/НТ-аппарата, і витягають графітову таблетку, що містить алмаз. Алмаз вилучають шляхом травлення таблетки в суміші, що складається з 90% сірчаної кислоти і 10% азотної кислоти. Приклад 1. Грубий натуральний алмаз типу ІаВ, що містить бляшки, який характеризується наявністю піка при 1360см -1 в ІЧ-спектрі поглинання, вагою 1,83 карата, із загальним вмістом азоту в 22 ррm, коричневого кольору, розміщають всередині графітової таблетки, виготовленої пресуванням високоякісного порошку графіту. Алмаз опалюють при тиску 60кбар і температурі ~ 2300°С протягом 4 хвилин. Кристал алмазу виймають з камери. Візуальна оцінка показала, що його колір змінився до неон-подібного жовтувато-зеленого. ІЧ-спектр поглинання обробленого алмазу показав, що інтенсивність піка при 1360см -1, щодо наявності бляшок, зменшилася на ~56%. Не було змін у концентрації В-центрів. Алмаз мав високу концентрацію Н3центрів, що мають смугу поглинання при 503 нм. Приклад 2. Грубий натуральний алмаз типу ІаВ, що містить бляшки, який характеризується наявністю піка при 1360см -1 в ІЧ-спектрі поглинання, вагою 2.17 карат, із загальним вмістом азоту 24 ррm, коричневого кольору, розміщають всередині графітової таблетки, виготовленої пресуванням високоякісного порошку графіту. Алмаз опалюють при тиску 60кбар, температурі 2150°С протягом 4 хвилин. Кристал виймають з камери. Візуальна оцінка показала, що його колір змінився до неон-подібного жовто-зеленого. ІЧ-спектр поглинання обробленого алмазу показав, що інтенсивність піка при 1360см -1, щодо наявності бляшок зменшилася на 89%. Не було змін у концентрації B-центрів. Концентрація в алмазі Н3-центрів, що мають смугу поглинання при 503 нм, була висока. Приклад 3. Грубий, натуральний діамант типу ІаА/В, що містить бляшки, які характеризуються наявністю піка при 1360см -1 в ІЧ-спектрі поглинання, вагою 1,85 карата, коричневого кольору , із вмістом B-центрів у 20 ррm, розміщають всередині таблетки, виготовленої пресуванням високоякісного графіту. Алмаз опалюють при тиску 60кбар і 2000°С протягом 2 хвилин. Візуальна оцінка вийнятого з камери обробленого алмазу показує , що його колір змінився до приємного неон-подібного зеленувато-жовтого. ІЧ-спектр поглинання обробленого алмазу показав, що інтенсивність піка при 1360см-1, щодо наявності бляшок , зменшилася на ~60%. Зміни у концентрації А- і B-центрів не спостерігалося. Алмаз також мав високу концентрацію Н3-центрів, що мають смугу при 503 нм. Приклад 4. Грубий натуральний алмаз типу ІаА/В, що містить бляшки, які характеризуються наявністю піка при 1360см -1 в ІЧ-спектрі поглинання, вагою ~ 1.92 карата, коричневого кольору, із концентрацією Α-центрів в 1 ppm і концентрацією B-центрів в 37 ppm, розміщають всередині таблетки, виготовленої пресуванням високоякісного графіту. Алмаз опалюють при тиску 60кбар і температурі ~ 2125°С протягом 2 хвилин. Візуальна оцінка обробленого алмазу показала, що його колір змінився до приємно неонового зеленуватожовтого. ІЧ-спектр поглинання обробленого алмазу показав, що інтенсивність піка при 1360см -1, щодо наявності бляшок, зменшилася на ~ 60%. Алмаз також мав високу концентрацію Н3-центрів, що мають смугу поглинання при 503 нм.