Kysy Gemmologilta

10.10.2016

Kysymys: Kuutiollista zirkoniaa käytetään paljon aitojen jalokivien jäljitelmänä, miten se eroaa timantista tai zirkonista?

Vastaus: Kuutiollinen zirkonia (CZ) on tällä hetkellä yleisin ja hyvin vakuuttava timantin jäljitelmämateriaali. Hyvästä loistosta, tulesta ja kovuudestaan (8.25) huolimatta kuutiollinen zirkonia on jalokivenä erittäin edullinen materiaali, sillä sitä tuotetaan vuosittain kymmeniä tonneja jalokiviteollisuuden tarpeisiin. Pääsääntöisesti kuutiollista zirkoniaa on käytetty jäljittelemään väritöntä timanttia, mutta sitä voidaan valmistaa myös värillisenä ja nykyään sitä onkin saatavana lähes kaikissa sateenkaaren väreissä.

Kyseessä on siis synteettinen materiaali, jota valmistetaan erittäin korkeassa lämpötilassa Zirkoniumoksidista sulattamalla. Kuutiollisen zirkonian valmistusprosessi kehitettiin Neuvostoliitossa 1977 ja sieltä sitä markkinoitiin aluksi nimellä ”Djevalite”, mutta laajemmassa mittakaavassa kuutiollisen zirkonian valmistus alkoi muualla maailmassa vasta 80-luvulla. Prosessi ei ole vuosien saatossa juurikaan muuttunut alkuperäisestään; monokliinisessä muodossaan oleva mineraali zirkoniumoksidi (paddeleyiitti) lämmitetään niin sanotussa ”kallosulatusmenetelmässä” mikroaaltoenergian avulla n. 2300 °C lämpötilaan, jolloin materiaali sulaa ja sulan kiderakenne muuttuu kuutiolliseksi. Tämä kuutiollinen kiderakenne voidaan stabiloida esimerkiksi lisäämällä yttriumoksidia lähtöaineeseen. Mikään muu materiaali ei kestä näin korkeita lämpötiloja, joten sulatus tapahtuu zirkoniumoksidista muodostuvan kuoren sisällä, siitä nimitys ”kallosulatus”. Sulan jäähdytyksen jälkeen saadaan tuloksena erittäin puhtaita n. 50×20 mm kokoisia kiteitä, jotka ovat valmiita hiottaviksi.

Zirkoni sen sijaan on luonnosta yleisesti löytyvä jalokivi, jota on myös aiemmin värittömänä käytetty timantin jäljitelmänä. Zirkoni esiintyy värittömän lisäksi punaisena, keltaisena, vihreänä ja violettina. Se on hyvästä kiillostaan ja dispersiostaan (tuli) johtuen kaunis jalokivi. Zirkonin kovuus on hieman yli 7, mutta hauraudestaan johtuen viistehiotun kiven viistesärmät vaurioituvat helposti. Nämä vauriot on helppo havaita jo 10 x suurentavalla luupilla. Zirkoni eroaa kemiallisesti kuutiollisesta zirkoniasta, sillä zirkoni muodostuu kemiallisesti zirkoniumsilikaatista (Zr SiO4), kun taas kuutiollinen zirkonia muodostuu zirkoniumoksidista (ZrO). Kiderakenteeltaan zirkoni on tetragoninen esiintyen luonnossa usein prismaattisina poikkileikkaukseltaan neliön muotoisina kiteinä. Jalokivilaatuisen zirkonin suurimmat tuottajamaat ovat Sri Lanka, Thaimaa ja Vietnam.

Lopuksi vielä muutama eroavaisuus aidon timantin ja kuutiollisen zirkonian välillä. Nämä mainitut eroavaisuudet auttavat timanttia jäljittelevän viistehiotun kuutiollisen zirkonian erottamisessa vastaavasta aidosta timantista:

– Kuutiollisen zirkonian korkeasta dispersiosta johtuen sen kyky hajoittaa valkoista valoa eri väreihin on erittäin hyvä – parempi kuin timantilla. Sen takia viistehiotussa kuutiollisessa zirkoniassa näkyvä ”tuli” on usein voimakkaampi, kuin vastaavassa aidossa timantissa.

– Vaikka kuutiollinen zirkonia on melko kova materiaali, niin usein varsinkin käytetyssä korussa sen viistesärmät ja kulmat ovat hieman pyöristyneet, timantin viistesärmät ovat lähes aina veitsenterävät.

– Kuutiollisen zirkonian ominaispaino on n. 75% suurempi kuin timantin. Jos siis halkaisijaltaan 6.5 mm oleva briljanttihottu timantti painaa noin yhden karaatin, niin vastaavan kokoinen kuutiollinen zirkonia painaakin n. 1.75 karaattia.

– Kuutiollinen zirkonia on yleensä sulkeutumista puhdas tai lähes puhdas, aidolla timantilla vastaava puhtaus on hyvin havinaista.

– Kuutiollisen zirkonian timanttia alhaisemmasta taitekertoimesta johtuen, asetettaessa viistehiottu irtokivi taululleen paperilla olevan tekstin päälle, voidaan kiven läpi nähdä ainakin osa tekstistä. Oikeissa mittasuhteissa hiotun timantin läpi ei tekstiä voida havaita, sillä takaviisteet heijastavat lähes kaiken taulun läpi tulevan valon.

– Jos käytössä on UV-valo, niin kuutiollinen zirkonia fluoresoi usein heikosti kelta-oranssina, varsinkin lyhytaaltoisessa säteilyssä.

– Lämmönjohtokykyyn perustuva timanttitesteri erottaa aidon timantin helposti sitä jäljittelevästä kuutiollisesta zirkoniasta.

Oleellisin tutkimusmenetelmä timantin erottamiseksi jäljitelmistään on kuitenkin aina asiantuntijan tekemä mikroskooppitutkimus.

Suomen Gemmologisen Seuran työryhmä / Kimmo Aura

Julkaistu kategoriaan: Artikkelit