Đá Cubic Zirconia là gì?

Đá CUBIC ZIRCONIA hay còn gọi tắt là Đá CZ. Chúng có vẻ đẹp của các đặc tính quang học, vật lý, hóa học… không thua kém gì những viên Kim cương. Thực chất, chúng là một dạng tinh thể nhân tạo được tạo ra từ quá trình tinh chế hỗn hợp với thành phần bột zirconium oxide có độ tinh khiết cao ở nhiệt độ, áp suất lớn.

Lịch sử hình thành đá Cubic Zirconia

Năm 1892 khoáng sản màu vàng baddeleytite là một thể tự nhiên của zirconium oxide đã được phát hiện. Các nhà khoa học đã tổng hợp được Zirconia ở nhiệt độ 2750 ° C hoặc 4976 ° F. Tuy nhiên chúng không ổn định và bền vững. Vào năm 1929, các nhà khoa học đã có thể xử lý được vấn đề này bằng việc giới thiệu các sản phẩm tổng hợp zirconia.

Năm 1937 Đức phát hiện ra khối cubic zirconia dưới dạng hạt cực nhỏ có trong metamict zircon. Thông qua nhiễu xạ X-ray, hai nhà khoa học MV Stackelberg và K.Chudoba đã bác bỏ được ý kiến cho rằng. Đây là sản phẩm phụ của quá trình metamictization, chứng minh được sự tồn tại của các vật trong tự nhiên giống hệt với các sản phẩm tổng hợp.

Cho tới giữa những năm 1950, cách duy nhất để cung cấp nguyên liệu cho ngành chế tạo trang sức đính kim cương là phải khai thác từ các mỏ tự nhiên. Nhưng với quá trình hình thành đòi hỏi có nhiệt độ và áp suất cực lớn (khoảng 1200 độ C và 5 gigapascal). Những điều kiên chỉ có thể xảy ra ở độ sâu 140 -190 km dưới lớp vỏ Trái Đất và thời gian hình thành 1 đến 3,3 tỷ năm. Đã thúc đẩy các nhà khoa học phải tìm ra những vật liệu thay thế để thỏa mãn nhu cầu người tiêu dùng.

Năm 1960 một số nhà khoa học Pháp đã tiến hành các thí nghiệm về việc kiểm soát sự phát triển đơn thể. Bằng các kĩ thuật làm tan chảy zirconia được chứa trong lớp vỏ mỏng của chất rắn zirconia. Quá trình này được gọi là làm lạnh chất rắn để ám chỉ tới hệ thống nước dùng để làm lạnh đã được sử dụng sau đó. Mặc dù những thí nghiệm này rất có triển vọng, nhưng cuối cùng. Chúng chỉ có thể cho thấy được sự tăng trưởng rất ít của các tinh thể sau khi được làm nóng chảy.

Năm 1973 đã trở thành một sự kiện lớn của thế giới khi một loại đá tổng hợp gần như là tốt nhất để thay thế kim cương. Chúng được tạo bởi các nhà khoa học tại viện vật lý Lebedev ở Moscow, họ sử dụng quy trình “Skull Crucible” để chế tạo đá Cubic Zirconia. Sau khi được đốt nóng, bụi Zirconium Oxit được làm lạnh trong crucible.

Chỉ qua một lần hỗn hợp được làm lạnh, lớp vỏ ngoài cùng bị tróc ra và phần lõi bên trong có thể được sử dụng để làm thành đá quý. Tên gốc của đá Cubic Zirconia được đặt khi đó là “Jewel Fianit”, nhưng tên này chỉ được sử dụng trong phạm vi của liên bang Xô Viết.

Năm 1976 đá CZ được đưa vào sản xuất thương mại. Năm 1977 thì đá CZ bắt đầu được sản xuất hàng loạt trên thị trường đồ trang sức. Hình thức tự nhiên của đá CZ rất hiếm, tất cả đá CZ được sử dụng trong đồ trang sức đã được tổng hợp hoặc tạo ra bởi con người.

Trên thế giới, đá CZ còn được biết đến với những cái tên: Cubic Z, Diamond Z, Diamonesque, Diamonite, Djevalite, Phianite và C-Ox. Những người trong nghề thường hay gọi đá CZ là hột xoàn Mỹ, hột xoàn Thái hoặc hột xoàn Nga.

Cấu tạo của đá Cubic Zirconia

Đá Cubic Zirconia là một loại đá tổng hợp với nhiều thành phần khác nhau nhưng thành phần chủ yếu là ZrO2, bột ổn định, magie và canxi. Các thành phần được kiểm soát một cách chặt chẽ sau đó được đưa vào máy nén, dưới áp suất và nhiệt độ cực cao đã tạo lên những viên đá Cubic Zirconia có nhiều tính năng vượt trội so với các loại đá tự nhiên khác và có thể sánh ngang với kim cương tự nhiên.

Trong thang độ cứng Mosh thì đá Cubic Zirconia đạt độ cứng lên tới 8.5/10, so với đá thạch anh có độ cứng là 7 thì đá Cubic zirconia có độ cứng cao hơn nhiều chính vì thế nó rất khó trầy xước và có độ quang học hoàn hảo.

Nếu chỉ nhìn sơ qua bằng mắt thường bạn rất khó có thể phân biệt được đá Cubic Zirconia với một viên kim cương tự nhiên chính vì thế khi mua các sản phẩm kim cương tự nhiên bạn cần hết sức cẩn thận bởi nhiều đơn vị kinh doanh đã qua mắt người tiêu dùng để kiếm lợi từ những viên đá Cubic Zirconia dưới mác kim cương thiên nhiên.

Quy trình sản xuất đá Cubic Zirconia

Tuy đã qua một thời gian rất dài, nhưng quy trình sản xuất đá Cubic Zirconia “Skull crucible” của các nhà khoa học Xô Viết vẫn được sử dụng đến ngày nay với một số thay đổi nhỏ.

Sử dụng các ống nước bằng đồng

Các ống nước bằng đồng được dùng để tạo nên giàn hình cốc nước và có chứa bột zirconia bên trong. Chất này được trộn lẫn với một chất ổn định, canxi oxit (CaO) được sử dụng nhiều nhất.

Phần còn lại của thiết bị là các cuộn dây cảm ứng được đặt vuông góc với các ống đồng.

Các cuộn dây cảm ứng có chức năng gần giống với cuộn sơ cấp trong một chiếc máy biến thế. Còn bột zirconia đóng vai trò như cuộn thứ cấp trong chiếc máy biến thế khi bị chập mạch sẽ nóng lên.

Phương thức nung nóng

Bước tiếp theo là sử dụng phương thức nung nóng, ở công đoạn này cần có zirconia. Được đặt gần với phía bên ngoài của nguồn và được nung nóng chảy. Bởi các cuộn dây cảm ứng rồi sau đó sẽ làm nóng phần bột zirconia từ ngoài vào trong.

Các ống đồng chứa nước để làm lạnh sẽ đảm bảo việc tạo nên một lớp “da” mỏng (1 – 2mm) ở bên ngoài được tạo bởi phần chất liệu không bị nung chảy để bao bọc phần bên trong.

Sau một vài giờ, nhiệt độ sẽ giảm xuống một cách dần dần và có kiểm soát dẫn đến sự hình thành các tinh thể hình trụ hoàn mỹ với kích thước: dài 5cm và rộng 2.5cm, nhưng đôi khi chúng cũng có thể lớn hơn rất nhiều.

Kéo dài thời gian tôi rèn ở nhiệt độ 1400 ° C rồi sau đó tiến hành loại bỏ hết tất cả tác động làm biến dạng các tinh thể đi. Cuối cùng, sau khi các phần tinh thể được tôi, người ta sẽ đem cắt chúng và tạo hình để làm nên các sản phẩm đá quý.

Màu sắc của đá Cubic Zirconia

Bình thường, đá CZ chỉ có màu trắng hoặc không màu, tuy nhiên trong quá trình sản xuất có thể được bổ sung một số loại oxit kim loại để tạo nên hàng loạt các màu sắc mong muốn. Việc tạo màu cho đá Cubic Zirconia rất khó và đòi hỏi độ chính xác cao. Chính vì vậy, đá CZ có màu sắc rất đa dạng và bắt mắt.

Ví dụ:

Cerium (Ce): giúp sản phẩm có màu vàng, cam hoặc đỏ.

Chromium (Cr): giúp sản phẩm có màu xanh lá.

Neodymium (Nd): giúp sản phẩm có màu tía.

Erbium (Er): giúp sản phẩm có màu hồng.

Titanium (Ti): giúp sản phẩm có màu vàng nâu.

Tiêu chuẩn đánh giá đá Cz là gì?

Tương tự như các tiêu chuẩn đánh giá kim cương, đá Cz cũng được đánh giá theo tiêu chuẩn 4C.

Tiêu chuẩn 4C sẽ đánh giá đá Cubic Zirconia (CZ) dựa trên 4 yếu tố vật lý: Màu sắc (Color), độ trong suốt (Clarity), khối lượng (carat) và kỹ thuật cắt (cut).

Color (Màu sắc)

Màu sắc của một viên đá sẽ được đánh giá theo thang điểm từ D tới Z. Những viên đá Cz thuộc thang D, E, F thường không màu, có độ trong suốt như những giọt nước và có giá trị cao nhất. Tuy nhiên, giá trị của những viên đá Cz bắt đầu tăng khi chúng có màu sắc đạt tới ngưỡng màu “Fancy Colors”. Những viên đá màu này là một ngoại lệ so với giá trị theo thang điểm D-Z vì màu sắc này là cực kỳ quý hiếm và rất được yêu thích.

Tuy nhiên rất khó để nhận định được chính xác màu sắc của một viên đá. Thường thì người ta hay sử dụng một viên đá có màu sắc chuẩn để làm mốc so sánh.

Cần chú ý rằng những viên đá D, E, F cùng với những viên đá Fancy Colors là những viên đá có giá trị lớn nhất bởi chúng được nhiều người ưa chuộng.

Clarity (Độ trong suốt)

Một viên đá được đánh giá là hoàn hảo về độ trong khi soi bằng kính lúp phóng đại gấp 10 lần mà không có vết xước, màu sắc lẫn tạp chất nào. Chính vì vậy những viên đá hoàn hảo, có độ tinh khiết cao bao giờ cũng có giá trị cao hơn các viên đá khác.

Tiêu chuẩn này được đánh giá theo 6 cấp độ về các yếu tố như: độ phản xạ, độ tán xạ và khả năng lấp lánh…. Một viên đá Cubic Zirconia được cắt tốt thì khi nhìn từ trên xuống phải có màu trắng, còn nếu không tốt, thì chúng sẽ có màu đen ở chính giữa khi nhìn từ trên xuống.

Carat (Trọng lượng)

Trọng lượng của một viên đá cũng là một tiêu chí để xác định giá trị. Tuy nhiên không phải một viên đá có trọng lượng lớn hơn sẽ có giá trị cao hơn một viên đá có trọng lượng nhỏ hơn. Chúng chỉ có giá trị hơn khi so sánh những viên đá có màu sắc, độ trong suốt và kỹ thuật cắt là như nhau.

Trong ngành trang sức người ta thường sử dụng đơn vị là carat (ct). Đây được xem như là một đơn vị chuẩn trong việc đo lường trọng lượng đá quý: 1 ct = 0.20g.

Ngoài ra, việc xác định trọng lượng của đá CZ cũng tương đối là dễ dàng. Đó là khi đá CZ gắn lên trang sức của bạn cũng có thể xác định trọng lượng được theo công thức sau:

Cut (Kỹ thuật cắt)

Kỹ thuật cắt mài rất quan trọng để xác định giá trị của 1 viên đá Cubic Zirconia. Một viên đá chỉ sở hữu vẻ đẹp hoàn hảo khi nó phản xạ ánh sáng nhiều nhất. Việc cắt mài hoàn hảo sẽ làm tăng giá trị dù khối lượng của chúng có bị giảm đi 30% trong quá trình cắt. Vì trong quá trình cắt sẽ làm tăng độ trong cũng như màu sắc của của loại đá này.

Cách cắt đá CZ phổ biến nhất hiện nay với 57 mặt, với 33 mặt ở phẩn trên và 24 mặt ở phần dưới.

Tổng hợp bởi Trangdoan

Bài viết liên quan:

ĐÁ CUBIC ZIRCONIA LÀ GÌ? NHỮNG ĐIỀU CẦN BIẾT VỀ ĐÁ CUBIC ZIRCONIA - PHẦN 2