Kim cương là gì? Cách nhận biết kim cương thật và giả

Kim cương là gì?

Kim cương là một trong hai dạng thù hình được biết đến của cacbon (dạng còn lại được biết đến phổ biến là than chì).

Kim cương được cho là một loại khoáng sản với những tính chất vật lý hoàn hảo. Đây là vật liệu tốt để tạo ra các bề mặt nhám và chỉ có những viên kim cương khác, những tinh thể cacbon dạng lồng hay ADNR mới có thể cắt kim cương được.

Kim cương là một loại khoáng sản quý giá

Do có độ cứng rất cao và khả năng khúc xạ tốt nên kim cương được ứng dụng nhiều trong công nghiệp và ngành kim hoàn trang sức. 

Tên gọi kim cương trong nhiều ngôn ngữ châu Âu đến từ tiếng Hy Lạp là adamas (αδάμας) có nghĩa là "không thể phá hủy". Từ xưa kim cương đã được sưu tầm như một loại đá quý và sử dụng trên những biểu tượng tôn giáo của người Ấn Độ cổ cách đây ít nhất 2.500 năm.

Nguồn gốc và sự hình thành của kim cương

Kim cương được tạo thành từ các khoáng vật có chứa cacbon dưới tác động của nhiệt độ và áp suất rất cao từ trong lòng trái đất. Trên Trái Đất bất cứ nơi nào cũng có thể có kim cương vì ở một độ sâu nào đó sẽ có nhiệt độ đủ cao và áp suất đủ lớn để tạo thành. 

Trong lục địa, kim cương thường bắt đầu hình thành ở nơi có độ sâu khoảng 150 km (90 dặm), áp suất khoảng 5 Gigapascal và nhiệt độ khoảng 1200 độ C (2200 độ F). 

Trong đại dương, quá trình hình thành xảy ra ở các vùng sâu hơn vì cần nhiệt độ cao hơn nên cần áp suất cũng cao hơn. Khi những áp suất và nhiệt độ dần giảm xuống thì viên kim cương cũng theo đó mà lớn dần lên.

Kim cương tự nhiên được hình thành đòi hỏi điều kiện tiếp xúc với các vật liệu carbon với áp lực cao khoảng từ 4.41 đến 5.88 triệu tấn (4,5 và 6 GPa), trong một phạm vi nhiệt độ khoảng 900 và 1.300 °C (1.650 và 2.370 °F).

Kim cương được cho rằng đã hình thành trên mặt đất trước đây rất lâu, khoảng 1 tỉ năm đến 3,5 tỉ năm. 

Ngày nay kim cương còn được hình thành nhân tạo theo 2 phương pháp chính là cao áp cao nhiệt HPHT (High pressure High temperature) và phương pháp bốc hơi lắng tụ hóa học CVD (Chemical Vapor Deposition). Để tìm hiểu chi tiết hơn về kim cương nhân tạo bạn có thể xem thêm trong bài viết sau:

Kim cương nhân tạo là gì? Giá bao nhiêu?

Có rất nhiều các loại kim cương khác nhau, vậy kim cương có bao nhiêu loại và được phân loại dựa vào tiêu chí nào? Theo dõi ngay nội dung sau để biết chi tiết.

Các loại kim cương

Người ta có thể phân loại kim cương dựa trên nguồn gốc hình thành của nó: 

Do tự nhiên tạo nên gọi là kim cương tự nhiên hoặc kim cương thiên nhiên (đây là loại kim cương phổ biến nhất). Do con người tạo ra gọi là kim cương nhân tạo

• Kim cương (Diamond): Tên gọi của đá kim cương thiên nhiên nay kim cương tự nhiên (loại này phổ biến nhất và đang được đề cập trong bài), có cấu tạo là carbon nguyên chất với liên kết cộng hóa trị hình tháp và có cấu trúc tinh thể lập phương hình bát diện. 
• Kim cương tổng hợp (Synthetic Diamond): Có cấu tạo hóa học và các tính chất về cơ lý - quang - hóa giống như kim cương tự nhiên, tuy hình dạng tinh thể được tạo ra có hơi khác với tinh thể kim cương thiên nhiên. Quan trọng hơn là nó được tổng hợp trong phòng thí nghiệm – hay nói cách khác nó còn được gọi là kim cương nhân tạo.

Nhiều người thắc mắc vậy kim cương thô là gì? Nó thuộc loại kim cương nào được phân loại ở trên?

Kim cương thô:

Kim cương thô là loại kim cương tự nhiên nhưng chưa trải qua xử lý, có hình bát diện đều với 8 mặt lồi đều là những hình tam giác hoặc là các khối lập phương được cắt theo những tỷ lệ khác nhau của bát diện đều.

Để kim cương đạt được vẻ đẹp hoàn mỹ nhất và có giá trị thương mại cao nhất, người ta sẽ xử lý kim cương thô với một quá trình tỉ mẩn theo các cách cắt khác nhau rồi mới đưa ra thị trường.

Kim cương thô là kim cương cứng nhất trong tự nhiên với độ cứng là 10/10 theo thang đo Mohs, độ giòn ở mức trung bình. Từ xưa người ta đã dùng chúng vào việc chế tác máy móc như một mũi, khoan, mài vì có độ cứng cao. Kim cương thô thường có nhiều màu sắc khác nhau vì trong chúng lẫn nhiều tạp chất.

Tính chất của kim cương

Tính chất vật lý của kim cương

Kim cương là một loại khoáng sản có các tính chất vật lý hoàn hảo vô cùng đặc biệt. Sau đây một số tính chất vật lý đặc trưng:

Cấu trúc tinh thể:

Được cấu tạo bởi nguyên tử Carbon © bậc 4, kim cương là tinh thể có cấu trúc lập phương, tính đối xứng cao. 

Độ cứng:

Kim cương là vật chất cứng nhất được tìm thấy trong tự nhiên với độ cứng là 10/10 trong thang độ cứng Mohs dành để đo các khoáng vật. 

Những viên kim cương cứng nhất được tìm thấy ở vùng New England của bang New South Wales (Úc). Chúng khá nhỏ, thường được dùng để đánh bóng những viên kim cương khác. 

Cùng là kim cương tự nhiên nhưng độ cứng của chúng không giống nhau hoàn toàn do quá trình hình thành. Những viên kim cương hình thành 1 lần sẽ cứng hơn viên được hình thành nhiều lần, bởi qua nhiều lần hình thành sẽ có những lớp, vết khiếm độ cứng giảm đi.

Độ giòn:

Dù độ cứng ở mức hoàn hảo nhưng độ giòn của những viên kim cương chỉ đạt ngưỡng trung bình. Cấu trúc tinh thể lập phương của kim cương không chống chịu tốt dễ bị phá vỡ, nên viên kim cương khi sử dụng có thể bị vỡ.

Màu sắc:

Kim cương có nhiều màu sắc từ không màu, xanh dương, xanh lá cây, cam, đỏ, tía, hồng, vàng, nâu và cả đen. 

Trong quá trình hình thành kim cương tự nhiên thường bị lẫn tạp chất, các tạp chất ấy tạo lên màu sắc rực rỡ cho chúng. Nitơ là một loại tạp chất khá phổ biến trong kim cương.

Độ bền nhiệt độ:

Ở áp suất khí quyển (1 ATM) kim cương không ổn định, chúng sẽ giống như như than chì có thể bị phân hủy. 

Kim cương tuy cũng có thể cháy ở nhiệt độ khoảng 800°C trong điều kiện có đủ oxy.

Trong một khoảng thời gian bằng khoảng thời gian để vũ trụ hình thành cho tới nay (15 tỷ năm) với nhiệt độ và áp suất bình thường thì một viên kim cương chỉ có thể bị biến thành than chì. Vì vậy nên người ta thường gọi kim cương là vĩnh cửu.

Tính chất quang học, tính dẫn nhiệt và dẫn điện

Vốn là một loại khoáng sản vô cùng quý giá nên những đặc tính của kim cương cũng khá đặc biệt. Hãy cùng xem xét về tính chất quang học, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt của nó ra sao.

Tính chất quang học:

Kim cương có khả năng tán sắc tốt, do có chiết suất biến đổi nhanh với bước sóng ánh sáng, nên chúng có thể biến những tia sáng trắng thành những tia sáng màu sắc, tạo nên sức hấp dẫn riêng của trang sức kim cương. 

Kim cương với chiết suất RI=2.417 không đổi, lớn hơn gấp 1.5 lần chiết suất của thủy tinh thông thường.

Tính dẫn điện:

Duy nhất kim cương xanh dương thì mọi kim cương điều là chất cách điện tốt. Bởi kim cương xanh chứa loại tập chất dẫn điện còn các loại kim cương khác thì không. 

Vậy nhưng một số kim cương xanh dương được tìm thấy ở Australia không dẫn điện do thành phần không chứa tạp chất có khả năng dẫn điện.

Tính dẫn nhiệt:

Với cấu trúc tinh thể liên kết chặt chẽ với nhau nên khả năng dẫn điện của kim dương gần như là hoàn hảo.

Tiêu chuẩn xác định giá trị viên kim cương

Từ những năm 1900, các chuyên gia địa chất học đã đưa ra phương án để xác định giá trị kim cương dựa vào 4 đặc tính (còn gọi là 4C) gồm: Carat (khối lượng), Color (màu sắc), Clarity (độ trong) và Cut (cách cắt). 

Trong đó khối lượng và góc cắt được tính toán theo công thức thì độ trong và màu sắc được đánh giá bằng mắt thường của những người có kiến thức sâu rộng.

Màu sắc

Kim cương thường không có màu vì cấu trúc tinh thể nguyên chất. Nhưng hầu hết các viên kim cương đều không hoàn hảo, có lẫn tạp chất và và các tạp chất này tạo nên màu sắc của viên kim cương (ví dụ như màu hồng, xanh, vàng, nâu), tùy theo màu sắc có thể tăng hay giảm giá trị của viên kim cương, giá trị càng cao nếu màu càng trắng. 

Thang màu bắt đầu từ ký hiệu D (Colourless –Không màu) và tiếp tục xuống E, F, G, H, I, J… Z. 

Độ trong

Độ trong dùng để mô tả mật độ khuyết điểm có trong kim cương, bắt đầu với thang đo lần lượt từ:

• FL (Flawless –Không có khuyết điểm): Không có tỳ vết bên ngoài và bao thể bên trong
• IF (Internally Flawless): Không có bao thể bên trong, có bên ngoài nhưng rất ít không đáng kể
• VVS (Very Very Slightly Included): Có bao thể rất nhỏ, khó thấy và nông
• VS (Very Slightly Included): Các bao thể nhỏ từ dễ tới hơi khó nhìn.
• SI (Slightly Included): Các bao thể dễ nhìn thấy, thường nằm ở phân trung tâm viên kim cương
• P, I (Imperfect): Thấy rõ các bao thể, có thể nhìn bằng mắt thường nếu quan sát từ trên xuống

Carat (khối lượng)

Viên kim cương càng nặng giá trị càng cao, tính theo đơn vị carat (tương đương 0,2 gram). Theo dõi ví dụ sau để hiểu rõ hơn: 

Ví dụ: 

• 1 viên kim cương nặng 0.5 carat giá trị 3.000 USD, 
• 1 viên kim cương nặng 1 carat (trọng lượng gấp đôi) giá trị có thể là 10.000 USD thay vì 6.000 USD. 

Cắt

Kỹ thuật cắt kim cương vừa là một môn khoa học vừa là một môn nghệ thuật giúp kim kim đạt được vẻ đẹp hoàn hảo nhất.

3 chữ C đầu tiên đều là yếu tố có sẵn của kim cương, thì chữ C cuối cùng lại là kỹ thuật quan trọng để xác định giá trị của kim cương. Cách cắt viên kim cương ra sao sẽ ảnh hưởng quyết định đến vẻ đẹp lấp lánh tuyệt vời của chúng. 

Cắt chuẩn, viên kim cương sẽ sáng hơn, trắng hơn, độ lấp lánh đạt tối đa vì tất cả ánh sáng chiếu vào đều được khúc xạ và phản xạ hoàn toàn ra bề mặt trên chứ không bị thất thoát xuống phía dưới nhờ sự phối hợp của góc độ, sự cân đối và số lượng bề mặt cắt. 

Người ta chia cách cắt làm 3 đẳng cấp: Good (Đẹp), Very good (Rất đẹp), Excellent (Xuất sắc) để phản ánh mức độ chuẩn xác các bề mặt cắt (tỷ lệ, số lượng, góc độ, sự cân đối).

Để biết giá kim cương bao nhiêu tiền người ta dựa vào 4 tiêu chuẩn xác định giá trị cốt lõi này. Để nắm được giá cả kim cương trên thị trường hiện nay bạn hãy theo dõi ngay bài viết sau:

Cập nhật mới nhất: Giá kim cương bao nhiêu tiền?

Ngoài ra giá một viên kim cương còn tùy thuộc vào những tiêu chuẩn khác ngoài 4 tiêu chuẩn chính nêu trên.

Các tiêu chuẩn khác

Đôi khi người ta còn đánh giá kim cương theo tiêu chí 5C: Ngoài 4C nêu trên còn thêm "cost" (giá cả), hoặc 6C với certification (giấy kiểm định, giấy chứng nhận của các công ty uy tín thế giới).

Các tiêu chuẩn khác không nằm trong 4C nhưng vẫn ảnh hưởng đến giá trị kim cương ví dụ như: Ánh huỳnh quang kim cương có thể tạo ra hay lịch sử của viên kim cương, đơn vị khoa học đã lượng giá viên kim cương, hay một chữ C khác: Cleanliness (sạch sẽ).

Hiện có bốn tổ chức địa chất đủ khả năng đánh giá giá trị của viên kim cương. 

• Viện Đá quý Hoa Kỳ (Gemological Institute of America) (GIA)
• Hiệp hội Đá quý Hoa Kỳ (American Gemological Society) (AGS)
• Phòng thí nghiệm Đá quý Thế giới (IGL) 
• Phòng thí nghiệm Đá quý châu Âu (EGL).

Cách nhận biết kim cương thật

Kim cương tự nhiên rất quý hiếm và đắt đỏ, số lượng khai thác không nhiều nên bất cứ ai cũng muốn được sở hữu món đồ thể hiện đẳng cấp này.

Vì vậy đã có những đơn vị sản xuất tạo ra những viên kim cương giả để bán cho khách hàng nhằm thu lợi lớn. Nhiều đơn vị kinh doanh thậm chí trộn lẫn kim cương giả vào kim cương thật để bán.

Tuy nhiên bạn đừng lo lắng quá, những cách phân biệt kim cương thật giả sau sẽ giúp bạn biết cách nhận biết đâu là hàng thật giá trị và hàng nhái giả mạo.

Kim cương giả hiện nay phổ biến được làm từ những loại đá tổng hợp có bề ngoài và một số tính chất gần giống kim cương như đá CZ hay Moissanite... Để phân biệt được bạn có thể làm theo những cách sau:

Cách 1: Quan sát:

Kim cương có chỉ số khúc xạ cao hơn các loại đá tổng hợp, có thể bẻ cong ánh sáng đi xuyên qua lưới tinh thể. Vì cấu trúc tinh thể khác nhau nên ánh sáng đi qua viên đá CZ sẽ có nhiều đường nét hình lăng trụ hơn.

Bạn có thể đặt viên kim cương lên 1 tờ báo có chữ, đỉnh tròn của nó phải nằm trên tờ báo, không đặt ngang. Nếu bạn có thể đọc được chữ bên dưới thì đó là viên kim cương giả. Bởi vì nếu là kim cương thật bạn không thể nào đọc được chữ bên dưới bởi chỉ số khúc xạ cao sẽ ngăn cản bạn nhìn xuống bên dưới.

Hoặc bạn đặt viên đá lên trên 1 dấu chấm được vẽ trên 1 tờ giấy trắng và phẳng. Nếu bạn thấy 2 hình ảnh khúc xạ (giống như ảnh ảo của dấu chấm) hoặc thấy 1 hình ảnh phản chiếu bên trong viên đá, đó có thể là đá Moissanite.

Kim cương tự nhiên không trải qua can thiệp về chất lượng nên thường có pha màu vàng nhẹ hoặc nâu nhẹ. Hoặc có thể có một số đốm khoáng vật khác nằm bên trong cấu trúc lưới tinh thể.

Ngược lại, các loại đá tổng hợp nhái kim cương như CZ, Moissanite được tạo ra trong môi trường vô trùng nên thường sẽ không có tạp chất (tất nhiên đây không phải là yếu tố để so sánh kim cương nhái với kim cương nhân tạo. 

Cách 2: So sánh trọng lượng riêng

Trọng lượng riêng đá CZ từ 5,6 đến 6,0N/m3, nặng hơn gần 1,7 lần so với 1 viên kim cương có cùng thể tích.

Cách 3: Dùng miệng hà hơi

Bạn hà hơi vào 1 viên kim cương thật nhưng bề mặt nó sẽ không bị vẩn đục bởi chúng có tính dẫn nhiệt mạnh nên khả năng phân tán lượng hơi nước gần như ngay lập tức. Nếu hơi nước bám khá lâu trên viên đá, đó chính là đá CZ.

Cách 4: Thả vào trong nước: 

Thả vào nước viên đá chìm hẳn xuống sẽ là kim cương thật. Nếu nổi bồng bềnh hoặc lơ lửng ở khoảng giữa là kim cương giả.

Cách 5: Chụp phim X-quang

Kim cương thật sẽ không được nhìn thấy trong phim chụp X-quang. Trong khi đó đá CZ hoặc một số tinh thể khác thì có thể thấy được. 

Cách 6: Dùng dòng điện: 

Dùng mắt thường sẽ không phân biệt được kim cương và Moissanite. Nên người ta sử dụng 1 thiết bị cầm tay có thể tạo ra 1 dòng điện qua viên đá để đánh giá độ dẫn điện của nó. Nếu cách điện sẽ là kim cương (trừ kim cương xanh).

Cách 7: Dùng nhiệt lượng: 

Kim cương dẫn nhiệt rất tốt, nên người ta sử dụng thiết bị để truyền nhiệt lượng vào viên đá. Trong thời gian khoảng 30 giây, nếu viên đá giảm nhiệt nhanh có khả năng đó là kim cương thật. (Lưu ý cách này không dùng để phân biệt kim cương với đá Moissanite)

10 cách cắt kim cương phổ biến nhất

Kim cương hình dáng thô thường không đẹp và ít chiết quang, để tôn thêm vẻ đẹp riêng của nó, nhiều cách cắt được nghĩ ra từ xưa. Hình dạng viên kim cương sẽ quyết định nhiều đến độ trong và khả năng phản quang của nó, bởi vậy người ta cắt kim cương thành các dạng như cắt "tròn", "bánh mì", "vuông", "trái tim", "hoa hồng",...

Sau đây là 10 hình dạng phổ biến nhất của kim cương sau khi được cắt:

• Hình tròn (Round): Hình dạng phổ biến nhất vì khả năng khúc xạ ánh sáng cao nhất thông qua 58 mặt cắt nhỏ.
• Hình vuông góc nhọn (Princess): Hình dạng này không có góc bo tròn của một viên kim cương như các dạng khác, chúng thường được dùng trong nhẫn đính hôn. Màu sắc của viên kim cương được cắt theo hình dạng này có thể mờ dần từ trung tâm ra góc.
• Hình chữ nhật vạt góc (Radiant): Hình dạng này khá giống với Princess nhưng các góc cắt được vạt ngang chứ không để nhọn, có góc bo tròn.
• Hình chữ nhật xếp tầng (Emerald): Hình dạng này khiến viên kim cương ít phản quang hơn, nhưng nó thể hiện độ tinh khiết rõ ràng hơn. Nếu chọn cắt theo hình dạng này nên chọn một viên kim cương ít tạp chất nhất có thể.
• Hình vuông xếp tầng (Asscher): Cấu trúc tương tự với Emerald nhưng có hình vuông, một viên kim cương Asscher đạt chuẩn sẽ có tâm hình vuông khi nhìn xuyên qua mặt cắt.
• Hình hạt thóc (Marquise): Hình dạng này giúp tối đa hóa trọng lượng carats của viên kim cương, đeo nhẫn có gắn viên hình dạng Marquise sẽ tạo cảm giác tay thon dài hơn.
• Hình bầu dục (Oval): Cách cắt này tối ưu khả năng phản quang, đồng thời tạo cảm giác viên kim cương lớn hơn.
• Hình giọt lệ/trái lê (Perl): Điểm đặc biệt của hình dạng này là nhọn ở đỉnh và tròn ở đáy giống như giọt nước, là sự kết hợp của hình Round và Marquise.
• Hình trái tim (Heart): Hình dạng này được các cô gái rất yêu thích. Viên kim cương được cắt theo hình dạng trái tim phải có hai nửa đều nhau, khe phải sắc nét và cánh hơi tròn.
• Hình chữ nhật bo góc (Cushion): Hình dạng này với các góc được bo tròn, tạo cảm giác bề mặt rộng và phản chiếu ánh sáng dày hơn.

Qua nội dung trên chắc bạn đã nắm được các thông tin cơ bản về kim cương, biết được kim cương là gì, quá trình hình thành cùng các tính chất vật lý, biết cách phân biệt kim cương giả, kim cương thật. Hy vọng với bài viết này bạn có được cho mình những thông tin hữu ích cần thiết.