Permata atau batu permata dapat didefinisikan sebagai permata atau batu semimulia yang dipotong dan dipoles untuk perhiasan pribadi. Batu permata yang diproduksi di Amerika Serikat dan negara produsen lainnya terdiri dari tiga jenis; alami, sintetik, dan simultan. Batu permata alami dipotong dari mineral berbentuk kristal seperti beril, korundum, dan kuarsa. (Berlian adalah kristal karbon murni.) Bahan organik seperti amber, karang, fosil, gading, induk mutiara, mutiara air tawar alami dan budidaya, dan mutiara air asin alami juga dianggap sebagai batu permata alami.
Batu permata sintetis yang ditanam di laboratorium pada dasarnya memiliki penampilan, sifat optik, fisik, dan kimia yang sama dengan bahan alami yang diwakilinya. Batu permata sintetis yang diproduksi di Amerika Serikat termasuk alexandrite, coral, diamond, emerald, garnet, quartz, ruby, sapphire, spinel, dan turquoise. Ada juga batu sintetis yang tidak memiliki pasangan alami.
Simulan adalah bahan permata yang tumbuh di laboratorium yang memiliki penampilan yang mirip dengan bahan permata alami tetapi memiliki sifat optik, fisik, dan kimia yang berbeda. Zirkonia kubik (CZ), pengganti berlian, termasuk dalam kategori ini dan pertama kali digunakan untuk produksi batu perhiasan pada tahun 1976. Pada skala kekerasan untuk batu, berlian asli adalah 10 dibandingkan dengan kekerasan berkisar antara 8,5-9 untuk CZ. CZ memiliki indeks bias (kemampuan untuk membiaskan sinar cahaya menjadi warna merah, oranye, hijau, kuning, ungu, dan biru) 2,15-2,18, dibandingkan dengan 2,42 untuk berlian asli.
Pendahulu zirkonia kubik sebagai imitasi berlian termasuk strontium titanat (diperkenalkan pada tahun 1955) dan garnet aluminium itrium. Namun, strontium titanate terlalu lunak untuk jenis perhiasan tertentu. Zirkonia kubik menjadi lebih populer karena penampilannya yang sangat mirip dengan berlian sebagai permata potong.
Simulan batu permata yang diproduksi di Amerika Serikat termasuk karang, zirkonia kubik, lapis lazuli, perunggu, dan pirus. Selain itu, warna tertentu dari safir sintetis dan spinel, yang digunakan untuk mewakili batu permata lainnya, akan diklasifikasikan sebagai simulan. Varietas CZ berwarna dan tidak berwarna adalah jenis utama dari simulan yang diproduksi dan telah ada di pasaran selama lebih dari 30 tahun. Seperti berlian asli, CZ tersedia dalam kelas yang lebih tinggi dan lebih rendah, mulai dari beberapa puluh dolar per karat hingga $100 per karat untuk nilai yang lebih tinggi.
Dalam dekade terakhir, penggunaan dan penerimaan konsumen dari batu permata sintetis dan simulan telah berkembang. Sebagian besar dari pertumbuhan ini adalah akibat langsung dari pengakuan batu permata ini karena manfaatnya sendiri, bukan hanya sebagai pengganti murah untuk batu permata alami. Produksi tahunan batu permata sintetis dan simulan AS saat ini bernilai sekitar $20 juta, dengan produksi batu permata alami sekitar dua setengah kali lipat.
Zirkonia kubik terbuat dari campuran bubuk oksida zirkonium kemurnian tinggi yang distabilkan dengan magnesium dan kalsium. Jumlah setiap bahan dikontrol dengan hati-hati, dengan aditif tertentu terkadang digunakan untuk mendapatkan tampilan yang mirip dengan berlian asli.
Produsen batu permata sintetik dan simultan menggunakan banyak metode produksi yang berbeda, tetapi mereka dapat dikelompokkan ke dalam salah satu dari tiga jenis proses:pertumbuhan lelehan, pertumbuhan larutan, atau pertumbuhan suhu sangat tinggi, tekanan tinggi. Teknik solusi untuk membuat permata sintetis termasuk metode fluks untuk zamrud, ruby, safir, spinel, dan alexandrite. Metode larutan lainnya adalah metode hidrotermal, yang sering digunakan untuk menumbuhkan beryl (zamrud, aquamarine, dan morganite) dan kuarsa. Metode ini menggunakan bejana bertekanan besar yang disebut autoklaf.
Teknik lain melibatkan reaksi padat atau cair dan transformasi fase untuk batu giok dan lapis lazuli; deposisi fase uap untuk ruby dan safir; keramik untuk pirus, lapis lazuli, dan koral; dan lainnya untuk opal, atau tiruan atau tiruan dari kaca dan plastik. Proses peleburan Vemeuil, Czochralski, dan tengkorak adalah teknik peleburan yang paling sering digunakan untuk bahan permata.
Ahli kimia Prancis Edmond Fremy menghasilkan batu permata sintetis komersial pertama pada tahun 1877 dengan metode pertumbuhan leleh. Ini adalah kristal ruby kecil dan ditanam dengan menggabungkan campuran yang mengandung aluminium oksida dalam wadah tanah liat, prosesnya memakan waktu sekitar delapan hari. Ini disebut rubi yang direkonstruksi. Pada tahun 1885, batu rubi sintetis yang lebih besar muncul menggunakan proses fusi api dan bubuk alumina. Kemudian, safir, spinel, rutil, dan strontium titanat ditanam dengan teknik ini, juga dikenal sebagai metode Vemeuil.
Metode pertumbuhan-tarik Czochralski, dikembangkan sekitar tahun 1917 oleh seorang ilmuwan dengan nama yang sama, digunakan untuk ruby, safir, spinel, yttrium-aluminium-gamet (YAG), gadolinium-gallium-garnet (GGG), dan alexandrite. Dalam metode Czochralski, bahan bubuk dilebur dalam wadah platinum, iridium, grafit, atau keramik. Sebuah kristal benih melekat pada salah satu ujung batang yang berputar, batang diturunkan ke dalam wadah sampai benih hanya menyentuh lelehan, dan kemudian batang ditarik perlahan. Kristal tumbuh saat benih menarik material dari lelehan, dan material mendingin dan mengeras. Namun, karena tegangan permukaan lelehan, kristal yang tumbuh tetap berhubungan dengan bahan cair dan terus tumbuh sampai lelehan habis.
Biasanya, benih ditarik dari lelehan dengan kecepatan 0,0394-3,94 in (1-100 mm) per jam. Kristal yang ditumbuhkan menggunakan metode ini bisa berukuran sangat besar, berdiameter lebih dari 1,97 inci (50 mm) dan panjang 3,281 kaki (1 m), dan dengan kemurnian yang sangat tinggi. Setiap tahun produsen yang menggunakan metode ini menumbuhkan jutaan karat kristal. Metode pelelehan tengkorak digunakan untuk zirkonia kubik dan akan dijelaskan lebih rinci di bawah ini.
Batu permata tertentu menimbulkan masalah unik ketika upaya dilakukan untuk menumbuhkannya. Masalah timbul karena bahan tertentu sangat reaktif sehingga tidak dapat dilebur bahkan dalam wadah platina dan iridium yang tidak reaktif atau meleleh pada suhu yang lebih tinggi daripada yang dapat ditahan oleh bahan wadah. Oleh karena itu, sistem peleburan lain harus digunakan, yang disebut sistem peleburan tengkorak. Zirkonia kubik, karena titik lelehnya yang tinggi, harus ditanam menggunakan metode ini.
Pemotongan pada batu apa pun, apakah alami atau tiruan, tergantung pada keterampilan pemotong batu. Pemotong harus mengevaluasi kristal permata dengan hati-hati untuk menentukan berapa banyak kristal yang harus dipotong untuk menghasilkan batu atau batu dengan kejernihan yang baik. Pemotong juga harus menentukan bentuk batu mana yang akan memanfaatkan kristal secara maksimal. Pemotong harus menggunakan kristal sebanyak mungkin, karena berlian terlalu berharga untuk disia-siakan.
Proporsi memainkan peran penting dalam potongan berlian. Batu yang ideal dipotong sesuai spesifikasi matematis untuk memungkinkan jumlah cahaya maksimum yang dipantulkan melalui batu. Jenis potongan ini dikenal sebagai potongan Brilliant. Variasi dari proporsi yang ditetapkan ini dapat mengurangi kecemerlangan batu. Saat bekerja dengan berlian, pemotong mungkin merasa lebih bijaksana untuk memvariasikan dari sudut ini untuk menghilangkan cacat atau inklusi, namun tetap mempertahankan berat karat maksimum. Karena kristal berlian palsu lebih murah dan hampir sempurna dalam kejelasan, batu yang lebih besar dapat dipotong untuk proporsi yang benar.
Kualitas batu asli atau tiruan ditentukan oleh empat C:karat, warna, kejernihan, dan potongan. Ini adalah kombinasi dari nilai di keempatnya yang menentukan kualitas akhir dan karenanya nilai berlian asli dan imitasi. Berat karat 0,0175 oz (0,5 g) berlian asli adalah berat batu dalam berat karat. Batu sintetis selalu lebih berat karatnya daripada berlian asli, karena bahannya lebih padat.
Warna berlian dapat mempengaruhi nilainya. Tidak adanya warna sama sekali mewakili ujung atas skala, dan batu berwarna pucat dan tidak merata terdiri dari ujung bawah. Berlian dengan tingkat warna yang luar biasa tinggi dikenal sebagai berlian, dan dinilai berdasarkan kerataan, kelangkaan, dan nada warnanya. Baik berlian zirkonia asli maupun kubik tersedia dalam berbagai warna mulai dari kuning pucat hingga merah cemerlang.
Kejernihan adalah kejernihan atau kejernihan sebuah batu. Dalam berlian asli, kejernihan ditentukan oleh alam, jejak mineral kecil, dan kristal kecil ketidaksempurnaan yang dapat mengaburkan batu. Semakin jernih batunya, semakin berharga harganya. Kejernihan berlian palsu dapat dikontrol di lab. Namun, lelehan yang buruk dapat menghasilkan batu dengan inklusi kecil. Variasi campuran oksida logam dapat mengubah warna batu. Warna yang tidak rata sama tidak diinginkannya pada berlian palsu seperti pada berlian asli.
Dari empat C, potongan adalah yang paling penting dalam menentukan kecemerlangan berlian. Pada tahun 1919, Marcel Tolkowsky, generasi ketiga pemotong berlian kelahiran Antwerpen dan mahasiswa teknik mesin, menentukan proporsi yang tepat di mana berlian harus dipotong untuk mendapatkan api dan kecemerlangan maksimum. Ideal ini, yang dikenal sebagai Brilliant Cut, adalah standar terukur yang objektif. Setiap berlian yang dipotong brilian memiliki 58 segi, dipotong pada sudut yang ditentukan secara matematis untuk memantulkan dan membiaskan sinar cahaya maksimum. Ini menjamin bahwa berlian telah dipotong dengan proporsi terbaik untuk kecantikan yang optimal daripada hanya untuk mempertahankan berat karat maksimum. Faktanya, proporsi berlian dan nilai akhir ditentukan dalam hal tingkat penyimpangan dari standar ini. 
Dalam metode peleburan tengkorak untuk menumbuhkan zirkonia kubik, cangkir tembaga berdinding berlubang diisi dengan bahan bubuk dan dipanaskan dengan induksi frekuensi radio sampai bubuk meleleh. Air yang bersirkulasi di dalam dinding berlubang mendinginkan dinding bagian dalam tengkorak. Karena air mendinginkan dinding tengkorak, bahan bubuk di sebelah dinding tidak meleleh, dan bahan cair terkandung di dalam cangkang bahan yang tidak meleleh. Oleh karena itu, lelehan reaktif atau suhu tinggi terkandung di dalam dirinya sendiri. Ketika sumber panas dihilangkan dan sistem dibiarkan dingin, kristal terbentuk dengan nukleasi dan tumbuh sampai seluruh lelehan membeku. Satu tengkorak menghasilkan sekitar 2,205 lb (1 kg) zirkonia kubik per siklus. Standar ini juga berlaku untuk berlian imitasi yang terbuat dari zirkonia kubik.
Meskipun potongan brilian 58 segi dikenal sebagai ukuran standar kualitas dalam industri pemotongan, ada beberapa contoh khusus ketika penyimpangan diperlukan. Terlalu banyak pembiasan cahaya di area kecil mengurangi kejernihan, oleh karena itu batu yang sangat kecil dapat dipotong dengan lebih sedikit segi. Batu yang lebih besar dapat dipotong dengan lebih banyak segi untuk alasan yang berlawanan. Ukuran batu dapat meningkatkan lebar segi sehingga kecemerlangan hilang. Bukan hal yang aneh untuk menemukan berlian satu karat dan dipotong dengan cara ini. Dengan diperkenalkannya potongan baru seperti bersinar, putri, dan triliun, permintaan batu multifaset telah meningkat.
Ada berbagai macam bentuk yang bisa dipotong. Putaran memberikan kecemerlangan maksimum, dispersi, api, dan yang paling populer dari semua bentuk berlian asli dan imitasi. Oval memiliki bentuk lonjong, bentuk agak memanjang. Segi di sekitar bagian atas batu sangat mirip dengan susunan segi di batu bundar. Untuk alasan ini, berlian oval yang dipotong dengan baik memberikan penampilan yang berkilau, menangkap dan memantulkan cahaya dari segala arah. Waktu (delapan sampai 10 jam untuk satu karat) yang diperlukan untuk memotong sebuah oval kira-kira dua kali waktu yang dibutuhkan untuk memotong batu bulat karena membutuhkan lebih banyak waktu untuk melakukan pembentukan utama.
Metode pengujian lain digunakan untuk mengukur sifat optik dan fisik. Mikroskop binokular digunakan untuk mencari cacat seperti inklusi. Indeks bias diukur dengan menggunakan refraktometer. Berat jenis batu ditentukan dengan melihat apakah batu itu akan tenggelam, mengapung, atau tetap diam dalam cairan dengan berat jenis yang diketahui.
Menurut pakar industri, pasar untuk perhiasan zirkonia kubik diperkirakan akan mempertahankan posisi stabil karena pengecer pasar massal terus menawarkannya kepada pelanggan mereka dan harga terus menurun. Zirkonia kubik juga menjadi lebih menguntungkan sebagai pengganti berlian asli pada anting pejantan, solitaire berlian, dan gelang tenis. Dengan kata lain, itu tidak lagi dianggap hanya tiruan murahan, terutama dengan peningkatan kecerahan dan refleksi. Tingkat pertumbuhan keseluruhan sekitar 10% dengan demikian diprediksi untuk pasar. Meskipun simulasi berlian baru baru-baru ini diperkenalkan yang disebut moissanite sintetis (silikon karbida terkristalisasi), harga yang lebih tinggi dan proses yang lebih sulit dari bahan ini akan membatasi persaingan dengan zirkonia kubik.
Proses manufaktur
Sebagai desainer, kami selalu mencari inspirasi… atau lebih tepatnya, kami melihat inspirasi ke mana pun kami memandang. Sebuah jalan inspirasi yang menarik di mana saya sering menginjak adalah Bahan Alami atau Tradisional yang digunakan dalam desain produk. Saya terpesona ketika desainer menggunaka
Latar Belakang Gas alam adalah campuran gas yang mudah terbakar yang terbentuk di bawah tanah oleh dekomposisi bahan organik pada tumbuhan dan hewan. Biasanya ditemukan di daerah di mana minyak hadir, meskipun ada beberapa reservoir besar bawah tanah gas alam di mana ada sedikit atau tidak ada min
Dengan jenis keramik campuran ini, sejumlah kecil aluminium oksida ditambahkan ke zirkonium oksida untuk secara signifikan meningkatkan ketahanan aus, elastisitas, dan ketangguhan. Ini memiliki fitur berikut: Insulasi termal Kekuatan Lentur Insulasi listrik Ketahanan terhadap suhu dan guncangan t
Dengan campuran keramik ini, sejumlah kecil zirkonium dioksida ditambahkan ke aluminium oksida yang secara signifikan meningkatkan kekerasan dan stabilitas dan secara bersamaan meningkatkan ketangguhan. Ini memiliki fitur berikut: Kekerasan Tahan terhadap tekanan Ketahanan terhadap sengatan panas
