DE19631367C1 - X-ray identification method for cut diamonds - Google Patents

X-ray identification method for cut diamonds

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DE19631367C1
DE19631367C1 DE1996131367 DE19631367A DE19631367C1 DE 19631367 C1 DE19631367 C1 DE 19631367C1 DE 1996131367 DE1996131367 DE 1996131367 DE 19631367 A DE19631367 A DE 19631367A DE 19631367 C1 DE19631367 C1 DE 19631367C1
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Roland Dr Diehl
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/207Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions

Abstract

The invention concerns a method used for radiographically identifying diamonds, in particular for determining whether a completely cut diamond is identical to or different from a known completely cut diamond. To that end, the position of the table facet of the diamond relative to the diamond lattice is determined by means of two crystallographic polar angles and then at least one radiographical transmission recording of the internal defects of the diamond is realized by monochromatic X-radiation at the Bragg angle. The identity of the diamond can be checked by comparing the polar angles determined and the X-ray topograms with polar angles and X-ray topograms of known decorative diamonds obtained by the same procedure.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur röntgenographischen Identifizierung von geschliffenen Diamanten, insbesondere zur Bestimmung, ob ein vollständig geschliffener Diamant identisch mit oder verschieden von einem bekannten vollständig geschliffenen Diamanten ist.The invention relates to a method for X-ray identification of cut diamonds, especially to determine whether a fully ground Diamond identical to or different from a known one is completely cut diamond.

Zu Schmuckzwecken geschliffene Diamanten (Brillianten, Navette, Tropfen, Triangel, Trapeze, Baguettes, Smaragdschliffe, etc.) stellen in der Regel einen hohen Geldwert dar. Ihr Wert bestimmt sich nach Gewicht, Farbe, Reinheit und Schliffqualität. Diese vier Wertmerkmale eines geschliffenen Diamanten werden durch eine fachmännische, nach international festgelegten Regeln durchzuführende Diamantgraduierung bestimmt. Bei geschliffenen Schmuckdiamanten höheren Wertes, deren Gewicht gewöhnlich oberhalb von 0,5 Karat liegt, wird das Graduierungsergebnis in Form eines Zertifikats schriftlich und nachvollziehbar festgehalten, das dem graduierten Diamanten beigelegt wird.Diamonds cut for jewelry purposes (brilliants, Navette, Drops, triangles, trapezes, baguettes, emerald cuts, etc.) usually represent a high monetary value. Their value determines weight, color, purity and cut quality. This four value features of a cut diamond are identified by a professional, according to internationally established rules diamond grading to be carried out. With ground Jewelry diamonds of higher value, their weight usually is above 0.5 carat, the graduation result will be in Form of a certificate in writing and traceable that is attached to the graduated diamond.

Durch die im Zertifikat festgehaltenen Angaben erhält jeder geschliffene Schmuckdiamant eine Individualität, die im Falle eines Verlustes durch Unachtsamkeit, Diebstahl, etc. bei Wiederauffindung in der Regel seine Wiedererkennung erlaubt. Diese Wiedererkennung wird durch geringste Veränderungen am Schliff und damit auch am Gewicht des Steins in Frage gestellt, ja unmöglich gemacht, wenn keine anderen typischen Merkmale, etwa die Natur eines charakteristischen Einschlusses vorhanden sind.Everyone receives from the information contained in the certificate cut jewelry diamond an individuality that in the case loss through carelessness, theft, etc. Recovery usually allows its recognition. This recognition is made by the slightest changes on Cut and thus also questioned the weight of the stone,  made impossible if there are no other typical features, such as the nature of a characteristic inclusion are.

Es hat in der Vergangenheit daher nicht an Bestrebungen gefehlt, ein Charakterisierungsverfahren zu entwickeln, das einen geschliffenen Schmuckdiamanten unverwechselbar macht. Unbeeinfußt von äußeren Manipulationen am Stein bleibt die Natur seines durch individuelle Baufehler charakterisierten Kristallgitters. Diese inneren Baufehler können durch Beugung von Röntgenstrahlen am Kristallgitter des Diamanten auf röntgenempfindlichen Filmen oder mit anderen Aufzeichnungstechniken sichtbar gemacht und festgehalten werden. Eine derartige Abbildung von Kristallbaufehlern (Röntgentopogramm) ist gewissermaßen der Fingerabdruck des untersuchten Schmuckdiamanten und als solcher unverwechselbar, da es - ähnlich dem Fingerabdruck bei Menschen - praktisch keine zwei Diamanten gibt, die übereinstimmende Röntgentopogramme liefern. Ein Röntgentopogramm wäre, auf Mikrofilm konserviert, dem Zertifikat beizufügen und eine Kopie davon in einem Archiv zu hinterlegen. Geht der Stein verloren, oder wird er gestohlen, so läßt sich nach Wiedererlangung anhand eines erneut aufgenommenen Röntgentopogramms dessen Identität zweifelsfrei feststellen.There has been no lack of efforts in the past, to develop a characterization process that cut jewelry diamonds makes it unmistakable. Nature remains unaffected by external manipulations on the stone his characterized by individual construction errors Crystal lattice. These internal construction defects can be caused by diffraction of X-rays on the crystal lattice of the diamond X-ray sensitive films or with others Recording techniques are made visible and recorded. Such a mapping of crystal defects (X-ray topogram) is the fingerprint of the examined jewelry diamonds and as such distinctive, since there - like the fingerprint in humans - practically none there are two diamonds that match x-ray topograms deliver. An X-ray topogram would be preserved on microfilm attached to the certificate and a copy of it in an archive to deposit. If the stone is lost or is it stolen, so can be used again after recovery recorded X-ray topogram whose identity beyond any doubt determine.

Die eindeutige und daher unverwechselbare Kennung von rohen, teilweise oder vollständig geschliffenen Schmuckdiamanten mittels Röntgentopographie (Fingerprinting) ist seit vielen Jahren bekannt (vgl. z. B. A. R. Lang et al., Fingerprinting Diamonds by X-ray Topography, Industrial Diamond Review, March 1976, S. 96-103).The unique and therefore unmistakable identification of raw, partially or completely cut jewelry diamonds using x-ray topography (fingerprinting) has been around for many Years (see e.g. A. R. Lang et al., Fingerprinting Diamonds by X-ray Topography, Industrial Diamond Review, March 1976, pp. 96-103).

In der Praxis des Handels mit hochwertigen geschliffenen Schmuckdiamanten hat es sich bisher nicht durchgesetzt, da die nach dem Stand der Technik angewendete Prozedur für die Erstellung der Röntgentopogramme zu umständlich und zu kompliziert ist. Wegen der hohen kristallographischen Symmetrie des Diamantgitters müssen derzeit für die Grundcharakterisierung eines Diamanten viele Röntgentopogramme (Muttertopogramme) aufgezeichnet werden, damit mit einem einzigen Kontrolltopogramm (Tochtertopogramm) der Identitätsbeweis zweifelsfrei gelingt.In the practice of trading in high quality ground Jewelry diamonds have so far not prevailed because the Procedure used for the prior art Creation of x-ray topograms too cumbersome and too is complicated. Because of the high crystallographic symmetry of the diamond lattice currently need for basic characterization  of a diamond many x-ray topograms (mother topograms) be recorded with a single control topogram (Daughter topogram) the proof of identity succeeds beyond doubt.

In der US-Patentschrift Nr. 4.125.770 "Diamond Identification" vom 14. November 1978 und der deutschen Patentschrift DE 25 59 245 C2 "Verfahren zur Identifizierung von Diamanten" vom 26. Mai 1988, die den Stand der Aufnahmetechnik von Röntgentopogrammen zur Identifizierung geschliffener Diamanten in ihrer "Abstammung" von Rohdiamanten beschreiben, wird bei Verwendung von monochromatischer Röntgenstrahlung im "einfachsten Routineverfahren" (simplest routine) von einer Anzahl von zwölf aufzunehmenden Projektions-Topogrammen ausgegangen, wobei die Beugung der Röntgenstrahlen an Netzebenen vom Typ {400} vorgenommen wird, da Würfelflächen die geringste Multiplizität aufweisen. Unter Nutzung der Symmetrie werden nach Einjustierung einer derartigen Netzebene nacheinander vier Röntgentopogramme durch Beugung an dazu senkrechten {400} Netzebenen hergestellt, wobei der Kristall zwischen den Aufnahmen jeweils um 90° um die Netzebenennormale gedreht wird. Die genaue Projektionsrichtung bleibt in den beiden Patentschriften offen.In U.S. Patent No. 4,125,770 "Diamond Identification" from November 14, 1978 and German patent DE 25 59 245 C2 "Diamond Identification Process" of May 26 1988, the state of the art of X-ray topography to identify cut diamonds in their "Descent" of rough diamonds is used when used of monochromatic X-rays in the "simplest Routine procedure "(simplest routine) of a number of twelve projection topograms to be recorded, with the X-ray diffraction at network planes of type {400} is made because cube areas have the least multiplicity exhibit. Using the symmetry after adjustment Such a network level, four X-ray topograms in succession produced by diffraction on {400} network planes perpendicular thereto, the crystal between the shots by 90 ° around the Network plane normal is rotated. The exact direction of projection remains open in the two patents.

Die Projektionsrichtung ist gegeben durch den Weg des am Kristallgitter gebeugten Röntgenstrahls im Diamanten. Sie wird festgelegt durch die den Strahl reflektierende Netzebenenschar (hkl) in Verbindung mit der azimutalen Orientierung des Diamantkristalls um die zugehörige Netzebenennormale [hkl]. Dies bedeutet, daß die Lage des durchstrahlten Kristalls in der "Dispersionsebene" (= Ebene von einfallendem und gebeugtem Röntgenstrahl) erst durch Angabe der verwendeten Netzebenenschar (hkl) und zusätzlich einer in der Ebene (hkl) liegenden Kristallrichtung [uvw] , welche z. B. senkrecht zur Dispersionsebene liegt, definiert beschrieben wird.The direction of projection is given by the path of the X-ray crystal lattice diffracted in diamond. she will determined by the network plane array reflecting the beam (hkl) in connection with the azimuthal orientation of the Diamond crystal around the associated network plane normal [hkl]. This means that the position of the irradiated crystal in the "Dispersion level" (= level of incident and diffracted X-ray beam) only by specifying the network plane set used (hkl) and one in the (hkl) level Crystal direction [uvw], which z. B. perpendicular to Dispersion level is defined.

Das Verfahren funktioniert jedoch nur dann zuverlässig, d. h. Mutter- und Tochterdiagramm werden nur dann praktisch identisch sein, wenn auch diese Projektionsrichtung fest vorgegeben wird, z. B. indem eine <110<- oder <100<-Richtung senkrecht zur Dispersionsebene gestellt wird. Auf jeden Fall werden zur eindeutigen Identifizierung mit nur einem Tochtertopogramm insgesamt wenigstens 12 Muttertopogramme zwingend benötigt, denn an 3 Netzebenen vom Typ {400} sind in jeweils 4 Projek­ tionsrichtungen Topogramme anzufertigen.However, the method only works reliably, i. H.  Only then will the mother and daughter diagram be practically identical be, if this projection direction is also fixed, e.g. B. by a <110 <or <100 <direction perpendicular to Dispersion level is made. Definitely will unique identification with only one daughter topogram a total of at least 12 mother topograms are mandatory, because on 3 network levels of type {400} are in 4 projects each direction to produce topograms.

Eigene Versuche haben gezeigt, daß selbst diese Anzahl zur eindeutigen Identifizierung durch 1 : 1-Vergleich von Mutter- und Tochtertopogramm nicht ausreicht. Zwar bleiben nach dem Friedel′schen Gesetz in einem zentrosymmetrischen Kristallgitter die Beugungsbedingungen für Richtung und Gegenrichtung gleich, es ändern sich aber die Projektionsbedingungen, da das Volumen des Diamanten in Richtung und Gegenrichtung unterschiedlich durchstrahlt wird. Durch unterschiedliche geometrische Überlagerung der Baufehlerkontraste sowie als Folge der Absorption bei größeren Kristallen können sich deshalb derartige Röntgentopogramme voneinander unterscheiden. Man müßte also zum Erhalt eines kompletten Fingerabdrucks des Steins je vier Aufnahmen um jede der drei Würfelachsen in "positiver" Richtung und je vier Aufnahmen um jede der drei Würfelachsen in "negativer" Richtung anfertigen. Dies bedeutet die Aufzeichnung von insgesamt 24 Röntgentopogrammen. Erst dann ist sichergestellt, daß eine einzige Tochteraufnahme genügt, um vollständige Übereinstimmung mit einer der 24 Mutteraufnahmen herbeizuführen.Our own experiments have shown that even this number for clear identification by 1: 1 comparison of mother and Daughter topogram is not sufficient. Although remain after the Friedel's law in a centrosymmetric crystal lattice the diffraction conditions for direction and opposite direction are the same, but the projection conditions change because of the volume of the diamond differ in direction and opposite direction is irradiated. By different geometrical Superimposition of the construction error contrasts as a result of Absorption with larger crystals can therefore be such Distinguish x-ray topograms from each other. So you would have to Receive a complete fingerprint of the stone, four each Images around each of the three cube axes in the "positive" direction and four shots around each of the three cube axes in Make "negative" direction. This means the recording of a total of 24 x-ray topograms. Only then is ensures that a single daughter admission is enough to complete agreement with one of the 24 mother admissions bring about.

Die gesamte Prozedur erfordert qualifiziertes Personal, einen hohen Arbeits- und Zeitaufwand und erzeugt prohibitiv hohe Kosten. Dies ist der Grund, warum sich das Fingerprinting von wertvollen, geschliffenen Schmuckdiamanten, obwohl höchst wünschenswert zum Schutze des Eigentums, als kommerzielle Teiltechnik der Diamantgraduierung bisher nicht durchsetzen konnte.The entire procedure requires qualified personnel, one high work and time expenditure and prohibitively high Costs. This is the reason why fingerprinting is different from valuable, cut jewelry diamonds, although the highest desirable to protect property, as commercial So far, not enforcing sub-technology of diamond grading could.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auf vergleichsweise einfache Weise und schnell ein Identifizieren von geschliffenen Diamanten möglich ist.The object of the present invention is to provide a method create with the comparatively simple and fast it is possible to identify cut diamonds.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß
mit Hilfe eines Goniometers mit fünf Kreisen (2Θ, Ω, X, Σ, Δ) mit monochromatischer Röntgenstrahlung in einer röntgendiffraktrometrischen Justierroutine die Lage der Tafelfacette des Diamanten relativ zum Diamantgitter durch zwei kristallographische Polwinkel (ρ, ϕ) ermittelt wird,
daraus eine Orientierung des Diamanten festgelegt wird,
anschließend bei dieser Orientierung wenigstens eine röntgentopographische Transmissionsaufnahme der internen Defekte des Diamanten mittels monochromatischer Röntgenstrahlung beim Braggschen Winkel angefertigt wird,
und durch Vergleich der ermittelten Polwinkel und Röntgentopogramme mit nach gleicher Prozedur erhaltenen Polwinkeln und Röntgentopogrammen bekannter geschliffener Diamanten die Identität überprüft wird.
To solve the problem it is proposed that
using a goniometer with five circles (2Θ, Ω, X, Σ, Δ) with monochromatic X-rays in an X-ray diffraction adjustment routine, the position of the table facet of the diamond relative to the diamond grating is determined by two crystallographic pole angles (ρ, ϕ),
an orientation of the diamond is determined from this,
subsequently, with this orientation, at least one X-ray topographical transmission image of the internal defects of the diamond is made by means of monochromatic X-ray radiation at Bragg's angle,
and the identity is checked by comparing the determined pole angles and X-ray topograms with pole angles and X-ray topograms of known cut diamonds obtained according to the same procedure.

Damit steht ein sehr viel einfacheres Verfahren für die rönt­ gendiffraktometrische/röntgentopographische Charakterisierung von geschliffenen Schmuckdiamanten zur Verfügung. Es werden hierbei röntgendiffraktometrisch zwei Winkel ("Polwinkel") am Prüfling mit hoher Genauigkeit ermittelt und anschließend in der Regel ein einziges Muttertopogramm erstellt. Zusammen mit den beiden ermittelten Winkelangaben wird dieses Muttertopogramm dem Diamantgraduierungszertifikat auf Mikrofilm oder einem anderen Datenträger beigelegt, um mit einem einzigen nach identischer Verfahrensvorschrift aufgenommen Tochtertopogramm Identität oder Nichtidentität zu beweisen. Mehr als ein Muttertopogramm wird nur in sehr wenigen genau spezifizierbaren Fällen zwingend erforderlich sein, wiewohl die Anfertigung von maximal vier Muttertopogrammen z. B. bei sehr defektarmen Diamanten zur Sicherheit angeraten ist. This is a much easier procedure for the X-ray gene diffractometric / X-ray topographic characterization of cut jewelry diamonds. It will here X-ray diffractometrically two angles ("pole angle") on DUT determined with high accuracy and then in the Usually a single mother topogram is created. Together with the In the two determined angles, this mother topogram becomes the Diamond grading certificate on microfilm or other Disks enclosed to be used with a single after identical Procedural regulation included daughter topogram identity or To prove non-identity. More than a mother topogram will compulsory only in very few, precisely specifiable cases may be necessary, although the production of a maximum of four Mother topograms e.g. B. for very defect-free diamonds Security is advised.  

Als Justiervorrichtung wird ein Goniometer mit fünf Kreisen (2Θ, Ω, X, Σ, Δ), eine Röntgenquelle und ein Probenhalter sowie ein Detektor verwendet. Mit Hilfe eines vorzugsweise motorisierten Goniometers, das unter Beteiligung einiger oder aller Kreise mit einem speziellen Steuerprogramm eine vollautomatische Orientierung des Prüflings relativ zum aufnehmenden Röntgenstrahl vornimmt, kann die Winkelmessung auf den Kreisen Σ und Δ genau durchgeführt und die Anfertigung des Topogramms/ der Topogramme zur schattenfreien Defektabbildung in Transmission bis zu einem Asymmetriewinkel von 40° vorgenommen werden.A goniometer with five circles is used as an adjustment device (2Θ, Ω, X, Σ, Δ), an X-ray source and a sample holder as well as a Detector used. With the help of a preferably motorized Goniometers that involve some or all circles a special control program a fully automatic Orientation of the examinee relative to the recipient X-ray makes the angle measurement on the circles Σ and Δ carried out exactly and the preparation of the topogram / of the topograms for shadow-free defect mapping in Transmission made up to an asymmetry angle of 40 ° will.

Das Verfahren kann routinemäßig von technischem Personal durchgeführt werden. Weitgehende Automatisierung sowie erheblich reduzierter Zeit- und Personalaufwand des neuen Verfahrens eröffnen, im Gegensatz zum Stand der Technik, die wirtschaftliche Anwendung der röntgentopographischen Kennung (Fingerprinting) in der Praxis der Zertifizierung hochwertiger geschliffener Diamanten. Es eignet sich zudem aufgrund spezifischer Wachstumsmerkmale zur Identifizierung synthetischer Diamanten, die zukünftig verstärkt in interessanten Größen, Farben und Reinheiten im Diamanthandel auftauchen werden. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.The procedure can be carried out routinely by technical personnel be performed. Extensive automation as well as significant reduced time and personnel costs of the new process open, in contrast to the prior art, the economic application of the X-ray topographical identifier (Fingerprinting) in the practice of high quality certification cut diamond. It is also suitable due to specific growth characteristics for the identification of synthetic Diamonds, which in future will be increasingly available in interesting sizes, Colors and purities will appear in the diamond trade. Embodiments of the invention are in the subclaims listed.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten noch näher beschrieben.Below is the invention with its essentials Details described in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine stereographische Projektion der Kristallrichtungen <100<, <110< und <111< eines Diamanten mit einzeichneten Bereichen "A" und "B" im sphärischen Standarddreieck, Fig. 1 is a stereographic projection of the crystal directions <100 <<110 <and <111 <a diamond with einzeichneten areas "A" and "B" in the standard spherical triangle,

Fig. 2 ein Goniometer mit Lage der Goniometerachsen (2Θ, Ω, X, Σ, Δ) und Orientierung des Diamantkristalls bei Beginn der Suche nach der Referenzrichtung, Fig. 2 is a goniometer with position of the goniometer axes (2Θ, Ω, X, Σ, Δ) and orientation of the diamond crystal at the beginning of the search for the reference direction,

Fig. 3 die Lage der Normalen auf die Tafelfacette, gegeben durch die Polwinkel ρ und ϕ im Standarddreieck der Stereographischen Projektion, Figure 3 shows the position of the normal to the table facet, where ρ. By the polar angle and φ in the standard triangle of the stereographic projection,

Fig. 4 eine stereographische Projektion der Lage symmetrisch äquivalenter Reflexe des Typs hk0 auf dem Zonenkreis der Referenzrichtung <100< für den Fall, daß der genauere Polwinkel ρmes,100 größer ist als ein aus der Meßgenauigkeit des Goniometers resultierender Grenzwinkelwert ρlim, wobei sich die Referenzrichtung im Zentrum der Projektion befindet und der Pol der Tafelfacette gegenüber der Referenzrichtung mit dem Azimut ϕ₁₀₀ um die Poldistanz ρ₁₀₀ ausgelenkt ist; die Winkeldistanzen εi zwischen dem Pol der Tafelfacette und symmetrisch äquivalenten (hk0)-Polen sind deutlich unterscheidbar; Fig. 4 is a stereographic projection of the position symmetrical equivalent reflections of the type hk0 on the zone circle of the reference direction <100 <greater for the case that the accurate pole angle ρ mes, 100 ρ as a resulting of the measuring accuracy of the goniometer limit angle value lim, wherein the reference direction is in the center of the projection and the pole of the table facet is deflected with respect to the reference direction with the azimuth ϕ₁₀₀ by the pole distance ρ₁₀₀; the angular distances ε i between the pole of the table facet and symmetrically equivalent (hk0) poles are clearly distinguishable;

Fig. 5 eine stereographische Projektion der Lage symmetrisch äquivalenter Reflexe des Typs hk0 auf dem Zonenkreis der Referenzrichtung <110< für den Fall, daß →mes,100 < ρlim wobei sich die Referenzrichtung im Zentrum der Projektion befindet und der Pol der Tafelfacette gegenüber der Referenzrichtung mit dem Azimut ρ₁₁₀ um die Poldistanz ρ₁₁₀ ausgelenkt ist; die Winkeldistanzen ε₁ zwischen dem Pol der Tafelfacette und symmetrisch äquivalenten (hk0)-Polen sind deutlich unterscheidbar; Fig. 5 is a stereographic projection of the position symmetrical equivalent reflections hk0 for the case where → mes, 100lim wherein the reference direction in the center of the projection is of the type on the zone circle of the reference direction <110 <and the pole of the table facet opposite the Reference direction with the azimuth ρ₁₁₀ is deflected by the pole distance ρ₁₁₀; the angular distances ε₁ between the pole of the table facet and symmetrically equivalent (hk0) poles are clearly distinguishable;

Fig. 6 eine stereographische Projektion der Lage symmetrisch äquivalenter Reflexe des Typs hk0 auf dem Zonenkreis der Referenzrichtung <100< für den Fall, daß ρmes,100 ρlim, wobei sich die Referenzrichtung exakt im Zentrum der Projektion befindet und der Pol der Tafelfacette praktisch nicht unterscheidbar am gleichen Ort liegt und Fig. 6 is a stereographic projection of the position symmetrical equivalent reflections of the type hk0 on the zone circle of the reference direction <100 <for the case where ρ mes, 100 ρ lim, wherein the reference direction is exactly in the center of the projection and the pole of the table facet practically is indistinguishable from the same place and

Fig. 7 eine stereographische Projektion der Lage symmetrisch äquivalenter Reflexe des Typs hk0 auf dem Zonenkreis der Referenzrichtung <110< für den Fall, daß ρmes,110 ρlim, wobei sich die Referenzrichtung exakt im Zentrum der Projektion befindet und der Pol der Tafelfacette praktisch nicht unterscheidbar am gleichen Ort liegt. Fig. 7 is a stereographic projection of the position symmetrical equivalent reflections of the type hk0 on the zone circle of the reference direction <110 <for the case where ρ mes, 110 ρ lim, wherein the reference direction is exactly in the center of the projection and the pole of the table facet practically is indistinguishable from the same place.

Wie die Praxis des Diamantschleifens zeigt, wird der Rohstein in der Regel als Diamantoktaeder angeliefert, der parallel zur Würfelfläche {100} in einen großen und einen kleinen Rohdiamanten zersägt wird. Die Sägefläche wird für beide Rohsteinteile die spätere Tafelfacette. Auch wenn der Rohstein als Rhombendodekaeder vorliegt, wird er in der Regel entlang der Würfelfläche gesägt. So kommt es, daß bei etwa 80% aller geschliffenen Schmuckdiamanten die Würfelachse und die Normale auf die Tafelfacette annähernd parallel sind und allenfalls einen Winkel ρ₁₀₀ < 10° miteinander einschließen. Bei unregelmäßig geformten Rohsteinen oder bei solchen, deren Schliff aufgrund der Materialökonomie anders angelegt ist, können sich zwischen der Würfelachse und der Tafelnormalen größere Winkel ergeben. Prinzipiell fällt die Tafelnormale immer in einen Raumwinkel, der von den Richtungen <100<, <111< und <110< begrenzt wird. Dies ist in Fig. 1 mit Hilfe der stereographischen Projektion ("Wulff′sches Netz") dargestellt. Wegen der hohen Symmetrie des Diamanten lassen sich alle nachfolgenden Betrachtungen grundsätzlich auf diesen Raumwinkelbereich (sphärisches "Standarddreieck") zurückführen.As the practice of diamond grinding shows, the rough stone is usually supplied as a diamond octahedron, which is sawed into a large and a small rough diamond parallel to the cube surface {100}. The sawing surface becomes the later table facet for both rough stone parts. Even if the rough stone is a rhombic dodecahedron, it is usually sawn along the surface of the cube. So it happens that in about 80% of all cut jewelry diamonds, the cube axis and the normal to the table facet are approximately parallel and at most include an angle ρ₁₀₀ <10 ° with each other. In the case of irregularly shaped rough stones or those whose cut is different due to the material economy, larger angles can result between the cube axis and the table normal. In principle, the plate normal always falls in a solid angle that is limited by the directions <100 <, <111 <and <110 <. This is shown in Fig. 1 with the aid of stereographic projection ("Wulff's network"). Because of the high symmetry of the diamond, all of the following considerations can basically be traced back to this solid angle range (spherical "standard triangle").

In den allermeisten Fällen wird also die Tafelnormale in der Nähe einer <100<-Richtung (Würfelachse) ausstechen. Bei der Projektionstopographie ist die Rundistebene des geschliffenen Diamanten möglichst wenig verzerrt auf dem Röntgentopogramm abzubilden, um den projizierten Querschnitt und damit den Informationsgehalt des Topogramms zu maximieren. Diejenige <100<-Richtung, welche den kleinsten Winkel mit der Tafelnormalen bildet, wird deshalb zur kristallographischen Referenzrichtung für die Ermittlung der Polwinkel und die eindeutige Justierung des Kristalls vor der Aufnahme von Topogrammen.In the vast majority of cases, the table normal is in the Cut out near a <100 <direction (cube axis). In the  Projection topography is the rounded level of the ground Diamonds distorted as little as possible on the X-ray topogram map to the projected cross section and thus the Maximize the information content of the topogram. The one <100 <direction, which is the smallest angle with the Forms table norms, therefore, becomes crystallographic Reference direction for determining the pole angle and the clear adjustment of the crystal before recording Topograms.

In solchen Fällen, wenn der Winkel zwischen <100<-Richtung und Tafelnormale größer als 27° ist, fällt die Tafelnormale nicht mehr in den Bereich "A" der Fig. 1 mit der Folge, daß die Rundistebene auf einem Transmissions-Röntgentopogramm sehr stark verzerrt würde. In diesem Fall wird unter den benachbarten <110<-Richtungen diejenige mit dem kleinsten Winkel gegenüber der Tafelnormalen zur kristallographischen Referenzrichtung er­ klärt. Für die nachfolgenden topographische(n) Aufnahme(n) werden nur solche Reflexe benutzt, die auf dem Zonenkreis zur jeweils ausgewählten Referenzrichtung liegen.In such cases, if the angle between the <100 <direction and the plate normal is greater than 27 °, the plate normal no longer falls into the region "A" in FIG. 1 with the consequence that the plane of the girdle on a transmission X-ray topogram is very strong would be distorted. In this case, the one with the smallest angle with respect to the normal to the crystallographic reference direction is explained among the neighboring <110 <directions. For the subsequent topographical image (s) only those reflections are used that lie on the zone circle to the respectively selected reference direction.

Der Verfahrensablauf kann in sechs Schritte unterteilt werden:The process can be divided into six steps:

  • 1. Der Winkel zwischen der Tafelnormalen und der nächstgelegenen <100<- bzw. <110<-Richtung wird diffraktometrisch ermittelt, um die kristallographische Referenzrichtung und das weitere vorgehen festzulegen. Dazu wird der Diamant 4 im Zentrum eines speziellen 5-Kreis- Goniometers 1 (mit den Achsen 2Θ, Ω, X, Σ, und Δ) in Nullstellung (Fig. 2) montiert. In dieser Stellung steht die Tafelfacette des Diamanten parallel zu den Drehkreisen X und Δ, Ω-Achse und Σ-Achse sind zueinander parallel und liegen in der Ebene von X- und Δ-Drehkreis.
    Hier wie im folgenden werden die Achsen des Goniometers 1 mit großen griechischen Buchstaben bezeichnet (2Θ, Ω, X, Σ, und Δ), während Poldistanz ρ und Azimut ϕ der Tafelfacette sowie die Drehbewegungen um die Goniometer- Achsen (2Θ, ω, χ, δ und σ) mit kleinen griechischen Buchstaben bezeichnet werden.
    Die Referenzrichtung wird unter Anwendung einer Suchprozedur mit systematischen Drehbewegungen einiger oder aller Goniometerkreise gefunden, indem in symmetrischer Theta/2Theta (Θ/2Θ)-Rückstrahlgeometrie mit monochromatischer Röntgenstrahlung einer Röntgenquelle 2 ein geeigneter Reflex (z. B. 400 oder 220) gesucht und präzise einjustiert wird.
    Die Suchprozedur als Justier- und Meßroutine kann manuell oder praktischer vollautomatisch mit Hilfe einer speziellen Software rechnergesteuert durchgeführt werden. Dabei wird das Signal des Röntgendetektors 3 aufgezeichnet, vom Rechner ausgewertet und zur Optimierung der Winkelstellungen benutzt.
    In der Endstellung befindet sich entweder <100< oder <110< als kristallographische Referenzrichtung in Parallelstellung zur X-Achse des Goniometers. Jetzt kann der Winkel σ am Goniometer abgelesen werden. Er entspricht der Auslenkung der Normalen auf die Tafelfacette aus der Referenzrichtung und gibt damit die Poldistanz Q₁₀₀ (bzw. ρ₁₁₀) der Tafelfacette an (Fig. 3).
    1. The angle between the plate normal and the nearest <100 <or <110 <direction is determined by diffractometry in order to determine the crystallographic reference direction and the further procedure. For this purpose, the diamond 4 is mounted in the center of a special 5-circuit goniometer 1 (with the axes 2Θ, Ω, X, Σ, and Δ) in the zero position ( FIG. 2). In this position, the table facet of the diamond is parallel to the rotating circles X and Δ, the Ω axis and the Σ axis are parallel to each other and lie in the plane of the X and Δ rotating circles.
    Here, as in the following, the axes of the goniometer 1 are identified with large Greek letters (2Θ, Ω, X, Σ, and Δ), while the pole distance ρ and azimuth ϕ of the table facet as well as the rotary movements around the goniometer axes (2Θ, ω, χ , δ and σ) are denoted by small Greek letters.
    The reference direction is found using a search procedure with systematic rotary movements of some or all of the goniometer circles, in that a suitable reflex (e.g. 400 or 220) is sought and precisely in symmetrical theta / 2theta (Θ / 2Θ) retroreflective geometry with monochromatic x-ray radiation from an x-ray source 2 is adjusted.
    The search procedure as an adjustment and measurement routine can be carried out manually or more fully automatically using computer-controlled special software. The signal from the X-ray detector 3 is recorded, evaluated by the computer and used to optimize the angular positions.
    In the end position there is either <100 <or <110 <as the crystallographic reference direction in parallel to the x-axis of the goniometer. Now the angle σ can be read on the goniometer. It corresponds to the deflection of the normals on the table facet from the reference direction and thus indicates the pole distance Q₁₀₀ (or ρ₁₁₀) of the table facet ( Fig. 3).
  • 2. Jetzt wird das Azimut ϕ der Tafelfacetten-Normalen ermittelt. Ausgehend von einer Grundstellung (χ = 0°) werden hierzu Goniometer und Detektorarm auf symmetrische Θ/2Θ-Transmissionsgeometrie für Reflexe des Typs hk0 eingestellt, deren Pol auf dem Zonenkreis zur Referenzrichtung liegen (z. B. 220). Die Kenntnis der 220- Reflexposition auf dem Zonenkreis zur Referenzrichtung erlaubt nun die genaue Positionierung der Tafelnormalen im Standarddreieck der stereographischen Projektion. Die Lage der Tafelnormalen läßt sich angeben für den Fall, daß als Referenzrichtung <100< benutzt wurde, durch die Polwinkel ρ₁₀₀ und ϕ₁₁₀ bzw. falls die Referenzrichtung <110< benutzt wurde, durch ρ₁₁₀ und ϕ₁₁₀. Zusammengenommen definieren die beiden Winkelangaben ρ und ϕ die Lage der Tafelnormalen des Prüflings gegenüber der kristallographischen Referenzrichtung in eindeutiger Weise (Fig. 3).2. Now the azimuth ϕ of the table facet normals is determined. Starting from a basic position (χ = 0 °), the goniometer and detector arm are set to symmetrical Θ / 2Θ transmission geometry for reflections of type hk0, the poles of which lie on the zone circle to the reference direction (e.g. 220). Knowledge of the 220 reflex position on the zone circle in relation to the reference direction now permits the exact positioning of the plate normals in the standard triangle of the stereographic projection. The position of the plate normals can be given in the case that <100 <was used as the reference direction, by the pole angles ρ₁₀₀ and ϕ₁₁₀ or if the reference direction <110 <was used, by ρ₁₁₀ and ϕ₁₁₀. Taken together, the two angle specifications ρ and definieren uniquely define the position of the table normals of the test specimen in relation to the crystallographic reference direction ( FIG. 3).
  • 3. Die beiden Polwinkel können innerhalb der Goniometertoleranzen jederzeit reproduzierbar eingestellt werden. Sie werden nun dazu benutzt, die Orientierung des Schmuckdiamanten für die röntgentopographische Abbildung und die Anzahl der benötigten Röntgentopogramme festzulegen. Die u. a. fertigungstechnisch bedingten Goniometertoleranzen bestimmen wesentlich die Genauigkeit, mit der die Goniometerwinkel am Röntgendiffraktometer einstellbar sind und damit indirekt die Genauigkeit der Polwinkelablesung. Als Grenzwinkel (hauptsächlich fertigungstechnisch bedingt) ist für die Poldistanz derzeit ρlim = 0.2° realistisch, der Grenzwinkel für das Azimut ϕlim ist zusätzlich abhängig von der Auslenkung ρ. Für ρ ≈ 0.3° beträgt ϕlim derzeit etwa 3°, für ρ = 10° etwa 0.2°; unterhalb von ρlim macht ein ϕlim keinen Sinn mehr. ϕlim wird von der Steuerungssoftware als Funktion von ρlim bestimmt. Die Anzahl der minimal auf zunehmenden Muttertopogramme wird von der Abweichung der gemessenen Polwinkel ρmes und ϕmes von ihren Grenzwinkeln bestimmt. Wenn die symmetrisch äquivalenten Reflexe auf dem Zonenkreis der Referenzrichtung durch den Winkel ε unterscheidbar werden, den die betreffenden Netzebenen mit der Tafelfacette einschließen (Fig. 4 und 5), wird im Regelfall (Wahrscheinlichkeit < 95%) durch die bereits bei niedrigem apparativem Aufwand recht genaue Polwinkelbestimmung nur ein einziges Röntgentopogramm erforderlich sein. Als Kriterium für die Wahl des für diese eine röntgentopographische Abbildung benutzten Reflexes wird praktischerweise der Winkel ε zwischen dessen Netzebenennormalen und der Tafelfacettennormalen benutzt. Der automatische Verfahrensablauf kann z. B. so eingerichtet werden, daß unter den symmetrisch äquivalenten 220- Netzebenen auf dem Zonenkreis der Referenzrichtung diejenige Netzebene für die Abbildung ausgewählt wird, deren Winkel mit der Tafelfacette am wenigsten von 90° abweicht (vergleiche Winkel ε₁ in den Fig. 4 und 5).
    Sind die Winkel εi, die symmetrisch äquivalente Reflexe auf dem Zonenkreis der Referenzrichtung mit der Tafelfacette einschließen, nicht unterscheidbar, fällt also im selten vorkommenden Fall die Tafelnormale innerhalb der Goniometergenauigkeit mit der Referenzrichtung zusammen (Fig. 6, 7), wird die Aufnahme von mehr als einem Muttertopogramm erforderlich, und zwar maximal vier bei Referenzrichtung <100< und maximal zwei bei Referenzrichtung <110<. Jetzt hat das hier vorgeschlagene Verfahren gegenüber dem Stand der Technik bereits zwei Drittel der Justage-, Meß- und Auswertezeit eingespart und zusätzlich die für die Zertifizierung verwertbare Information erbracht, daß der Winkel ρmes zwischen Tafelfacetten-Normaler und Referenzrichtung kleiner als ρlim ist.
    3. The two pole angles can be set reproducibly at any time within the goniometer tolerances. They are now used to determine the orientation of the jewelry diamond for the X-ray topographic image and the number of X-ray topograms required. The goniometer tolerances, which are partly due to the production technology, essentially determine the accuracy with which the goniometer angles can be set on the X-ray diffractometer and thus indirectly the accuracy of the pole angle reading. The limit angle (mainly due to production technology) is currently realistic for the pole distance ρ lim = 0.2 °, the limit angle for the azimuth ϕ lim is also dependent on the deflection ρ. For ρ ≈ 0.3 ° ϕ lim is currently about 3 °, for ρ = 10 ° about 0.2 °; below ρ lim , ϕ lim no longer makes sense. ϕ lim is determined by the control software as a function of ρ lim . The number of minimally increasing mother topograms is determined by the deviation of the measured pole angles ρ mes and ϕ mes from their critical angles. If the symmetrically equivalent reflections on the zone circle of the reference direction can be distinguished by the angle ε that the relevant network planes enclose with the table facet (FIGS . 4 and 5), the rule (probability <95%) is that due to the low equipment costs accurate polar angle determination only a single x-ray topogram may be required. As a criterion for the choice of the reflex used for this one X-ray topographical image, the angle ε between its network plane normal and the table facet normal is practically used. The automatic procedure can, for. B. be set up in such a way that among the symmetrically equivalent 220 network planes on the zone circle of the reference direction, that network plane is selected for the image whose angle with the table facet deviates the least from 90 ° (compare angle ε 1 in FIGS . 4 and 5) .
    If the angles ε i , which include symmetrically equivalent reflections on the zone circle of the reference direction with the table facet, are indistinguishable, so in rare cases the table normal coincides with the reference direction within the goniometer accuracy ( Fig. 6, 7), the inclusion of more than one mother topogram is required, namely a maximum of four for the reference direction <100 <and a maximum of two for the reference direction <110 <. Now, the method proposed here has already saved two thirds of the adjustment, measurement and evaluation time compared to the prior art and additionally provided the information that can be used for the certification that the angle ρ mes between the table facet normal and the reference direction is smaller than ρ lim .
  • 4. Jetzt werden die erforderlichen Röntgentopogramme erstellt. Die Aufnahme eines Röntgentopogramms kann konventionell mit Hilfe der erprobten Lang-Topographie erfolgen, d. h. unter Verwendung von Punktfokus und oszillierender Translationsbewegung von durchstrahlter Probe und aufzeichnendem Medium (Röntgenfilm, Kernspuremulsion, Multi-Channel-Plate, CCD-Kamera, etc.) relativ zum einfallenden Röntgenstrahl. Alternativ wird mit stetiger Verbesserung der Ortsauflösung von CCD (charged-coupled device) - Bildaufzeichnungssystemen ein modifiziertes Aufzeichnungsverfahren infolge wesentlich unkomplizierterer Handhabung (u. a. Wegfall der naßchemischen Prozeßschritte), höherer Geschwindigkeit und einfacherer Archivierungsmöglichkeit vorzuziehen sein. Bei diesem wird der auf die Probe einfallende Röntgenstrahl z. B. durch Bragg-Reflexion an mittlerweile kommerziell erhältlichen Röntgenspiegeln (sog. Göbel-Spiegel bzw. Gutman Optics) in zwei Dimensionen aufgeweitet und parallelisiert und durchstrahlt die Probe in ganzer Breite und Höhe zugleich, d. h. die Translation von Probe und Aufzeichnungsmedium relativ zum Röntgenstrahl kann unterbleiben. Das dem CCD nachgeschaltete elektronische Bildaufzeichnungssystem ist dabei in der Lage, eine eventuell vorliegende lokal inhomogene Intensitätsverteilung im auf die Probe einfallenden Röntgenstrahl durch Differenzbildung oder auf andere geeignete Weise zu kompensieren. Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich jedoch auf das beim derzeitigen Stand der Technik höchstauflösende Verfahren: aufzeichnendes Medium = Kernspuremulsion. Zur Erstellung der Röntgentopogramme kann der vorgewählte Reflex, z. B. vom Typ 220, rechnergesteuert angefahren und über das Detektor­ signal hinsichtlich der Winkelstellungen optimiert werden. Anschließend werden die Justierblenden weggenommen, und es werden Streustrahlblenden eingerichtet. Danach werden bei ausgeschaltetem Röntgenstrahl die Filmkassette plaziert und die (voreingestellte) oszillierende Translationsbewegung eingeschaltet. Die Weite der Oszillation entspricht der größten Breite des Diamanten parallel zur Translationsrichtung. Der Röntgenstrahl wird eingeschaltet, durchstrahlt den Kristall und belichtet den Film im Lichte z. B. eines 220-Reflexes eine definierte Zeit lang (Zeitschaltuhr).4. Now the necessary X-ray topograms are created. An X-ray topogram can be recorded conventionally with Using the tried-and-tested long topography, d. H. under Using point focus and oscillating Translational movement of the irradiated sample and recording medium (X-ray film, nuclear trace emulsion,  Multi-channel plate, CCD camera, etc.) relative to incident x-ray. Alternatively, use steady Improvement of the spatial resolution of CCD (charged-coupled device) - image recording systems a modified Recording procedures due to much less complicated Handling (including the elimination of wet chemical Process steps), higher speed and easier Archiving option may be preferable. With this one the X-ray beam incident on the sample z. B. by Bragg reflection on meanwhile commercially available X-ray mirrors (so-called Göbel mirror or Gutman Optics) in expanded and parallelized in two dimensions and shines through the sample in full width and height at the same time, d. H. translation of sample and recording medium relative to the X-ray beam can be omitted. The CCD downstream electronic image recording system able to locate any present inhomogeneous intensity distribution in the sample incident X-ray beam by difference or on other suitable way to compensate. The following However, explanations refer to that in the current one State of the art ultra-high resolution processes: recording medium = nuclear trace emulsion. For creation of the x-ray topograms, the preselected reflex, e.g. B. from Type 220, started by computer control and via the detector signal can be optimized with regard to the angular positions. Then the adjustment panels are removed, and it anti-scatter baffles are set up. After that, at the x-ray beam placed the film cassette and the (preset) oscillating translational movement switched on. The width of the oscillation corresponds to that greatest width of the diamond parallel to the Direction of translation. The X-ray is turned on shines through the crystal and exposes the film in the light e.g. B. a 220 reflex for a defined time  (Timer).

Falls gemäß den oben angegebenen Kriterien Röntgentopogramme zusätzlicher 220-Reflexe erforderlich sind, wird der Film nach der ersten Belichtung vorübergehend weggenommen. Ein weiterer 220-Reflex wird einjustiert, und es werden Breite und Lage der Streustrahlblenden, falls erforderlich, nachgestellt. Die anschließende Belichtung des Films geschieht nach demselben Verfahren wie die vorangegangene. Praktischerweise wird der noch unentwickelte Film der ersten Aufnahme erneut verwendet, indem dafür Sorge getragen wird, daß die neue Aufnahme sich nicht mit der vorangegangenen überschneidet. Zu diesem Zweck kann die Filmkassette hinter einer Blende um einige Millimeter verschoben werden. Nachdem die erforderlichen Belichtungen auf den Röntgenfilm unter annähernd gleichen Belichtungsbedingungen durchgeführt wurden, wird das Filmstück als Ganzes auf einmal entwickelt und fixiert. Aus Gründen der Einfachheit, insbesondere bei der späteren Identifizierung (Mustererkennung), sollte das Verfahren vorzugsweise nur mit einem Reflextyp (also nur 220 oder nur 400) betrieben werden.If according to the criteria given above X-ray topograms of additional 220 reflexes required the film is after the first exposure temporarily taken away. Another 220 reflex will adjusted, and the width and position of the Lens hoods, if necessary, adjusted. The subsequent exposure of the film takes place after the same Procedure like the previous one. Conveniently, the still undeveloped film of the first shot again used by ensuring that the new Recording does not overlap with the previous one. For this purpose the film cassette can be placed behind an aperture be shifted by a few millimeters. after the required exposures on the x-ray film under approximately the same exposure conditions performed the film piece as a whole is developed at once and fixed. For simplicity, especially at the later identification (pattern recognition), should that Process preferably only with one reflex type (i.e. only 220 or only 400) can be operated.

Die ermittelten Winkelangaben (Referenzrichtung, Polwinkel, Grenzwinkel) und Röntgentopogramme werden dem Zertifikat der Diamantprüfstelle als Mikrofilm oder in anderer Weise beigelegt und eine Kopie im Archiv verwahrt. Im Idealfall empfiehlt sich die Anlage eines Zentralarchivs.The determined angle information (reference direction, pole angle, Critical angle) and X-ray topograms are included in the certificate the diamond testing center as microfilm or in some other way enclosed and a copy kept in the archive. Ideally the creation of a central archive is recommended.

Wird ein mit Polwinkeln und Muttertopogramm(en) zertifizierter verlustig gegangener geschliffener Schmuckdiamant wiedererlangt, werden die Polwinkel gemessen und ein Tochtertopogramm (Kontrollaufnahme) unter Anwendung derselben Justageprozedur aufgenommen. Im Falle der Identität stimmt das Tochtertopogramm mit dem Muttertopogramm oder einem der Muttertopogramme überein. Die Polwinkel haben nun zweierlei Funktion: Sie sind zum einen Kenngrößen des Prüflings, die nur durch Änderung des Neigungswinkels der Tafel relativ zum Kristallgitter wertlos werden, und dienen zum anderen als Suchparameter zum schnellen Auffinden der (Mutter)-Topogramme, die sich über diese beiden numerisch faßbaren Größen bequem im Archiv lokalisieren lassen. Zu diesem Zweck wird eine Untermenge ρfil und ϕfil als Suchparameter des Archivs ausgesiebt, für die gilt:If a lost polished diamond is certified with pole angles and mother topogram (s), the pole angles are measured and a daughter topogram (control recording) is taken using the same adjustment procedure. In the case of identity, the daughter topogram matches the mother topogram or one of the mother topograms. The pole angles now have two functions: on the one hand, they are parameters of the test specimen, which become worthless only by changing the angle of inclination of the table relative to the crystal lattice, and on the other hand, they serve as search parameters for quickly finding the (mother) topograms, which can be found about these two Have numerically understandable sizes conveniently located in the archive. For this purpose, a subset ρ fil and ϕ fil are screened out as search parameters of the archive, for which the following applies:

ρmeslim ρ ρfil ρmes + ρlim
ϕmes - ϕlim ϕfil ϕmes + ϕlim.
ρ meslim ρ ρ fil ρ mes + ρ lim
ϕ mes - ϕ lim ϕ fil ϕ mes + ϕ lim .

Die Suche kann mittels geeigneter Software auch automatisch erfolgen.The search can also be done automatically using suitable software respectively.

Mit wachsender Anzahl an Muttertopogrammen kann eine Mustererkennung mit Hilfe elektronischer Bildverarbeitung innerhalb der Untermenge mit ähnlichen Polwinkeln ρ und ϕ sinnvoll werden. Die Kontrollaufnahme wird mit dem Muttertopogramm des (Zentral-) Archivs in wesentlichen Details, d. h. der Kontraste infolge interner Kristallbaufehler, übereinstimmen. Eine völlige Übereinstimmung aller Bilddetails, also auch der Kontraste infolge Politurschäden (z. B. Abbildung beschädigter Facettenkanten) wird naturgemäß nur dann gegeben sein, wenn zwischenzeitlich keine mechanischen Veränderungen am Schmuckstein vorgenommen wurden.With a growing number of mother topograms, one can Pattern recognition using electronic image processing within the subset with similar pole angles ρ and ϕ become meaningful. The control recording is made with the Main topogram of the (central) archive Details, d. H. the contrasts due to internal Crystal construction errors, agree. A complete one Agreement of all picture details, including the contrasts due to damage to the polish (e.g. damaged image Faceted edges) will naturally only be given if in the meantime no mechanical changes on the Gemstone were made.

Wurde die Orientierung der Tafelfacette relativ zum Kristallgitter des Diamanten verändert (nur möglich durch Umschleifen der Tafel), so ist eine Identifizierung des Kristalls nach dem beschriebenen Verfahren dennoch (Mustervergleich) auf benachbarte Polwinkel ausgedehnt werden. Stärkeres Umschleifen (z. B. nach Teilen des Schmuckdiamanten) erschwert die Identifizierung dergestalt, daß hier nachträglich bis zu 24 Röntgentopogramme angefertigt werden müßten. Der damit verbundene Aufwand dürfte allerdings nur in Ausnahmefällen in Kauf zu nehmen sein.Was the orientation of the table facet relative to the Crystal lattice of the diamond changed (only possible through Grinding the board) is an identification of the Crystals nevertheless by the method described  (Pattern comparison) extended to neighboring pole angles will. Stronger regrinding (e.g. after parts of the Jewelry diamonds) makes identification difficult, that up to 24 x-ray topograms were subsequently made here should be. The effort involved is likely can only be accepted in exceptional cases.

Naturgemäß kann ein einziges Röntgentopogramm nur dann eine sichere Identifizierung verbürgen, wenn der Schmuckdiamant hinsichtlich seines Defektgehalts "im Rahmen" liegt. Röntgentopogramme sehr defektarmer Kristalle bieten u. U. außer Wachstumsstreifungen mit geringem Kontrast nur wenige verwertbare Merkmale. Bei defektreichen Kristallen können dagegen an sich verwertbare Kontraste durch Übereinanderprojektion wertlos werden. In diesen Fällen liefern zusätzliche Röntgentopogramme mit anderer Projektionsrichtung eine höhere Sicherheit für die Wiedererkennung. Derartige Röntgentopogramme können mit dem oben vorgestellten Verfahren vollautomatisch erstellt werden. Zu diesem Zweck muß lediglich im Anschluß an die Aufnahme des ersten Topogramms durch Drehung um die bereits einjustierte Referenzrichtung ein weiterer Reflex auf dem zugehörigen Zonenkreis (vgl. die Fig. 6 und 7) für die Abbildung herangezogen werden.Naturally, a single X-ray topogram can only guarantee reliable identification if the jewelry diamond is "within the scope" of its defect content. X-ray topograms of very defect-free crystals offer u. Apart from growth streaks with low contrast, there may be only a few usable features. In contrast, in the case of defective crystals, contrasts that can be used per se can be rendered useless by superimposed projection. In these cases, additional X-ray topograms with a different projection direction provide greater security for recognition. X-ray topograms of this type can be generated fully automatically using the method presented above. For this purpose, after the first topogram has been recorded, a further reflex on the associated zone circle (cf. FIGS . 6 and 7) must be used for the image by rotating about the already adjusted reference direction.

Claims (9)

1. verfahren zur röntgenographischen Identifizierung von geschliffenen Diamanten, insbesondere zur Bestimmung, ob ein vollständig geschliffener Diamant identisch mit oder verschieden von einem bekannten vollständig geschliffenen Diamanten ist, bei dem
mit Hilfe eines Goniometers mit fünf Kreisen ( 2Θ, Ω, X, Σ, Δ) mit monochromatischer Röntgenstrahlung in einer röntgendiffraktrometrischen Justierroutine die Lage der Tafelfacette des Diamanten relativ zum Diamantgitter durch zwei kristallographische Polwinkel (ρ, ϕ) ermittelt wird,
daraus eine Orientierung des Diamanten festgelegt wird,
anschließend bei dieser Orientierung wenigstens eine röntgentopographische Transmissionsaufnahme der internen Defekte des Diamanten mittels monochromatischer Röntgenstrahlung beim Braggschen Winkel angefertigt wird,
und durch Vergleich der ermittelten Polwinkel und Röntgentopogramme mit nach gleicher Prozedur erhaltenen Polwinkeln und Röntgentopogrammen bekannter geschliffener Diamanten die Identität überprüft wird.
1. Method for the X-ray identification of cut diamonds, in particular for determining whether a fully cut diamond is identical to or different from a known fully cut diamond, in which
using a goniometer with five circles (2Θ, Ω, X, Σ, Δ) with monochromatic X-rays in an X-ray diffraction adjustment routine, the position of the table facet of the diamond relative to the diamond grating is determined by two crystallographic pole angles (ρ, ϕ),
an orientation of the diamond is determined from this,
subsequently, with this orientation, at least one X-ray topographical transmission image of the internal defects of the diamond is made by means of monochromatic X-ray radiation at Bragg's angle,
and the identity is checked by comparing the determined pole angles and X-ray topograms with pole angles and X-ray topograms of known cut diamonds obtained according to the same procedure.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere bis zu vier röntgentopographische Transmissionsaufnahme der internen Defekte des Diamanten angefertigt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that several, especially up to four X-ray topographical ones Transmission recording of the diamond's internal defects be made. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Justierroutine die zur Normalen der Tafelfacette des Diamanten nächstliegende <100<- oder <110<-Richtung als kristallographische Referenzrichtung ermittelt wird,und daß die dazugehörigen Polwinkel (ρ, ϕ) mit hoher Genauigkeit gemessen werden. 3. The method according to claim 1, characterized in that by means of the adjustment routine which is normal to the Table facet of the diamond closest <100 <- or <110 <direction as the crystallographic reference direction is determined, and that the associated pole angles (ρ, ϕ) can be measured with high accuracy.   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierroutine automatisch rechnergesteuert mit einer dafür erstellten Software durchgeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that the adjustment routine automatically computer controlled with software created for it is carried out. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Kenntnis der Lage der Normalen auf die Tafelfacette in Bezug auf die kristallographi­ sche Basis, gegeben durch die gemessenen Polwinkel (ρ, ϕ), bei festgelegter Reflexionsstellung und Projektionsrichtung vorzugsweise nur ein einziges Röntgentopogramm (Muttertopogramm) aufgenommen wird.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that knowing the location of the normals on the table facet in relation to the crystallographi cal basis, given by the measured pole angles (ρ, ϕ), with a fixed reflection position and Projection direction preferably only one X-ray topogram (mother topogram) is recorded. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Kenntnis eines gemessenen Polwinkels (ρ) zwischen der Normalen auf die Tafelfacette und der ermittelten kristallographischen Referenzrichtung die Anzahl möglicher Reflexionsstellungen und Projektionsrichtungen für die Aufnahme von Röntgentopogrammen auf maximal vier begrenzt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that knowing a measured Polwinkel (ρ) between the normal to the table facet and the determined crystallographic Reference direction the number of possible Reflection positions and projection directions for the X-ray topograms recorded on a maximum of four is limited. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für ein bestehendes oder neu zu erstellendes Diamant-Zertifikat die aufgenommenen (Mutter-) Röntgentopogramme auf Mikrofilm oder auf anderen Datenträgern aufgenommen werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized that for an existing or new to creating diamond certificate the recorded (Mother) x-ray topograms on microfilm or on other media. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Identifizierung eines wiedererlangten Diamanten eine diffraktometrische Messung der Polwinkel (ρ, ϕ) und nachfolgend eine einzige röntgentopographische Kontrollaufnahme (Tochtertopogramm) vorgenommen wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that to identify a recovered a diffractometric diamond Measurement of the pole angle (ρ, ϕ) and then a single one X-ray topographical recording (Daughter topogram) is made. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum schnellen Auffinden von Muttertopogrammen zur Prüfung der Identität mit dem Tochtertopogramm (Kontrollaufnahmen) die beiden Polwinkel (ρ, ϕ) in computerlesbarer Form aufbereitet werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized in that for quickly finding Mother topograms to verify identity with the  Daughter topogram (control recordings) the two Polwinkel (ρ, ϕ) prepared in a computer-readable form will.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000006999A1 (en) * 1998-07-30 2000-02-10 Gersan Establishment Examining the orientation of the lattice of a crystal
RU2656032C1 (en) * 2017-05-10 2018-05-30 Акционерная Компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) (АК "АЛРОСА" (ПАО)) Method for monitoring integrity of gemstone crystals in processes of technological processing

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19944761A1 (en) 1999-09-17 2001-03-22 Basys Print Gmbh Systeme Fuer Device and method for wavelength-dependent light decoupling
GB201421837D0 (en) * 2014-12-09 2015-01-21 Reishig Peter A method of generating a fingerprint for a gemstone using X-ray imaging

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2559245C2 (en) * 1975-01-03 1988-05-26 De Beers Consolidated Mines Ltd., Kimberley, Za

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1553822A (en) * 1976-06-11 1979-10-10 Hart M X-ray topography of gemstones

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2559245C2 (en) * 1975-01-03 1988-05-26 De Beers Consolidated Mines Ltd., Kimberley, Za

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KUPCIK, V. et al.: A New Y-ray Monochromator For Synchrotron Radiation Coupled With A 5-circle Diffractometer, NIM 208 (1983) 519-522 *
LANG, A.R. et al.: Fingerprinting Diamonds by X-ray Topography, Industrial Review, March 1976, S. 96-103 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000006999A1 (en) * 1998-07-30 2000-02-10 Gersan Establishment Examining the orientation of the lattice of a crystal
BE1012511A3 (en) * 1998-07-30 2000-11-07 Gersan Ets Review of direction of network crystal.
RU2656032C1 (en) * 2017-05-10 2018-05-30 Акционерная Компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) (АК "АЛРОСА" (ПАО)) Method for monitoring integrity of gemstone crystals in processes of technological processing

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