主页 > 合成钻石 > 深度科普!天然与合成钻石鉴别

深度科普!天然与合成钻石鉴别

admin 人造钻石 2020年06月18日

  ,相比而言更难鉴别。为了准确的区分天然与合成钻石,GIA 在过去 30 年里对合成钻石的制作及鉴定方法进行了广泛而深入的研究。

  GIA建立了一个大型数据库,里面包含有关各类型钻石的宝石学特征信息,利用该数据库可以有效的鉴别天然、合成以及经处理的钻石。那么合成钻石究竟该如何鉴定呢,一起看看吧。

  ,I 型钻石可进一步分为Ia 型钻石和 Ib 型钻石, Ia 型钻石中氮原子呈聚集状态,Ib 型钻石中氮原子呈孤氮分布。

  IIa型钻石和 IIb 型钻石,IIa 型钻石不含其他杂质元素,IIb 型钻石常含硼原子。

  天然钻石的漫长生长时间意味着,大多数钻石中的氮杂质必须经过一段时间进行聚集,以

  较新的方法,称为化学蒸气沉淀法 (CVD) 或低压高温 (LPHT) 法,涉及从真空室内的气体形成钻石。在两种方法中,都是使用钻石晶体或板块被用作晶种,以开始合成。

  颜色分布、荧光分区和孪晶纹,这都与它们的十字形生长区结构有关,偶尔还会显示有深色的金属助熔剂内含物。 某些情况下,在关闭紫外线灯后,材料可以持续性地发光,即磷光现象。 这些合成钻石可以通过专业鉴定技术(比如可见光和荧光光谱)来进行可靠鉴定。

  大多数 HPHT 生长晶体呈黄色、橙黄色或褐黄色。 几乎所有均为 IIb 型,该类型在天然钻石中非常稀少。

  制造无色 HPHT 合成钻石非常具有挑战性,因为需要修改生长条件和设备,以排除氮。 此外,高纯度无色钻石(IIa 型或较弱的 IIb 型)的生长率比 Ib 型合成钻石的生长率低,因此在温度和压力条件下需要更长的生长时间和更大的控制。 虽然生长优质无色 HPHT 晶体一直都很困难,但最新发展技术已经能制造出用于超过 10 克拉的钻石晶体。

  氮或硼引入到真空室中,也能产生黄色、粉红橙色或蓝色的晶体。 采用这种方法制造无色晶体则更容易,但晶体生长的时间要更长。目前市场上销售的大多数 CVD 生长的无色钻石都被认为是已经过高温高压热锻脱色处理的褐色晶体。 最常见的 CVD 合成钻石是 IIa 型。

  与 HPHT 生长的材料相比,CVD 合成钻石表现出不同的宝石性质。 当被放在交叉偏振滤光镜之间观察时,

  它们往往呈现有色带状的“应力”图案,且净度很高,只有少量深色的碳内含物(若有)

  理想化晶体(从左至右):CVD 合成品、HPHT 合成品和天然钻石。 八面体表面显示为黄色,立方体表面为蓝色。 大部分天然钻石生长为八面体(右),但 HPHT 合成品(中)通常显示立方体和八面体表面的结合。 CVD 合成品(左)中完全没有八面体表面。 晶体生长的方向如箭头所示。 虚线代表 HPHT 合成钻石中晶种的位置和 CVD 合成品中晶体的边缘。

  为了鉴定各种类型的宝石原料,训练有素的宝石学家使用多种宝石检测设备,包括折射仪、紫外荧光灯、双目显微镜、偏光器及其他检测工具。

  由于合成钻石的质量逐渐提高,使用标准设备将其与天然钻石区分开来变得更加具有挑战性

  不均匀的着色,使用显微镜可以在透射光下看到,如果需要,将切割的宝石浸泡在水或矿物油中可以减少表面反射。 这种颜色分区现象是由于杂质(如氮)在晶体合成时融入到合成钻石晶体所致。有时,天然钻石会表现出一些颜色分区,但不是 HPHT 合成钻石中显示的几何图案。

  均匀的着色。HPHT 合成钻石通常显示固化助熔剂金属的内含物,该内含物在透射光下呈黑色、不透明,但在反射光下呈现金属光泽。 由于用于钻石生长的助熔剂金属合金通常包含铁、镍和钴等元素,因此含有较大金属内含物的合成钻石可以通过磁铁拾起。

  合成钻石生长在几乎均匀的压力环境下,不受到任何应力,因此以相同方式检查时,它们不显示应力图案或弱带状应力图案。

  通常,合成钻石的荧光也有助于进行鉴定,与长波紫外线灯相比,它在短波下更强,可以显示不同的图案。

  十字形荧光图案。 通过底部刻面观察时,CVD 合成钻石可能会显示条纹图案。典型的荧光色为绿色、黄绿色、黄色、橙色或红色。

  天然宝石,而十字形模式(中)是 HPHT 合成品的诊断依据。在这种圆形钻石的中间部位看见的常规条纹(右)表明它是一种 CVD 生长合成。

  作为合成钻石持续研究项目的一部分,GIA 最近建立了一个 CVD 生长实验室,在该实验室中,GIA能够生产自己的合成钻石,以用于研究。

  荐:发原创得奖金,“原创奖励计划”来了!骄阳似火 热情一夏,有奖征文邀你分享!


人造钻石