第3章宝石之王——钻石

第3章宝石之王——钻石内容摘要：

性非常低，因此，温度的突然变化对钻石的影响极小。 无裂隙或无包裹体的钻石，在真空加热至 1800℃而后快速冷却，不会给钻石带来任何损害。 但在氧气中加热，则只需达到较低的温度 (650℃ )，钻石便缓慢燃烧变为 CO2 气体，激光打孔和切磨均是利用 这一原理，在很少的区域内提供集中热量，使空气中的氧气将钻石烧掉。 钻石的热传导率是所有已知物质中最高的。 利用这一特殊性质制成的热导仪成为钻石检测中最快捷有效的工具。 在电子工业中则用作散热片和测温热感应器件。 （ 2）电学性质：除少数罕见的天然蓝色钻石 (Ⅱ b 型 )外，钻石一般是绝缘体。 钻石越纯净，其晶格越完美，则其电绝缘性就越好。 （ 3）表面吸附性：钻石表面不能被水湿润，但具特殊的亲油性。 这一特性常被用于钻石的鉴定和选矿中。 19 真假鉴别 在鉴赏或购买钻石时，前提是确定鉴赏或购买的对 象是否为天然的钻石。 随着科学技术的发展，越来越多的钻石仿制品进入钻石市场，有些与天然钻石极为相似，甚至可以达到鱼目混珠的地步，一般的消费者甚至钻石业者和鉴定师有时都感到困惑，甚至为钻石的前景感到忧虑。 目前翡翠市场因有大量的 B货、 C货及其仿制品冒充天然翡翠，使消费者在购买时缺乏信心，卖天然翡翠的经销商叫苦连天。 同样，钻石也有不少仿制品，以前大家常常听说或碰到苏联钻（ CZ）、美国钻（ YAG）、瑞士钻（钛酸锶）、锆石、合成尖晶石和玻璃等钻石仿制品，相信大家对这些仿制品并不陌生也比较容易鉴定。 但是近年来，随着合成钻 石的成本降低，越来越多的合成钻石也悄悄进入钻石市场。 同时合成碳化硅也大量出现，若没有一定的专业知识和仪器，要鉴定它们是一件十分困难的事。 为了正确地鉴赏钻石，必须要准确地回答下列问题： （ 1）所鉴赏的钻石是否为钻石。 （ 2）若为钻石，它是天然的还是工合成的。 （ 3）若为天然钻石，有无经过人工优化或处理。 要准确回答上述问题并非易事。 除需专业培训外，还需要长期的实践，有时还必须借助于大型的科学仪器。 以下仅针对性地提供一些线索，以供鉴赏者参考。 仿制品的鉴别 天然宝石和人造材料均可用来仿制钻 石。 能用来作钻石仿制品的天然宝石相对较少，主要有锆石、蓝宝石、黄玉和水晶等；人造材料却较多，有玻璃、合成蓝宝石、合成尖晶石、合成金红石、钛酸锶、钇铝榴石、钆镓榴石、立方氧化锆（ CZ）和合成碳化硅等。 其中有些人造材料的物理性质和外观与钻石极相似，因此具有很大的欺骗性。 由于上述仿制品的物理特性与钻石相差较大（表 231）。 只要通过各种办法测得其特 331 钻石及其仿制品的鉴定特征表 宝石名称 折射率 双折射率 比重 色散 硬度 其它特征 备注 钻石 具异常双折射 10 金刚光泽 ,棱线锐利笔直 可先用热导仪后用 590 合成碳化硅   明显的小面棱重影。 导热性很好 型测试仪鉴别它们 钛酸锶 无 极强的色散 ,硬度低 ,易损 ,含气泡 立方氧化锆 （ CZ） .18 无 0 8 很强色散 ,气泡或熔剂状包体。 在短波下发橙黄色光 在比重为 的重液 钆镓榴石 （ GGG） 无 9 比重很大 ,硬度低偶见气泡 中它们均快速下沉 白钨矿 .934 5 比重大 ,硬度低 钇铝榴石 （ YAG） 无 0 色散弱 ,可见气泡 合成金红石 .903 极 强 色 散 , 双 折 射 很 明显 ,430nm 截断 ,可见气泡 用放大镜透过台面可见 锆石 双 折射明显 ,磨损的小面棱 , 明显的小面棱 20 （高型） .984 nm 吸收线 重影 蓝宝石 .770 .010 9 双折射不明显 合成尖晶石 具异常双折射 8 异形气泡。 在短波下发蓝白色荧光 可用折射仪 测试它们的 黄玉 .620 .010 8 色散弱 ,双折射不明显 折射率或双折射率 玻璃 .70 具异常双折射 0 56 气泡和旋涡纹。 易 磨损。 有些发荧光 拼合石 变化 变化 变化 变化 变化 上下的光泽和包裹体不同，接合面和扁平状气泡 可放入水中并从侧面观察成层构造 理特性，就容易将它区分开来。 但有时在加工成成品后，其物理性质不易测得，在这种背景下，要鉴别仿制品有时的确有一定困难。 这里提供下列较实用的流程（图 231），以供参考。 热导仪 观察双折射 图 231 钻石与仿制品的鉴别流程图 合成品的鉴别 合成钻石不是钻石的仿制品，它物理性质、化学性质和晶体结构与天然钻石一样，只不过是在实验室或工厂中由人工合成而成的。 由于天然钻石是在地球上地幔的硅酸盐岩浆中慢慢结晶出来的，而合成钻石是在实验室或工厂从石墨与金属熔体中快速结晶形成的，因而导致天然和合成钻石在晶体形状、包裹体特征、发光性、吸收光谱和磁性等方面存在某些差异，这些差异成为我们鉴别它们的重要证据。 自从 40多年前第一粒合成钻石面世以来的很长时间里，由于合成技术不完善，多数合成钻石只能达到工业品质 ，很少达到宝石级，而且成本比天然开采还昂贵，所以以前合成钻石很少流入珠宝市场，人们似乎高枕无忧，看到钻石理所当然认为是天然的。 但是最近几年，随着合成技术的不断提高，成本随之降低，产量成倍增长，品质越来越好，近无色干净者越来越多，合成钻石已对市场产生了较大冲击。 与鉴别仿制品相比，合成钻石的鉴别更加困难，但仍有一线索（表 232），可将两者区分开来。 表 332 天然钻石与合成钻石区别表 特征 天然钻石 合成钻石 晶体 常见八面体，极少出现立方八面体；晶面常为粗糙弯曲的表面，园钝的晶棱 以立方 八面体为主，晶面平直光滑，具锐利的晶棱，某些晶体可见仔晶 包裹体 天然晶体矿物包体，不含金属包体 金属包体常见 生长纹 较平直 “停车标志 ”或 “砂漏状 ”的生长纹 钻石及其仿制品 显示钻石 显示仿制品 钻石 莫桑石 21 紫外光 多数为蓝白色，长波发光强于短波 黄绿色，短波较强，不均匀，持久的磷光 磁性 不会被磁铁吸引 有些含有金属包体而被磁铁吸收 吸收光谱 多数开普系列钻石可见 415nm 吸收线 无 415nm 处吸收线 异常双折射 复杂，不规则带状、斑块状的十字形 较简单，十字形交叉的亮带 色带 大多数较均匀 颜色分布不均匀，有时呈斑块状 优化处理品的鉴别 由于钻石是一种较贵重的宝石，尤其是净度好、色级高、重量大的钻石并不容易发现，因此人们想方设法改善品质低的钻石，这样不仅可充分利用钻石资源，而且可满足一些消费者想花较少的钱可购得看似较高级别钻石的理想。 按理销售商在销售处理钻石时必须向顾客公开说明处理的情况，否则，就是欺骗行为。 但市场上的实际情况并非如此，因而鉴别处理钻石也是钻石鉴赏者的一项重要的任务。 处理钻石常见的方法有：拼合、玻璃充填、激光钻孔、辐射和热处理、涂层和镀层等，其中玻璃充填和激光钻孔是为了提高钻石的净度，而辐射、热处理、 涂层和镀层是为了改变钻石的颜色，拼合是为了提高钻石的重量。 涂层和镀层处理是较古老的处理方法，现在并不常见。 钻石拼合石的鉴别 钻石拼合石常见有二层石和三层石两种情况，基于拼合材料又有多种可能，第一种是拼合的各部均是其它相似材料，其中并无钻石；第二种是顶为真钻石，其余各部分是仿制材料；第三种情况是拼合的各部分均是真钻石，只是将几颗重量小的钻石拼合成一颗重时大的钻石而已。 不管是那种情况，拼合石的鉴别都不困难。 从侧面看，一般都能看到拼合缝，从冠部或亭部在透射光下可看到拼合面上的气泡等，其它物理特 征也可能存在较大差别。 玻璃充填钻石的鉴别 1982年，以色列的 Zvi Yehuda首先发明用熔化的玻璃充填钻石裂隙以提高钻石的净度的方法；以色列的 Goldman Oved 于 1993 年开始制造并向市场抛售玻璃充填的钻石； 1994年，以色列的 Koss amp。 Shechter也制造和抛售玻璃充填的钻石。 所以，自从 1993年开始，市场上便有大量的玻璃充填钻石。 据 GIA 统计， Yehuda 处理的钻石净度比处理前提高将近一个级别，但内部充填物的存在使色级降低一级； Koss 处理的钻石净度提高一个级别，色级不变 ； Goldman Oved处理的钻石净度将提高 1－ 2 级，色级也不变。 充填的过程是在真空中将具高折射率的铅玻璃状物质注入钻石中延伸到表面的裂隙内，这样可以在一定的程度上掩盖了钻石内部的裂隙。 玻璃充填钻石在显微镜下观察时，转动钻石，当背景变亮时，充填裂隙部位显现由橙色变为蓝色，或紫红色变成黄绿色的特殊闪光效应，还可见流动构造和扁平状气泡。 激光处理钻石的鉴别 在钻石上用激光打一个微小的孔洞，直通包裹体，使其在激光束作用下气化掉，或用强。