合成钻石以及辐照改色钻石的样品研究

【摘 要】钻石是指经过琢磨加工的宝石级金刚石，是宝石中的极品，近年来，随着钻石行业的发展，市场上逐渐出现了很多的合成钻石，基于此，本文从合成钻石以及辐照改色钻石的样品入手，对合成钻石及辐照改色钻石的综合分析和检测进行了相应的研究。

【关键词】合成钻石；辐照改色钻石；紫外荧光；样品；检测

随着我国经济的繁荣，奢侈品行业，尤其是钻石行业也取得了长足的发展，但是近段时期以来珠宝市场上出现了很多的CVD合成钻石，其中在2013年国家珠宝玉石质量监督检测中心发现了近200粒以裸钻为主的合成钻石，净度多为“VS―SI”大部分为“G―I”颜色，合成钻石的重量多为0.3ct，为了对合成钻石进行更精确的鉴别，本文以其中的14粒钻石为样品，进行了相应的鉴定分析。

1 合成钻石与辐照改色钻石简介

近年来，随着化学气相沉积法（CVD）合成钻石生长技术的发展，合成钻石逐渐增多，合成钻石一般的合成成本较高，并与天然钻石有着相似的物理性质，但也有着自己的特征，首先。合成钻石的颜色一般为淡褐色或淡棕色，形状晶体为六面体或八面体的聚形，有着与聚形棱平行排列的色带，颗粒小，晶体中含着用磁铁可吸起的金属片，并且合成钻石的颜色不太均匀，中心呈带绿的荧光，边缘则为无色荧光，颜色不均匀。

辐照改色钻石由硼元素致色，具有半导性，在其两端加一电压，则会使辐照改色钻石有电流通过，但是，与一般的辐照改色钻石不同，辐照改色蓝钻石的颜色是由晶格缺陷的色心造成的，不具半导体性能，即使通电压也不会有电流通过[1]。

2 样品介绍

在拿到的这批样品中，质量级别都为“好”，其中，有5粒HTHP合成钻石（HTHP6―10），均为艳黄色，其重量介于0.59ct到0.73ct之间，除过HTHP9和HTHP10样品外的三种HTHP样品腰围处均有GE―POL印记；有CVD合成钻石6粒（CVD11―16），均为近无色，颜色级别介于G―K，裸石样品重量介于0.40ct到0.54ct之间，并且在其腰围处均有GE―POL印记，另外的三粒钻石中有两粒是辐照处理的改蓝钻石样品（改1、2）重量分别为1.008ct和1.268ct，最后一粒钻石是作为对比的天然无色钻石样品（D2）。

3 钻石的紫外荧光特征

在进行检测宝石是否具有荧光和磷光的时候，一般要用到紫外线灯，这是一种通过发出紫外线来激发宝石荧光的仪器，其波长范围是200nm～280nm，长波范围是315nm～400nm主波长为253.7nm，经过对14粒样品的紫外线灯检测，从检测结果可看出，天然钻石的荧光呈微弱淡绿色，长短波无明显区别，高温高压合成钻石和辐照改色钻表示荧光性均不明显，CVD合成钻石荧光大致呈紫色其中CVD13以及CVD16无明显荧光，且短波比长波荧光强烈。

4 DiamondsureTM仪器检定特征

所谓的DiamondsureTM是一种可以检测重量介于0.10到10ct之间的无色到浅黄色天然钻石检测仪器，经过检测发现，天然钻石能显示PASS通过，合成钻石样品则不能通过，主要是因为缺少造成415.5nm吸收光谱的N3色心所致，在利用DiamondsureTM进行钻石的检测过程中，凡是有415.5nm吸收峰的天然钻石都可通过其测试，但对通过测试的钻石经过分析发现，通过的钻石并不一定全是天然钻石，因为这其中的一部分经过处理的钻石也存在“N3”色心，同样具有415.5nm吸收峰，经过全面测试，最终除样品天然钻石D2测试后仪器显示“PASS”外，其余的均显示“Further Test”，对于未显示通过的需要做更进一步的详细检测。

5 紫外―可见―近红外吸收光谱特征

为了对合成钻石级辐照改色钻石进行进一步的检测，使用了GEM――3，000紫外线可见光谱仪这一仪器，在温室环境下进行测试，积分时间为58毫秒，平均的次数为55，其中波段为250～1，000nm，间隔为1，平滑宽度为4，经检测所得出的检测数据进行了Oringin二次处理，处理图和相应分析如下[3]：

从处理过数据中可观察出，这6粒样品都没有N3（415nm）和N2（478nm）氮吸收峰，但是都具有波峰长271nm左右的吸收峰，在400～1，000nm内的强度变化极小，紫外可见谱图类似。在进行检测的过程中，一些检测的数据表明271nm吸收峰与孤N有关联，常在Ib型HTHP合成钻石中出现，同时也常在HTHP处理的Ⅱa型钻石中出现。

HTHP钻石光谱特征：

总结分析得出，HTHP6～HTHP10无特征吸收峰，更没有N3和N2氮吸收峰。紫外线可见光谱图在600～1，000nm之间比较平坦，其强度的变化比较小，经过测试发现，这几件样品的紫外可见光谱图与CVD钻石光谱图存在着明显的不同。

6 红外光谱特征

在这次检测过程中，为了更好地进行检测，采用了傅立叶变红外光谱仪，共对测试样品进行了203次扫描，对于北京进行了3次扫描，分辨率为8.000，动镜速度为0.6329，光阑为100.0，其采样增益为1.0。从测试中可以看出，天然Ia型钻石通常可见到因N缺陷在地一声子区（1，5000cm―1～400cm―1）引起的吸收峰，与此不同的的VCD合成钻石中，大部分钻石为Ⅱa型钻石，在第一声区没有特征吸收峰，所以没有由N缺陷引起的特征吸收峰，因为在测试的后期进行过高温高压处理，所以其在第二声子区不可见。在吸收峰方面，VCD钻石常有的3，323cm―1，3，107cm―1等特征吸收峰，而作为样本，仅仅可见3，132―1吸收。

综合测试结果可以得出，本批次样本中HTHP合成钻石为ⅡaAB型，从中可以看出由4个N院子和1个空穴引起的1，175cm―特征吸收峰的峰位，也可以看出由N2心引起的1，282cm―1特征吸收峰位，更看观察出，缺少第一声子区（1，500cm―1～400cm―1）的吸收峰。

7 相关检测补充说明

（1）CVD合成钻石的颜色级别、净度机别与克拉数都比较高，钻石的内部比较纯净，会看见羽状纹，因为其外形有着与天然钻石很相似的特征，一般依据人的肉眼是区分不出的。与VCD合成钻石不同，HTHP合成钻石大多具有鲜艳的颜色，钻石内部的金属包体不明显和天然钻石有着相近的颜色，很难用肉眼进行其区分，对此应多加注意。

（2）所有的合成钻石样品DiamondsureTM测试提示“进一步检测”，这就表明前DiamondsureTM是可以对天然、合成及处理的钻石进行快速鉴别的。

8 结束语

综上所述，通过对14粒样品钻石进行检测分析，对合成钻石及辐照改色钻石有了一定的了解和鉴定经验，总体而言，紫外可见光谱是相对比较准确的检测手段，从本次监测及分析可得出，VCD合成钻石均可见N所引起的271nm吸收峰。其中的部分样品可检测到强737nm吸收峰，这部分钻石可作为鉴别VCD合成钻石的关键证据，从中也可看出，HTHP合成钻石没有明显的氮吸收峰，且其谱图与另外的样本存在较为明显的区别，经鉴别可得出，辐照改色钻石本身具有明显的辐照特征，有利于对钻石进行合成与否的鉴别。

【参考文献】

[1]胡葳，陈美华，曹百惠，石坤.钻石颜色处理技术的实验进展与研究[J].中国宝玉石，2014，01：156-163.

[2]朱红伟.合成钻石在群镶钻石首饰中的鉴别特征[J].中国宝玉石，2012，02：136-138.