[GEM] 鑽石 Diamond


鑽石(Diamond)是指寶石級的金剛石,主要是由碳元素組成的等軸晶系天然礦物。
摩氏硬度為10,密度為3.52(±0.01)g/cm3,折射率2.42,色散0.044。
鑽石具有高熱導性、強抗腐蝕性等特點。
世界上鑽石主要生產國為澳大利亞、扎伊爾、博茨瓦納、俄羅斯、南非,這5個國家的鑽石產量占世界總產量的90%以上。
長期以來,DTC銷售世界60%—80%的鑽石原石。目前成品鑽石的加工及交易中心主要集中在比利時安特衛普、以色列特拉維夫、美國紐約、印度孟賣和中國香港。 鑽石首飾零售占世界整個珠寶市場的80%以上。
根據鑽石是否含有氮元素,把鑽石分成含氮的Ⅰ型鑽石和不含氮的Ⅱ型鑽石兩個大類,II型鑽石較為稀少,只佔鑽石總量的2%。合成鑽石大多數是Ib型的,或者是IIa型的。Ⅱb型專指含少量的硼的藍色鑽石。
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顏色:無色/彩色。
光澤:金剛光澤。
折射:2.42,單折射。
色散:0.044,火彩。
發光:多變。X射線下多為藍白色螢光;在紫外線下部分鑽石可發弱至強的藍白色、黃白色、橙黃色、粉紅色等螢光,一般短波弱於長波。
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解理:平行四組完全解理。
密度:3.52 g/cm3。
硬度:目前所知的最硬的物質,摩氏硬為10。鑽石存在差異硬度。
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導熱率:目前所知導熱率最大的材料。
燃燒性:空氣中加熱到850℃~1 000℃發生燃燒,在氧氣中加熱到650℃發生燃燒,在絕氧條件下加熱到1500℃以上緩慢地變成石墨。
導電性:絕緣體,只有Ⅱb鑽石屬半導體。
親油和疏水性:鑽石具有明顯的親合油脂而排斥水的性質。
化學穩定性:鑽石具有極強的化學穩定性,在正常的情況下不與酸和鹼發生反應。但熱的氧化劑、硝酸鉀卻可以腐蝕鑽石。
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鑽石的鑒定特徵:
晶面花紋:鑽石的表面,特別是在腰稜位置殘留的原始晶面上有紋理、蝕象、生長丘等特徵。
切磨質量:由於鑽石的硬度很大,切磨好的鑽石的面稜非常尖銳;多個刻面相交的頂點非常尖銳;刻面非常的平整。鑽石仿製品則相反,刻面拋光不精緻,刻面稜、角圓滑。
透視試驗: 標準切工的圓多刻面型樣品檯面朝下放在一張印有字跡或線條的白紙上,視線垂直白紙觀察,鑽石不會有字、線透過,而折射率低於鑽石的仿製品可觀察到斷斷續續的,不同外形的字、線。
解理裂隙:鑽石有與解理有關的「須狀腰」、「V」型缺口、「羽狀紋」等,鑽石仿製品沒有這些特徵。
包裹體:天然鑽石可含有各種礦物包裹體,而鑽石仿製品大多是人工寶石,沒有礦物包裹體,而是氣泡、針狀物等。
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鑽石與相似品的鑒別:
鑽石的仿製品很多,市場上最常見的是合成立方氧化鋯、合成碳硅石、合成無色藍寶石、無色鋯石、人造釔鋁榴石、人造釓鎵榴石、人造鈦酸鍶等。
合成立方氧化鋯:密度高,硬度低,偶見氣泡或未熔ZrO2粉末。
合成碳硅石:六方晶,色散高,針狀包體,重影明顯,導熱性好。
合成無色藍寶石:三方晶,色散低,較潔淨。
無色鋯石:四方晶,硬度低,刻面稜重影明顯。
人造鈦酸鍶:色散強,硬度低,拋光性差。
合成金紅石:四方晶,色散最強,硬度低,重影明顯。
合成尖晶石:色散弱,斑狀異常消光。
鉛玻璃:重影明顯,氣泡。
人造釔鋁榴石:潔淨,偶見氣泡。
人造釓鎵榴石:氣泡。
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鑽石人工優化處理的方法主要有輻照與加熱處理、激光打孔、充填處理、腹膜處理和高溫高壓處理。鑽石人工優化處理的主要目的是改善鑽石的顏色,提高鑽石的淨度。
1-輻照處理:用高能射線、中子束、高能電子束照射鑽石,提供激活電子、原子發生位移的能量,使晶體產生缺陷,形成色心。輻照後的鑽石呈綠色,通過加熱形成黃色、金黃色、粉紅色。輻照處理鑽石的鑒定難度很大,除了觀察顏色帆布的特徵外,還要運用UV-VIS分光光度計、紅外光譜等譜學特徵來識別。
2-高溫高壓處理:在高溫高壓的條件,鑽石經過退火作用修復褐黃色、棕黃色、褐色的IIa型的鑽石晶體缺陷,使鑽石退色形成高色級的無色鑽石,稱為GE-POL鑽石;或者使Ia型鑽石產生黃綠色、藍綠色,形成彩色鑽石,成為NOVA鑽石。GE-POL鑽石鑒定的難度大,要通過紅外光譜、拉曼光譜和陰極發光特區分。NOVA鑽石多有特徵的黃綠色紫外螢光,較易識別。
3-激光鑽孔:對含有黑色包裹體的鑽石,用激光燒出抵達包體的通道,再用強酸溶蝕黑色包裹體,改善鑽石的外觀。鑒別特徵有:白色的激光鑽孔,表面鑽孔入口的黑點。
4-充填處理:用高折射率的鉛玻璃或者塑脂注入到鑽石的裂隙和孔洞中,掩蓋裂隙,改善鑽石的外觀。充填處理鑒別的主要特徵是閃光效應。
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天然鑽石與合成鑽石的區別:
晶體形態:八面體和立方體聚形,晶形完美,晶面平直、晶稜銳利。
吸收光譜:缺失415nm吸收線,有時出現470nm—700nm寬吸收帶。
異常雙折射:不顯示或弱的異常消光。
內含物:Fe—Ni合全包襄體,呈棒狀、針狀、片狀等。
色帶:顏色不均勻,藍色、黃色合成鑽石顯示四邊形、八邊形、柱狀等色帶和色區。
發光性:LW無螢光或黃—黃綠色螢光。SW黃—黃綠色螢光,強於LW螢光。
陰極發光:陰極發光圖像具有X形狀。
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鑽石的質量評價形成了系統的品質分級,即所謂的4C分級,指顏色(Colour)、淨度(Clarity)、切工(Cut)、及重量(Carat)的等級劃分。
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