HTHP合成鉆石在首飾中的鑒別特征(下)①

朱紅偉,李婷,李桂華

(國(guó)家黃金鉆石制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,山東濟(jì)南250014)

HTHP合成鉆石在首飾中的鑒別特征(下)①

朱紅偉,李婷,李桂華

(國(guó)家黃金鉆石制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,山東濟(jì)南250014)

采用寶石顯微鏡、紅外光譜儀、X熒光光譜儀、紫外-可見光分光光譜儀、紫外熒光燈、Diamond View等對(duì)HPHT合成鉆石做了較詳細(xì)的測(cè)試與分析。結(jié)果表明:這些HTHP合成鉆石具有較為一致的黃色,放大檢查可見合成鉆石內(nèi)部含有大量棒狀、柱狀、細(xì)小微粒狀的鐵鎳合金包裹體,這些合成鉆石幾乎都有磁性甚至有些磁性較強(qiáng)。HTHP合成鉆石的紅外反射光譜非常特征均具有明顯的1131cm-1的吸收峰,為Ib型鉆石(此類鉆石在天然鉆石中極少見到)。HTHP合成鉆石在X熒光光譜儀下有強(qiáng)烈的鐵峰和鎳峰,并且在短波紫外線下多數(shù)具有綠黃色熒光。HTHP合成鉆石在Diamond View下具有不同程度的黃綠色熒光,個(gè)別具有黑十字現(xiàn)象。

HTHP合成鉆石;紅外光譜;X熒光光譜;顯微鏡;Diamond View

2.4 X射線熒光光譜儀分析

X熒光光譜(ED XRF)分析采用Ther-mo NORAN Quan X EC型能譜儀測(cè)試。儀器采用Rh靶,測(cè)試時(shí)設(shè)定電壓為20k V,電流為儀器自動(dòng)控制,在真空狀態(tài)下測(cè)試,選擇中等厚度Pd濾片進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量托架時(shí)電流自動(dòng)調(diào)整為0.46m A,測(cè)量HTHP合成鉆石時(shí)電流自動(dòng)調(diào)整為0.02m A。元素標(biāo)注定性借助儀器軟件自動(dòng)尋峰功能和手動(dòng)尋峰功能相結(jié)合的方式進(jìn)行。通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)托架材料中不含F(xiàn)e、Ni的成分(如圖9),合成鉆石中含有一定量的鐵和鎳(如圖10),進(jìn)一步證實(shí)了寶石顯微鏡下觀察得到的結(jié)果。而天然鉆石中幾乎不含有Fe、Ni雜質(zhì)。

圖9 托架的X射線熒光光譜圖Fig.9 The X-ray fluorescence spectra of the bracket

圖10 HTHP合成鉆石的X射線熒光光譜圖Fig.10 The X-ray fluorescence spectra of HTHP synthetic diamond

2.5 紫外-可見光分光光譜儀分析

實(shí)驗(yàn)采用PE公司生產(chǎn)的Lambda 950型紫外-可見光分光光譜儀,測(cè)試范圍300～800nm,掃描間隔0.5nm,室溫20℃,相對(duì)濕度45%。通過對(duì)合成鉆石和天然鉆石的測(cè)量發(fā)現(xiàn),天然鉆石中存在415nm的吸收線(主要為Ia型鉆石)(如圖11),而對(duì)HTHP合成鉆石的測(cè)量中未出現(xiàn)此吸收線(如圖12)。

圖11 天然鉆石中的415nm吸收線Fig.11 415 nm absorption line in natural diamond

圖12 HTHP合成鉆石UV-VIS光譜Fig.12 UV-VIS spectrum of HTHP synthetic diamond

2.6 磁性測(cè)試

在此批鉆石首飾中,大多數(shù)合成鉆石內(nèi)部都含有或多或少的金屬包體,金屬包體具有磁性,可被磁鐵吸引。為準(zhǔn)確測(cè)量,同時(shí)避免金屬托架對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,筆者將部分合成鉆石由成品首飾上拆下。在檢查過程中,將鉆石排列成一行,用磁鐵靠近樣品,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)合成鉆石都會(huì)隨磁鐵的移動(dòng)而擺動(dòng),部分鉆石甚至被磁鐵吸住(如圖13)。通過寶石顯微鏡觀察這些被磁鐵吸住的合成鉆石,發(fā)現(xiàn)它們都含有較多的金屬包體,且一般呈現(xiàn)棒狀。而天然鉆石很少會(huì)具有磁性,既使有磁性一般都很弱。

圖13 部分HTHP合成鉆石被磁鐵吸住Fig.13 Some HTHP synthetic diamonds are attracted by the magnet

2.7 紫外熒光

將由成品首飾上拆下來的合成鉆石做熒光測(cè)試,發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)波紫外線下均呈現(xiàn)惰性,而在短波紫外線下多數(shù)樣品為弱到中等的綠黃色熒光(如圖14)。而天然鉆石一般在長(zhǎng)波下的熒光強(qiáng)度強(qiáng)于短波下的熒光強(qiáng)度。

圖14 HTHP合成鉆石在短波紫外線下的熒光Fig.14 The fluorescence of HTHP synthetic diamond under shortwave ultraviolet

2.8 Diamond View

在Diamond View下觀察樣品,發(fā)現(xiàn)HTHP合成鉆石均具有不同強(qiáng)度的黃綠色熒光(如圖15),個(gè)別樣品可見典型的黑十字現(xiàn)象(如圖16)。而天然鉆石卻具有藍(lán)白色熒光。

圖15 HTHP合成鉆石具有黃綠色熒光Fig.15 The yellow green fluorescence of HTHP synthetic diamond

圖16 HTHP合成鉆石的黑十字現(xiàn)象Fig.16 The black cross phenomenon of HTHP synthetic diamond

通過以上的測(cè)試可以確定此批黃色鉆石為HTHP合成鉆石。通過放大檢查、紅外光譜、X射線熒光能譜儀、Diamond View、紫外-可見光分光光度計(jì)等測(cè)試可以有效地鑒定它們。

3 結(jié)論

(1)這批合成鉆石呈現(xiàn)較為一致的黃色,通過放大觀察發(fā)現(xiàn)內(nèi)部含有大量的鐵鎳金屬包體,在反射光下顯示金屬光澤,透射光下不透明,為HTHP合成鉆石。

(2)紅外光譜測(cè)試合成鉆石均顯示由氮原子吸收所致的1131cm-1的吸收峰,為Ib型鉆石,此類型鉆石在自然界中極少。通過光纖光譜儀未測(cè)出合成鉆石含有415nm吸收線。

(3)X熒光能譜儀測(cè)試合成鉆石中含有明顯的鐵鎳包體,這些合成鉆石幾乎都具有磁性,有的甚至比較強(qiáng),并且在短波紫外燈下多數(shù)顯示綠黃色熒光。

(4)Diamond View測(cè)試HTHP合成鉆石均具有不同程度的黃綠色熒光,部分具有黑十字現(xiàn)象。

(5)紫外-可見光分光光度計(jì)測(cè)試HTHP合成鉆石不具有415nm吸收。

[1] 吳舜田,鉆石的紅外光譜[J].寶石和寶石學(xué)雜志,1999,3(1): 33-34.

[2] 何雪梅.天然金剛石的紅外光譜特征及其分類[J].地質(zhì)與勘探, 2000,7(4):45-47.

[3] 陸太進(jìn).鉆石鑒定和研究的進(jìn)展[J].寶石和寶石學(xué)雜志,2010, 12(4):1-5.

[4] 張培莉.系統(tǒng)寶石學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,2006.5.

Distinction Character of Synthetic Diamond in Jewelry

ZHU Hong-wei LΙTing,LI Gui-hua
(National Gold&Diamond Testing Center,Jinan,250014,China)

A detailed test and analysis has been conducted on HPHT synthetic diamond by a various techniques including Gem Microscope,infrared spectrometer,X fluorescence Spectrometer,Ultraviolet-visible spectrophotometer,UV fluorescent lamp and Diamond View.The result shows that these HTHP synthetic diamonds is relatively consistent in a yellow color.Large amount of rodlike columnar fine grain ferronickel inclusions can be observed in these synthetic diamond under microscope.All of these diamonds are magnetic and some of them are strong magnetic.Infrared reflective spectrum for all the synthetic diamonds have an obvious 1131cm-1absorption peak which belongs to Ib type diamond (this type of diamond is rarely seen among natural diamond).Strong iron and nickel peaks are observed in the X-ray fluorescence pattern of the HTHP synthetic diamonds and most of them emit green yellow fluorescence.HTHP synthetic diamonds emit varying degrees of green yellow fluorescence under Diamond View and some of them show a black cross phenomenon.

HTHP Synthetic Diamond;infrared spectrum;X-ray fluorescence spectrum; Microscope;Diamond View

TQ164

A

1673-1433(2014)04-0014-04

2014-06-10

朱紅偉(1982-),男,本科,寶石及材料工藝學(xué)專業(yè),工程師,主要從事珠寶首飾檢測(cè)與教學(xué)工作。