合成鉆石及改色處理鉆石的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方案

李圣清+等

摘 要：針對(duì)近幾年珠寶行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)問(wèn)題——合成鉆石和改色處理鉆石的檢測(cè)方法進(jìn)行了歸納，整理出了一套適用于珠寶檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)方案，分別使用紫外-可見光分光光度計(jì)、Diamondview和紅外光譜儀等對(duì)氣象沉淀法合成鉆石、高溫高壓合成鉆石、輻照處理鉆石和高溫高壓處理鉆石的各項(xiàng)特征進(jìn)行了總結(jié)，以輔助珠寶實(shí)驗(yàn)室實(shí)際檢測(cè)工作的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：CVD合成鉆石；HTHP合成鉆石；輻照處理鉆石；高溫高壓處理鉆石

中圖分類號(hào)：TS933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.001

在珠寶市場(chǎng)上，主要有以2種技術(shù)制造的合成鉆石，分別是高溫高壓合成鉆石（簡(jiǎn)稱“HTHP合成鉆石”）和氣相沉淀法合成鉆石（簡(jiǎn)稱“CVD合成鉆石”）。這兩種合成鉆石技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，因?yàn)樵缙诤铣摄@石粒度小、成本高，所以，一直未有寶石級(jí)價(jià)值。進(jìn)入21世紀(jì)后，改進(jìn)了HTHP合成鉆石工藝后，降低了成本，出現(xiàn)了少量具有寶石級(jí)價(jià)值的鉆石。隨后，CVD合成鉆石的技術(shù)也有了突破性的進(jìn)展，自2012年開始，CVD合成鉆石首先由深圳進(jìn)入內(nèi)地市場(chǎng)，隨著時(shí)間的變化，不排除其他一線城市和各大省會(huì)城市也出現(xiàn)CVD合成鉆石。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多優(yōu)化處理鉆石的方法，激光鉆孔、裂隙充填和表面鍍膜等傳統(tǒng)處理方法出現(xiàn)得越來(lái)越少，多過(guò)程處理鉆石則越來(lái)越多。除此之外，還將合成鉆石技術(shù)與優(yōu)化處理方法相結(jié)合，例如CVD合成鉆石又進(jìn)行了熱處理。這就意味著鉆石的鑒定更加復(fù)雜，大大增加了檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)。單純的常規(guī)檢查已經(jīng)不能滿足實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)，各種大型儀器的靈活運(yùn)用和綜合判斷將變得越來(lái)越重要。最近的研究表明，合成鉆石要想豐富多彩，就要經(jīng)過(guò)輻照和高溫高壓處理，因此，珠寶檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)明確兩種合成鉆石和改色處理鉆石的鑒定特征，并配備相關(guān)的檢測(cè)儀器，不斷提升相關(guān)工作人員的鑒定能力。鑒于此，要制訂適合實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)水平的實(shí)施細(xì)則，在鉆石分級(jí)前嚴(yán)格實(shí)施步驟排查。

合成鉆石和優(yōu)化處理鉆石的出現(xiàn)并不可怕，它們占據(jù)市場(chǎng)也是歷史發(fā)展的必然要求，但如何正確認(rèn)識(shí)它、鑒別它，給消費(fèi)者一個(gè)確切的答案是珠寶質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的重中之重。根據(jù)亓利劍、宋中華等人提供的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，利用行業(yè)內(nèi)常用的幾種檢測(cè)儀器，總結(jié)了合成鉆石和改色鉆石的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方案。其中，合成鉆石包括HTHP合成鉆石、CVD合成鉆石，改色鉆石包括輻照處理鉆石和高溫高壓處理鉆石。

1 檢測(cè)方案

建議實(shí)驗(yàn)室在收到委托檢驗(yàn)的鉆石后，應(yīng)先通過(guò)排查流程確認(rèn)是否是天然鉆石，然后再分級(jí)，排查流程如圖1所示，即判斷種屬——判斷天然與合成、判斷天然與處理（顏色）。

1.1 紫外-可見光分光光度計(jì)檢測(cè)

所有的送檢鉆石樣品都需要通過(guò)紫外-可見光分光光度計(jì)的篩查：大部分無(wú)色-淺黃色系列鉆石含有415 nm和477 nm吸收線則通過(guò)，如圖2所示；個(gè)別無(wú)色-淺黃色系列鉆石無(wú)415 nm吸收線，如圖3、圖4所示，因此，應(yīng)進(jìn)行下一步測(cè)試。彩色系列鉆石含有415 nm吸收線，同時(shí)，還應(yīng)注意其是否含有其他吸收線，如表1所示，再進(jìn)行發(fā)光圖像和紅外光譜測(cè)試。

1.2 DiamondView或陰極發(fā)光儀

天然鉆石和合成鉆石的發(fā)光圖像分析如表2所示，當(dāng)鉆石呈現(xiàn)明顯的發(fā)光圖像時(shí)，可以幫助判斷是天然鉆石還是合成鉆石。

1.3 紅外光譜測(cè)試

紅外光譜測(cè)試可用于確定鉆石的類型，同時(shí)，提供鉆石是否經(jīng)過(guò)處理的證據(jù)，如表3所示。

2 常規(guī)檢查

2.1 HTHP合成鉆石

2.1.1 顏色

常為黃褐色，偶見無(wú)色，并且經(jīng)常被輻照改色成藍(lán)色、橙色、粉色、褐色和金黃色，顏色分布不均勻。合成黃色鉆石常見無(wú)色色帶，呈“砂漏”狀、“十字”狀、塊狀或條帶狀。

2.1.2 放大檢查

HTHP合成鉆石內(nèi)部可見金屬包體，呈云霧狀分布的點(diǎn)狀包體，與生長(zhǎng)區(qū)相對(duì)應(yīng)的色帶或色塊。

2.1.3 紫外熒光

長(zhǎng)波：HTHP合成鉆石常呈惰性。

短波：HTHP合成鉆石常呈無(wú)至中的淡黃色、橙黃色、綠黃色，不均勻，不同生長(zhǎng)區(qū)發(fā)不同顏色的熒光，呈“馬爾他十字分帶現(xiàn)象”，部分有磷光。

2.2 CVD合成鉆石

2.2.1 顏色

多為暗褐色或淺褐色，也可有無(wú)色、藍(lán)色產(chǎn)品。在垂直晶體生長(zhǎng)方向上放大觀察，部分CVD法合成鉆石可以看到顏色的成層分布，含N的褐色鉆石可見褐色條帶，而含B的藍(lán)色鉆石為藍(lán)色條帶。

2.2.2 放大檢查

CVD合成鉆石內(nèi)部偶見深色包體、點(diǎn)狀包體和羽狀紋，可沿某一個(gè)面分布或雜亂分布，通常不含金屬包體。

2.2.3 紫外熒光

短波強(qiáng)度強(qiáng)于長(zhǎng)波。早期CVD合成鉆石常見橙色-橙黃色熒光；近期CVD合成鉆石具有黃色、黃綠色熒光。

2.3 輻照處理鉆石

經(jīng)過(guò)輻照處理的彩色鉆石，顯微鏡下油浸觀察，顏色僅限于鉆石表面，其色帶、色斑的分布位置和形態(tài)與鉆石琢形和輻照方向有關(guān)。

2.4 高溫高壓處理鉆石

2.4.1 放大檢查

Nova鉆石為包裹體和羽狀紋石墨化。GE鉆石常見羽毛狀裂隙，并伴有反光，裂隙常出露到鉆石表面，有時(shí)可見固體包體熔蝕現(xiàn)象。

2.4.2 紫外熒光

Nova鉆石顯示強(qiáng)黃綠色熒光，并伴有白堊狀熒光。GE鉆石短波下熒光很強(qiáng)。

3 結(jié)論

在現(xiàn)今的鉆石市場(chǎng)中，珠寶檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)制訂適合自己的鉆石檢測(cè)方案，嚴(yán)格執(zhí)行排查流程。在排查過(guò)程中，如果某一步驟有明顯特征指示其類型，便可判定；如果沒有明顯特征指示其類型，應(yīng)進(jìn)行下一步測(cè)試，直至得到明顯的指示特征才可判定；如果實(shí)驗(yàn)室未能配備文章中提到的幾種大型儀器，應(yīng)結(jié)合其常規(guī)檢查特征，綜合判定，不可盲目判定。

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作者簡(jiǎn)介：李圣清（1986—），女，山東濱州人，工程師，工學(xué)碩士，主要從事珠寶玉石檢測(cè)方面的研究。

〔編輯：白潔〕

The Laboratory Testing Program for Synthetic Diamonds and Color Treated Diamond

Li Shengqing， Lu Wenting， Song Congcong

Abstract： This paper firstly summarizes hot issues of jewelry industry in recent years and testing methods of the synthetic diamond and color treated diamond. And a set of laboratory testing program for the synthetic diamond and color treated diamond， which is suitably applied in the jewelry inspection institutions is proposed and explained in this paper. More specifically， it employs Ultraviolet-visible Spectrophotometer， Diamondview， Infrared Spectrometer to test and characterize the synthetic diamond by CVD and HTHP， and the treated diamond by irradiation and HTHP. It is significant in practice， especially with the purpose of assisting actual testing work in the jewelry inspection institutions.

Key words： CVD synthetic diamond； HTHP synthetic diamond； Treated diamond by irradiation； Treated diamond by HTHP