珠宝鉴定——宝石鉴定各论1Word文档格式.docx
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化学成分:
C 可含N、B、H等微量元素
分类:
I型,含氮:
Ia IaA含双原子氮
IaB含多原子氮
Ib 含单原子氮
II型,不含氮:
IIa 不含硼
IIb 含硼天然钻石中Ia型占98%以上,IIa型1%±
。
人工合成钻石中以Ib型为主,少量为Ib和Ia型混合型。
晶体结构:
晶质体,等轴晶素,3L44L36L29PC,立方面心格子。
共价键。
(化学键:
晶体内格子构造中的质点之间的,联结力称为化学键,有以下四类:
离子键——获得电子的阳离子与失去电子的阳离子之间的联结力为离子键。
共价键——原子间通过共用电子时的联结力称共价键。
金属键——阳离子通过弥漫的电子方的联结力为金属键
12
分子键——分子间由于其极性的联结力称分子键,即在晶体构造中质点是分子组成时,在分子内部的作用主要是分子键,分子之间则靠偶极(正负电荷中心不重合)的静电引力,使分子结合起来,这种键力称为分子键)。
晶体习性:
属六八面体晶类
常见单形八面体{111},菱形十二面体{110},立方体{100}及其聚形。
晶体形成后常受到溶蚀等地质作用而形成凸晶
凸晶:
晶体各晶面中心都相对凸起呈曲面,晶棱弯曲呈弧线。
晶面常发育生长纹,生长锥或蚀象
八面体晶面可见倒三角形凹坑立方体晶面可见四边形凹坑
菱形十二面体晶面上可见线理和圆盘状花纹
双晶依(111)最普遍,可成接触双晶,星状穿插双晶或轮式双晶。
其中三角薄片接触双晶具有典型的偏平三角形外观。
颜色:
无色系列:
无色至浅黄,浅褐彩色系列:
黄色N/电子心蓝色:
B/空穴习
粉红、褐色:
结构缺陷/位错/塑性变形绿色:
天然辐照/位错或色心/构造缺陷
光泽:
金刚光泽(共价键面点密度较离子键,分子键大,故折射率,反射率较大而呈金刚光泽)。
解理:
八面体解理——四组中等解理硬度:
HM为10
共价键的键能很强,因此硬度大、熔点高,不同晶面硬度不同,八面体晶面最硬,立方体晶面硬度最小。
同一晶面不同方向硬度不同。
但各晶面的摩氏硬度都是10。
密度:
0.01)q/cm3
光性特征:
均质体,全暗,偶见异常消光(内部应变或包裹体影响所致)折射率:
2.417
发光性:
紫外荧光——无至强,蓝、黄、橙黄、粉色等,长波较短波强,I型钻石以蓝、浅蓝为主,II型以黄色、黄绿色荧光为主。
X射线荧光——一般蓝白色,可用于将金刚石从砾石中分选出来。
阴极发光——主要呈现蓝色、橙红色和黄绿色,可与合成钻石区别(生长结构也不同)。
色散:
0.044 (榍石0.051,翠榴石0.057,锡石0.071)例题:
开普系列钻石的典型的可见光吸收线是415nm。
吸收光谱:
无色一浅黄色钻石415.5nm吸收带。
放大检查:
内含物:
矿物包体,云状、点状物、羽状纹,生长纹,解理,原始晶面,刻面棱锋利。
电学性质:
不导电,IIb型蓝色含B者为半导体
热学性质:
具高导热带,Ib和II型均具很高导热率,其中IIa型导热率最
好
热膨胀性:
非常低
可燃性:
燃点850–1000℃(空气中),650℃(氧气中)
绝氧加压真空
钻石 石墨
1800℃
其他性质:
具亲油疏水性
具化学稳定性
酸、王水对钻石不起作用
但在含氧盐类和金属熔体中,钻石易受侵蚀可透过长波紫外光。
三、鉴别
1.钻石与合成钻石的鉴别
高温高压法合成钻石温度1350–1800℃
压力(50–80)×
108pa催化剂:
Fe.Ni.Co及钯
碳源:
石墨合成钻石粉,再用钻石粉合成钻石,以便生长出大颗粒晶体
(直接用石墨会影响大颗粒的形成)。
方法:
(1)六面顶压机法
(2)压带法
(3)BAKS法(分裂球无压装置法)合成钻石的鉴别特征
(1)颜色:
a、大多为黄、褐黄色的Ib型钻石(弧氮致色)
b、也可为蓝色IIb型钻石(引入B原子取代C)
c、无色的IIa型(加入锆或A1使之与N结合,不再取代C)合成钻石很少出现Ia型(Ia型占天然钻石98%)。
(2)吸收光谱:
合成钻石无415nm吸收线,绝大多数Ia型天然钻石显示415nm吸收线。
(3)紫外荧光
合成钻石短波比长波强,且为黄或黄绿色,而天然者长波比短波强,颜色分带合成为立方一八面体式样,天然八面体式样。
(4)内外部特征
a、含Fe、Ni合金触媒金属包裹体
(呈长圆形,定向或粒状分散状,反射光下见金属光泽)
b、晶面出现树枝状生长纹
c、发育八面体,立方体,菱形十二面体和四角三八面体等单形组成的聚形。
(5)阴极发光
阴极发光下与天然钻石完全不同的颜色和生长条纹等。
(6)异常双折射
天然者干涉色多样,合成者干涉色变化不明显
(7)仪器鉴别
钻石光谱鉴定仪(Diamondsure):
若发现415nm线则为天然
钻石结构荧光鉴定仪(Diamondview):
合成者为立方一八面体式样合成钻石早在20世纪50年代,瑞典和美国已开始合成钻石的研究。
1971年,美国通用电气公司(GE),生产出超过6mm的人工合成钻石,之后,1985年日本,1987年戴比尔斯,1990年俄罗斯相继生产出合成钻石。
最近有报导说,美国佛罗里达大学采用一位美国将军1996年从俄罗买回的设备和相关技术,生产一种新型的合成钻石–UF合成钻石,成本不高,大约是钻石开采和合成立方氧化锆的中间值,产品包括无色、绿色、蓝色、红色等。
他们的产品已经在美国上市,之后打算销往香港和曼谷。
美国Gemesis公司表示,今年将推出合成蓝色钻石,已经能够稳定地生产蓝色合成钻石,在钻石上用激光刻上“Gemesis”制造字样和一个追踪编码。
全成钻石的鉴别已经提到议事日程上了。
2.优化处理钻石的鉴别
(1)激光钻孔
始于20世纪60年代,激光技术在高温下对钻石打孔至有色包裹体使之熔化或强酸溶蚀样,然后充填铅玻璃等透明物质,近年来,该技术已取得重大进展,激光孔直径仅0.015mm,观察时有可能漏掉激光孔。
[除上述传统的激光打印处理技术外,2000年31入3KM(kiduahMeyuhad)
西伯莱语“特别打孔”即内部打孔方法。
a、破裂法(裂化技术):
低质量的钻石有明显的近表面包体,并伴有裂隙,激光将包体加热,产生足够的应力以使伴生的裂隙延毛钻石表面,这种裂隙看
起来与天然裂隙相似,但这种方法掌握不好易使钻石破裂。
b、缝合法(裂隙连接技术):
采用新的激光孔可将钻石内部的天然裂纹与表面的裂隙连接起来,在钻石的表面产生平行的外部孔看起来像天然裂纹,然后通过裂隙对钻石内部的包体进行处理。
KM处理的钻石中,可见蜈蚣状包体出露到钻石表面,显不自然弯曲的裂隙,在垂直包体两侧伸出很多裂隙,在激光处理的连续裂隙中有未被完全处理掉的零星显色残留物,这是KM处理钻石的典型特征。
]
鉴别:
具圆形开口(凹坑),白色管状物
(2)裂隙充填:
第一个商业性的钻石裂隙充填处理出现在20世纪80年代以色列,称吉田法。
90年代初,以色列、吉斯法,之后在纽约有奥德法,钻石裂隙充填物一般为高折射率的玻璃或环氧树脂。
a、闪光效应
暗域照明:
闪光颜色橙黄、紫红、粉色次为粉橙色亮域照明:
闪光颜色蓝绿、绿、绿黄色和黄色
(未充填裂隙有七彩干涉色)
b、流动构造:
充填物可具流动构造
c、絮状结构:
充填物过厚引起絮状结构甚呈网状结构
d、充填物厚时可呈棕黄色
e、不完全充填留下极细窄的裂隙像的划痕
f、充填残留物,残留于裂隙入口处呈雾状
g、X光照相(白色轮廊)和X荧光能谱仪(充填物Pb)鉴定
(3)辐照处理
辐照改变钻石颜色
电子辐照
重带电粒子(α粒子,质子)辐照高能电子来辐照
r射线辐照
然后加热退火处理,可得到所需颜色
加热:
蓝、绿→棕→黄→无色→系列颜色,可停止于任何一点
辐照改色方法只适用于有色而且颜色不好的钻石,作为K级颜色以上的钻石,要想用此方法提高颜色级别是办不到的。
a、颜色分布特征
天然者色带为有线状或三角形状
辐照者颜色限于表面,色带分布位置及形状与其琢型及辐照方向有关
b、吸收光谱
590nm的吸收线的出现是辐照者鉴定依据
c、导电性
天然蓝色钻石具导电性,辐照蓝色钻石不导电
(4)镀膜钻石
早在20世纪50年代国际上就有在低压下用气相法制成钻石的报道,尤其是原苏联科学家一直致力于这方面的研究,生长速度太慢,未引起人们重视,
80年代初日本科学家用化学气相沉淀法(CVD法)以较快速度制成了钻石膜
(DF)
气相沉淀法生长钻石膜是利用一种能量(热能、电能或光能)使碳氢化合物(甲烷、乙醇等)气体腐解,产生活化的炭离子,使之在一定的条件下沉积在同质或异质基底上形成钻石膜(聚晶金刚石膜)。
a、粒状结构 云雾状外观
b、拉曼光谱检测
*天然是单晶特征峰在1332cm-1处,峰的半高宽窄。
*无DF是多晶特征峰在1332cm-1附近→有平移,峰的半高宽宽。
(5)高温高压处理(GE钻石)
GE钻石为一种新的颜色处理方法,1998年,美国通用电气公司(GE)采用高温高压方法将IIa型褐色钻石(其数量不到世界钻石总量的1%)处理成无色的钻石,偶尔可出现淡粉色或淡蓝色,该类型又称为高温度压修复型。
这些处理过的钻石颜色大都在D–G,但稍具雾状外观,带褐或灰色调而不是黄色调,高位可见棕色,内部纹理,常见羽毛状裂隙,某些具条纹状异常消光,鉴定困难,腰棱刻有“GEPOL”或“Bellataireyear-serialno”字样。
Nova钻石:
是另外一种新的颜色处理方法,1999年美国诺瓦公司
(NovaDiamond)采用高温高压法将常见的Ia型钻石处理成鲜艳的黄色——绿色钻石,该类型钻石又称为高温高压增强型或诺瓦钻石。
该类型钻石发生强的塑性变形,异常消光强烈,显示强黄,绿色荧光并伴有白垩状荧光,实验室内通过大型仪器的谱学研究可把Nova钻石的天然钻石区分开,这些钻石刻有Nova钻石的标识,并附有唯一的编号和证书。
3、钻石与仿钻的鉴别钻石与仿钻的鉴别
钻石与