合成鉆石以及輻照改色鉆石的樣品研究

秦宏宇

（長春工程學院，吉林 長春 130021）

隨著我國經濟的繁榮，奢侈品行業，尤其是鉆石行業也取得了長足的發展，但是近段時期以來珠寶市場上出現了很多的CVD合成鉆石，其中在2013年國家珠寶玉石質量監督檢測中心發現了近200粒以裸鉆為主的合成鉆石，凈度多為“VS—SI”大部分為“G—I”顏色，合成鉆石的重量多為0.3ct，為了對合成鉆石進行更精確的鑒別，本文以其中的14粒鉆石為樣品，進行了相應的鑒定分析。

1 合成鉆石與輻照改色鉆石簡介

近年來，隨著化學氣相沉積法（CVD）合成鉆石生長技術的發展，合成鉆石逐漸增多，合成鉆石一般的合成成本較高，并與天然鉆石有著相似的物理性質，但也有著自己的特征，首先。合成鉆石的顏色一般為淡褐色或淡棕色，形狀晶體為六面體或八面體的聚形，有著與聚形棱平行排列的色帶，顆粒小，晶體中含著用磁鐵可吸起的金屬片，并且合成鉆石的顏色不太均勻，中心呈帶綠的熒光，邊緣則為無色熒光，顏色不均勻。

輻照改色鉆石由硼元素致色，具有半導性，在其兩端加一電壓，則會使輻照改色鉆石有電流通過，但是，與一般的輻照改色鉆石不同，輻照改色藍鉆石的顏色是由晶格缺陷的色心造成的，不具半導體性能，即使通電壓也不會有電流通過[1]。

2 樣品介紹

在拿到的這批樣品中，質量級別都為“好”，其中，有5粒HTHP合成鉆石（HTHP6—10），均為艷黃色，其重量介于0.59ct到0.73ct之間，除過HTHP9和HTHP10樣品外的三種HTHP樣品腰圍處均有GE—POL印記；有CVD合成鉆石6粒（CVD11—16），均為近無色，顏色級別介于G—K，裸石樣品重量介于0.40ct到0.54ct之間，并且在其腰圍處均有GE—POL印記，另外的三粒鉆石中有兩粒是輻照處理的改藍鉆石樣品（改1、2）重量分別為1.008ct和1.268ct，最后一粒鉆石是作為對比的天然無色鉆石樣品（D2）。

3 鉆石的紫外熒光特征

在進行檢測寶石是否具有熒光和磷光的時候，一般要用到紫外線燈，這是一種通過發出紫外線來激發寶石熒光的儀器，其波長范圍是200nm～280nm，長波范圍是315nm～400nm主波長為253.7nm，經過對14粒樣品的紫外線燈檢測，從檢測結果可看出，天然鉆石的熒光呈微弱淡綠色，長短波無明顯區別，高溫高壓合成鉆石和輻照改色鉆表示熒光性均不明顯，CVD合成鉆石熒光大致呈紫色其中CVD13以及CVD16無明顯熒光，且短波比長波熒光強烈。

4 DiamondsureTM儀器檢定特征

所謂的DiamondsureTM是一種可以檢測重量介于0.10到10ct之間的無色到淺黃色天然鉆石檢測儀器，經過檢測發現，天然鉆石能顯示PASS通過，合成鉆石樣品則不能通過，主要是因為缺少造成415.5nm吸收光譜的N3色心所致，在利用DiamondsureTM進行鉆石的檢測過程中，凡是有415.5nm吸收峰的天然鉆石都可通過其測試，但對通過測試的鉆石經過分析發現，通過的鉆石并不一定全是天然鉆石，因為這其中的一部分經過處理的鉆石也存在“N3”色心，同樣具有415.5nm吸收峰，經過全面測試，最終除樣品天然鉆石D2測試后儀器顯示“PASS”外，其余的均顯示“Further Test”，對于未顯示通過的需要做更進一步的詳細檢測。

5 紫外—可見—近紅外吸收光譜特征

為了對合成鉆石級輻照改色鉆石進行進一步的檢測，使用了GEM——3,000紫外線可見光譜儀這一儀器，在溫室環境下進行測試，積分時間為58毫秒，平均的次數為55，其中波段為250～1,000nm，間隔為1，平滑寬度為4，經檢測所得出的檢測數據進行了Oringin二次處理，處理圖和相應分析如下[3]：

從處理過數據中可觀察出，這6粒樣品都沒有N3（415nm）和N2（478nm）氮吸收峰，但是都具有波峰長271nm左右的吸收峰，在400～1,000nm內的強度變化極小，紫外可見譜圖類似。在進行檢測的過程中，一些檢測的數據表明271nm吸收峰與孤N有關聯，常在Ib型HTHP合成鉆石中出現，同時也常在HTHP處理的Ⅱa型鉆石中出現。

HTHP鉆石光譜特征：

總結分析得出，HTHP6～HTHP10無特征吸收峰，更沒有N3和N2氮吸收峰。紫外線可見光譜圖在600～1,000nm之間比較平坦，其強度的變化比較小，經過測試發現，這幾件樣品的紫外可見光譜圖與CVD鉆石光譜圖存在著明顯的不同。

6 紅外光譜特征

在這次檢測過程中，為了更好地進行檢測，采用了傅立葉變紅外光譜儀，共對測試樣品進行了203次掃描，對于北京進行了3次掃描，分辨率為8.000，動鏡速度為0.6329，光闌為100.0，其采樣增益為1.0。從測試中可以看出，天然Ia型鉆石通常可見到因N缺陷在地一聲子區（1,5000cm—1～400cm—1）引起的吸收峰，與此不同的的VCD合成鉆石中，大部分鉆石為Ⅱa型鉆石，在第一聲區沒有特征吸收峰，所以沒有由N缺陷引起的特征吸收峰，因為在測試的后期進行過高溫高壓處理，所以其在第二聲子區不可見。在吸收峰方面，VCD鉆石常有的3,323cm—1,3,107cm—1等特征吸收峰，而作為樣本，僅僅可見3,132—1吸收。

綜合測試結果可以得出，本批次樣本中HTHP合成鉆石為ⅡaAB型，從中可以看出由4個N院子和1個空穴引起的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，更看觀察出，缺少第一聲子區（1,500cm—1～400cm—1）的吸收峰。

7 相關檢測補充說明

（1）CVD合成鉆石的顏色級別、凈度機別與克拉數都比較高，鉆石的內部比較純凈，會看見羽狀紋，因為其外形有著與天然鉆石很相似的特征，一般依據人的肉眼是區分不出的。與VCD合成鉆石不同，HTHP合成鉆石大多具有鮮艷的顏色，鉆石內部的金屬包體不明顯和天然鉆石有著相近的顏色，很難用肉眼進行其區分，對此應多加注意。

（2）所有的合成鉆石樣品DiamondsureTM測試提示“進一步檢測”，這就表明前DiamondsureTM是可以對天然、合成及處理的鉆石進行快速鑒別的。

8 結束語

綜上所述，通過對14粒樣品鉆石進行檢測分析，對合成鉆石及輻照改色鉆石有了一定的了解和鑒定經驗，總體而言，紫外可見光譜是相對比較準確的檢測手段，從本次監測及分析可得出，VCD合成鉆石均可見N所引起的271nm吸收峰。其中的部分樣品可檢測到強737nm吸收峰，這部分鉆石可作為鑒別VCD合成鉆石的關鍵證據，從中也可看出，HTHP合成鉆石沒有明顯的氮吸收峰，且其譜圖與另外的樣本存在較為明顯的區別，經鑒別可得出，輻照改色鉆石本身具有明顯的輻照特征，有利于對鉆石進行合成與否的鑒別。

［1］胡葳,陳美華,曹百惠,石坤.鉆石顏色處理技術的實驗進展與研究[J].中國寶玉石,2014,01:156-163.

［2］朱紅偉.合成鉆石在群鑲鉆石首飾中的鑒別特征[J].中國寶玉石,2012,02:136-138.