人工宝石的一般概念

一、概述

材料科学是现代文明的三大支柱(能源、信息、材料)之一，是人类文明的物质基础。晶体生长是材料科学研究的重要内容，合成与生长各种新型的功能晶体材料是21世纪高科技发展的前沿课题。随着人们对宝石材料的需求剧增，人工宝石的生长成为晶体生长中的一个重要分支。无疑，了解掌握人工宝石的生长原理、方法、鉴定特征成为宝石学的重要内容。

人工晶体是用科学的方法在实验室或工厂里人工制造的晶体。人们将那些可以作为宝石用途的人工晶体称为人工宝石。人工宝石主要分为两类，一类是合成宝石，这类产品与其对应的天然宝石具有相同的化学成分、晶体结构与物理性质，即是天然宝石在实验室的复制品。例如，红宝石与合成红宝石；祖母绿与合成祖母绿。这类宝石必须在宝石名称前加前缀“合成”。另一类是人造宝石，这是指那类纯粹由人工研制，在自然界没有与其相对应的晶体，但外观与天然宝石十分相近，人造宝石定名时应直呼其名，不可与其相似天然宝石的名称相联系。例如，钛酸锶(SrTiO4)外观与钻石相似，但决不能称为“人造钻石”等易引起误解的名称。我国的“国标”中将拼合宝石和再造宝石也划入人工宝石之列。

人工晶体的发展史也是合成矿物的发展史，人类不仅可以在实验室里制造出与天然宝石相同的合成宝石，而且可以创造出自然界没有的宝石矿物。远在1902年法国化学家维尔纳叶( Verneuil)就发明了用焰熔法生长红宝石，这是最早合成宝石的成果。但在以后的40年里，人工合成晶体的发展缓慢，直到20世纪60年代，出现了水热法合成水晶和合成祖母绿，以及其后随着电子、通讯和航天工业的发展，又相继合成与生长了多种新型的功能晶体材料，从而更加促使晶体生长科学技术的进一步发展。实验业已证明，一些高新科学技术的发展，无一不和晶体材料密切相关。

我国人工晶体的研究，开创于20世纪50年代中期，50 多年来，该领域的研究从无到有，从零星的实验室研究到现在初具规模的产业，进展相当迅速。现在我国的合成水晶，合成金刚石已成为一个高技术产业，立方氧化锆、合成各色刚玉等宝石与磷酸钛氧钾(KTP)等非线性光学材料，均已进入国际市场的竞争行列。部分晶体的研制已达到了国际先进水平。目前中国的研究人员正在进行更广泛更深入的探索。空间微重力条件下的晶体生长研究已经起步，由传统的块状晶体发展起来的具有量子效应和超晶体结构的薄膜晶体材料也越来越被重视。总之，我国人工晶体材料的成就和发展，推动了我国科技和人工宝石的应用。

二、晶体生长的理论基础

晶体生长是一门综合性很强的多学科交叉的科学。它的发展需要物理学、化学、晶体学、晶体生长和工程技术方面的专家通力合作互相配合才能发展。因此，学习晶体生长也必须具备一定的相关知识。

晶体生长的理论基础是晶体生长的热力学与动力学，可以认为，晶体生长是控制物质在一定的热力学条件下进行的相变过程，通过这一过程使该物质达到符合所需要的状态和性质。通常晶体生长是使物质从液态(熔体或溶液)变为固态，结晶为单晶体。即为热力学中相平衡和相变的问题。相图(也叫相平衡图)则是将物质体系中各相可能存在的状态，随成分和温度(或压力)改变的情况表示出来的一种图示。它可以展示出整个晶体生长过程的大概趋势。图9-1-1是最简单的水的单元系相图。在一个体系中各相平衡时遵循相律的规则。相律是表示一个多相平衡体系的自由度(f)与相数(Ф)、组分数(c)及影响平衡的外界条件数目之间的关系的一个方程式。相(Ф)是指体系中均匀一致的部分，它与别的部分有明显的分界线。例如，在一个大气压下，冰为一相，水为另一相。同一种物质的固态由于结构不同，也属于不同的相，例如金刚石与石墨为两相Ф=2。但气体状态即使是不同成分的气体也都是单一的相。组分(C)是体系内可以独立变化的元素和化合物。图9-1-1中水、冰、水蒸气组成的体系，一个组分H2O，c=1，称单元系，盐水是NaCl的水溶液，组分数c=2(NaCl和水)。自由度(f)是指一个平衡体系的可变因素(温度、压力、成分等)的数目。图9-1-1中在水的区域内温度和压力可以任意改变，而不产生水蒸气或冰，其自由度f=2，在相图的三条线上两相共存，如CA线上水蒸气与冰共存，由于温度与压力有一个对应关系，自由度f=1。而在图中C点水、冰、水蒸气三相平衡，即这3个相只有在C点固定的温度和压力下平衡共存，体系无可变因素，自由度f=0，称不变体系。人们可以根据相图中相变化的情况来选择温度和压力等条件，进行晶体生长。

图9-1-1 水的相图

晶体生长是一个相变过程，但又是一个动态过程，要得到尽可能完美的晶体，还必须考虑生长动力学因素，包括成核理论，界面动力学，输运过程等。这是晶体生长的一个重要内容，但已超出本教材大纲的要求在这里就不详细介绍了。

三、晶体生长的方法

晶体生长的方法和工艺很多，根据生长环境，可分为从熔体中和从溶液中生长晶体两大类。此外还有气相生长和固相生长等方法。

从熔体中生长晶体的方法已有很长研究历史，这类方法是指将不加助熔剂的原料，加热到熔点以上熔融成熔体，控制生长条件直接从熔体中生长晶体的方法。熔体生长通常具有生长快、晶体的纯度高及完整性好等优点，但常常需要过高的温度，并受耐火材料和坩埚材料等限制。目前熔体生长的工艺和技术已发展得相当成熟。熔体生长的技术和工艺很多，用于人工宝石生长的方法主要有：焰熔法，冷坩埚，提拉法，坩埚下降法等，有些资料将高温高压法和区域熔融法也包括在该类方法中。

从溶液中生长晶体的历史悠久，基本原理是将原料(溶质)溶解在溶剂中，采取适当的措施制造溶液的过饱和状态，使晶体在这种溶液中生长。这类方法晶体可在远低于熔点的温度下生长，黏度低、晶体易长成大块且具有较完整的外形等优点，因而这类方法发展很快。不足之处是组分多，影响晶体生长的因素复杂，生长速度慢，周期长。溶液生长法主要有三大主体：常压溶液法(水溶液法)，高压溶液法(水热法)，高温溶液法(助熔剂法或熔盐法)。常压溶液法主要用于常压下可溶解晶体的重结晶。如：食盐、白糖和一些化学药品。一般不用于宝石生长。水热法和助熔剂法是生长人工宝石的重要方法，下文将详细讨论。

商丘为全球最大的人造钻石生产区，人造钻石是一种人工培育出来的钻石，主要的培育方法是是将一颗小颗粒的钻石，放到专业的合成仪器中。经过2300℃高温的融合，小颗粒的钻石将会成长为一颗大钻石，河南商丘最大可以培养出30克拉的人造钻石。人造钻石从肉眼上难以分辨与天然钻石的区别，售价也比天然的钻石低几倍，颜色还要比天然钻石璀璨灿烂几倍，需要精密的测量仪器才可以分辨的得出来是天然的还是人工的。

当我们在商场中购买的钻石的时候，区区30分的天然钻石，就可以卖到上万元左右，这也令很多年轻人望而却步。河南的商丘，为了解决世界缺少钻石这一大问题，特意研发出来了人造钻石，来满足市场上的需求。像河南研发出来的人造钻石，1g的价格也就二三百元，却可以达到和天然钻石相同的装饰效果，甚至要比天然的还要璀璨几分。当我们在市面上购买钻石的时候，尽量是选择在商场中购买，问清楚这颗钻石是天然钻石还是人造钻石，切记不要在非法的网络上购买钻石，以免被其他人坑骗。

人造钻石的产量是相当高的，还可以培育出不同人群需求的类型。像培育出来的30g拉的钻石，经过专业人员这颗人造钻石去除杂质和修整以后，足足可以得到十克拉以上的成品。要知道这在钻石的行业中，10克拉以上的成品就已经属于收藏级别的了。其实钻石的根本并不是要升值，国内也没有回收钻石的地方，钻石只不过是可以起到一个佩戴效果，人造钻石质优价低也是年轻人不错的一种选择。

那么，在贵金属的行列中，你是比较推荐购买哪一种呢？

天然钻石：是世界上公认的最珍贵的宝石，矿物名称是金刚石。在矿物学上属于金刚石族。

人工钻石：分合成钻石、优化处理钻石。 

人工钻石与天然钻石的区分方法：

1、人工钻石的鉴别方法

（1）合成钻石

［1］高温高压合成钻石

颜色：以**、桔**、褐色为主，价格很有竞争力；而蓝色和近无色等颜色，由于技术难度大，成本高而极难见到。

内部显微特征：可见细小的铁或镍铁合金触媒金属包体。部分合成钻石具磁性，可见不规则状颜色分带、沙漏形色带等。

净度：以P、SI级为主，个别可达VS级甚至VVS级。

吸收光谱：缺失415nm吸收线。

异常双折射：很弱，干涉色变化不明显。

紫外荧光特性：长波紫外线下荧光呈惰性，在短波紫外光下发光性有明显分带现象，为无至中的淡**、橙**、绿**不均匀的荧光，局部可有磷光。

［2］CVD合成钻石

颜色：多为暗褐色和浅褐色，也可以生长近无色和蓝色的产品，但非常困难。

内部显微特征：可见不规则深色包体和点状包体。可有平等的生长色带。

异常双折射：有强烈的异常消光，不同方向上的消光也有所不同。

紫外荧光特性：长短波紫外线下，有弱的橘**荧光。

（2）优化处理钻石

［1］颜色优化处理

①传统颜色优化处理：

古老的处理方法是在钻石表面涂上薄薄一层带蓝色的、折射率很高的物质，这样可使钻石颜色提高1－2个级别，更有甚者在钻石表面涂上墨水、油彩、指甲油等，以便提高钻石颜色的级别，也有的在钻戒底托上加上金属箔。这些方法很原始，也极容易鉴别。

②辐照改色钻石及其鉴定：

辐照改色是物理改色法，只用适用于有色而且颜色不好的钻石。

颜色分布特征：色带分布位置及形状与琢形形状及辐照方向有关。当来自回旋加速器的亚原子粒子，从亭部方向对圆多面型钻石进行轰击时，透过台面可看到辐照形成的颜色呈伞状围绕亭部分布，在这种情况下，阶梯形琢形的钻石仅能显示出靠近底尖的长方形色带。当轰击来自钻石的冠部时，则琢型钻石的腰棱处将显示一深色色环。当轰击来自钻石琢形侧面时，则琢型靠近轰击源一侧颜色明显加深。

吸收光谱：有595nm或H1b和H1c线的出现。

导电性：辐照形成的蓝色钻石不具导电性。 

③GE钻石

又称为高温高压修复型钻石，处理后的颜色大都在D到G的范围内，但稍具雾状外观，带褐或灰色调而不是**调。高倍放大下可见内部纹理，常见羽毛状裂隙，并伴有反光，裂隙常出露到钻石表面、部分愈合的裂隙、解理以及形状异常的包体。这种钻石鉴定起来比较困难，通用电气公司曾承诺由他们处理的钻石在腰棱表面用激光刻上“GE　POL”或“Bellataire”字样。

④Nova钻石

一种新的颜色优化处理方法，又称为高温高压增强型或诺瓦钻石（Nova）。该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。这些钻石刻有Nova钻石的标识，并附有唯一的序号和证书。

［2］净度处理

①激光打孔

传统激光打孔处理：钻石表面留下永久性的激光孔眼，而且因充填物质硬度永远不可能与钻石相同，往往会形成难以观察的凹坑。

KM内部破裂法：这种次生裂隙看起来与天然裂隙相似，但这种方法处理不好就容易使钻石破裂。

KM内部缝合法：表面可见蜈蚣状包体，呈不自然弯曲的裂隙，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黑色残留物。

②裂隙充填

闪光效应：有明显闪光效应，暗域下常见闪光颜色是橙**、紫红色、粉色，其次为粉橙色。亮域下常见闪光颜色是蓝绿色，绿色、绿**和**。同一裂隙的不同部位可表现出不同的闪光颜色，充填裂隙的闪光颜色可随样品的转动而变化。

流动构造：裂隙内常保留充填物充填过程中的流动构造。

捕获气泡：看上去像一组指纹状包体，也可能很小，而呈亮点。

絮状结构：充填物质过厚时可产生一种絮状结构，有时这种絮状结构又可演变成一种网状结构，很容易发现。

微小裂隙：在一些充填裂隙中，发现有白色近于平行的细线，可能是裂隙中的微小裂隙。这一特征很微弱，仅在光纤灯的强光照明下才能观察到。

充填物颜色：充填物比较厚时，能见到浅棕色至棕**或橙**充填物的颜色。这种充填物的体色在充填的空洞和激光孔中才能观察到。

不完全充填：通常极细窄，看上去像细白的划痕或暗域下的擦痕，可能是钻石蒸洗时部分充填物被去除造成的。

表面残余：部分充填物残留于钻石表面。

［3］钻石膜

多晶体，表面有有粒状结构；用拉曼光谱测定，优质DF钻石膜，特征峰在33300px-1附近，半高宽；质量差的DF钻石膜，特征峰频移大，强度减弱，甚至在37500px-1附近出现一个宽峰。

［4］拼合钻石

由钻石（作为顶层）与廉价的水晶或人造无色蓝宝石等（作为底层）粘合而成，粘合技术非常高，可将其镶嵌在首饰上将粘合隐藏起来，使人不容易发现。这种宝石台面上放置一个小针尖，就会看到两个反射像，一个来自台面，另一个来自接合面，而天然钻石不会出现这种现象。仔细观察，无论什么方向，天然钻石都因其反光闪烁，不可能被看穿，而钻石拼合就不同，因为其下部分是折射率低的矿物，拼合石的反光能力差，有时光还可透过。

2、天然钻石的鉴别方法（这里介绍肉眼鉴别方法）

（1）毛坯鉴定：

［1］光泽：金刚光泽，“亮晶晶”的外表。

［2］外观形态和表面特征：常见晶体形态是八面体、菱形十二面体及二者的聚形，在无色透明矿物中具有这几种晶形的矿物为数较少。另外，还有一个特征是钻石的晶石花纹，不同晶面具有不同特征的生长纹，如八面体晶面常见三角形生长纹，三角形的尖端指向八面体的晶棱；立方体晶面常具正方形或长方形生长纹，与立方体平面呈45度夹角；菱形十二面体晶面则常见平行于长对角线方向的凹槽等。

［3］密度：天然钻石352g/cm3。

（2）抛光后鉴定：

［1］线条实验：样品台面向下放在一张有线条的纸上，如果是钻石则看不到纸上的线条。

［2］倾斜实验：将样品中台面向上，置于黑色背景中，从垂直于台面方向开始观察，将观察者处向外倾斜，观察台面离观察者最远的区域，如果出现一个暗窗，则说明该样品不是钻石。

［3］亲油性实验：用油性笔在天然钻石表面划过时可留下清晰而连续的线条；相反，划过钻石仿制品表面时，墨水常用聚成一个个小液滴，不能出现连续的线条。

［4］托水性实验：充分清洗样品，将小水滴点在样品上，如果水滴能在样品的表面保持很长时间，则说明该样品为钻石。

玻璃

玻璃不仅可以用来制作假钻石，而且几乎可以用来作为任何天然宝石的代用品。用玻璃磨成的假钻石很轻易区别，因为它的折光率低，没有真钻石那种闪烁的彩色光线。一种非常简单的区别方法是，用白瓷碗盛一碗清水，将有怀疑的宝石浸入清水中，冒充钻石的无色玻璃制品似乎消失在水中看不清轮廓，真钻石的轮廓暗黑，在水中十分清楚。

人造尖晶石

和玻璃一样，生产它的目的就是为了作为许多种天然宝石的代用品和冒充品。它和钻石的区别是，缺少闪烁的彩色光线，将它浸入二碘甲烷中，也会轮廓模糊不清，而真钻石则十分清楚。

水晶和托帕石

这是两种天然矿物。无色透明的水晶和托帕石在琢磨后，粗看也有点像钻石，细看类似玻璃，缺少闪烁的彩色光线。另外，它们都是“非均质”的，而钻石却是“均质”的，用偏光仪能迅速地区别开来。

人造蓝宝石

人造蓝宝石是大规模生产的物质。它不仅作为宝石的代用品，在工业上也有很多用途。无色透明的人造蓝宝石在琢磨后也可作为钻石的代用品。常有这种情况，一件镶有大量小钻石的胸针或项链等首饰，可能一部分钻石是真的，而又混入了一些人造蓝宝石制成的假钻石。由于宝石镶在首饰上，测试不便，此时可将整件首饰浸入“二碘甲烷”这种液体中。真钻石在液体中边缘暗黑，好似在液中凸起，非常清楚；人造蓝宝石（或水晶）在“二碘甲烷”中几乎消失看不见，这样真假便一目了然了。在没有“二碘甲烷”时，用清水也可以，虽然真假的差别较小，但仍然很清楚。

此外，人造蓝宝石也是“非均质”的，而钻石却是“均质”的，二者用“偏光仪”也很轻易区别。

锆石

锆石是一种天然矿物，它本身也是一种中档宝石，无色透明的锆石经过细心琢磨后，是钻石的良好代用品。锆石的折光率近于2，色散也与钻石相近。因此从外观上看，锆石也会闪烁着彩色光线，与钻石很相像。在后述的各种人造假钻石出现之前，锆石是最佳的钻石代用品。

铌酸锂

这是一种典型的人造化合物，没有天然产的矿物，商品名称又叫“锂铌石”（linobate）。铌酸锂的硬度为摩氏55，与普通玻璃及钢刀相似，折光串与钻石相近，为221—230，色散是钻石的3倍。

铌酸锂本身是透明无色的，因此是钻石的良好代用品或冒充品。不过区别并不困难，首先，它琢磨后的成品和钻石、金红石一样，有明显的双影。另外，它的硬度太低。

钛酸锶

这也是一种人造化合物，没有天然矿物，它的商品名称为“钛锶矿”或“神石”（fabu1ite）。钛酸锶硬度为摩氏55，用钢针可能划伤它。比重513，为钻石的146倍。它的折光率与钻石完全相同，也是241，色散是钻石的4倍。因此，用无色透明的钦酸镕琢磨成宝石后，闪光强度与钻石完全相同，但色彩比钻石还要绚丽。

钛酸锶比铌酸锂更像钻石，因为它也是均质的，用放大镜观察没有双影现象。

钇铝石榴石

这也是人造化合物，没有天然矿物，商品代号为UAG。均质体，硬度高达825，比重455，折光率183。在1960年以前，无色透明的钇铝石榴石曾作为钻石的代用品。不过它的折光率太低，琢磨出的成品远不如钻石美观。自从后来生产出性质更接近于钻石的代用品如钆镓石榴石后，钇铝石榴石除作为其它宝石的廉价代用品外，已不再用它磨制假钻石。

立方氧化锆

这是专门制造出来作为钻石代用品或冒充品的人造化合物，没有天然矿物。

自从70年代中期制成立方氧化锆后，上面叙述的9种人造宝石原料，只用作别的中低档宝石代用品，不再用来磨制假钻石了。

立方氧化锆之所以能取代所有的磨制假钻石的原料，是由于它有着与真钻石非常相近的性质。首先，立方氧化锆的折光率为217，色散006，与钻石很接近，又与钻石同属均质性。立方氧化锆的硬度高达85，这使它琢磨成宝石后，可以镶嵌在首饰上长期佩戴，不会被划伤磨毛而失去光泽。立方氧化锆可以制出透明度极佳、完全无色的产品。这样，将它磨成宝石后，外观与钻石非常相似。据说在刚生产出来的那几年，用它冒充真钻石使一些有经验的宝石界人士也上过。

当然，立方氧化锆与钻石仍有不少差别；首先是硬度，什么物质也比不上钻石，立方氧化锆也不例外的低于它。此外，立方氧化锆的比重高达56—6，是钻石的16—17倍。有条件用仪器测一下比重，立即可以区别。立方氧化锆的商品代号为CZ，因此，用它磨成的假钻石 也常叫做“CZ钻”。CZ钻由于价格非常低廉，可外观又极像钻石，因此获得 了广大顾客的欢迎，不仅一般人常戴镶CZ钻的首饰，就是拥 有真钻石首饰的人，平时为了安全，也佩戴镶CZ钻的首饰。立方氧化铬的产量也与日俱增，仅美国的年产量已超过l0亿克拉，即200吨

莫桑石

是合成产品，也是最新的钻石模仿品。其常见颜色是微**的，化学成分是碳化硅，摩氏硬度925，比重322。具双折射率，折射率2648-2691，双折射率是0043。

莫桑石的导热能力与钻石接近，用钻石热导仪测试莫桑石会出现钻石反应，所以不能依靠热导仪鉴定莫桑石有一95度的硬度笔将它不显眼的位置会留下轻微摩擦纹，钻石的硬度是摩氏10度，所以不受影响，由于莫桑石的高硬度及高折射率特性的原因，已切割的蜞桑石表面反光及光泽与钻石极为接近

就是通过人为制造，而非天然形成的钻石。

主要是通过结晶聚合而成，现代人为生产的钻石外观上已经与天然钻石没有差异，唯一区别就是人造钻石的分子结构不像天然钻石的八面体结构，而是一种复杂的结构会导致出现磷光现象。

与天然钻石相比，造价便宜净度顶尖，而且两者很难区分。

在人们的珠宝奢侈品中，钻石是指抛光钻石，也是爱情和忠诚的象征。人们对钻石形成的原因很好奇。我来给你详细解释一下钻石是怎么形成的。钻石形成的原因钻石的结构特征:钻石由碳元素组成，是碳元素的一种晶体，硬度为10。它是自然界中最坚硬的天然矿物，密度为3。53(001)克/立方厘米，折射率为2。417，离散度为0。044它是钻石经过切割、研磨后的产物，在钻石矿物中约有五分之一可以达到宝石级，被称为宝石级钻石，在国外被称为“毛坯钻石”或“钻坯”。毛坯切割打磨成切割形状后，称为裸钻，国外称为成品钻或抛光钻。英文名Diamond来源于希腊语amount，意思是“坚硬、不可侵犯、不可战胜”。金刚石和石墨都是由碳组成的。金刚石和石墨是在不同的温度和压力条件下形成的，它们在温度和压力条件的变化下可以相互转化。钻石属于立方晶体，硬度为10，石墨属于六方晶体，硬度为1。它们具有不同的晶体结构，并且是结晶碳的两种同质多晶型物。只有在一定的压力和温度下，碳才能结晶成金刚石。钻石的形成:最早的天然钻石形成于地球内部，温度为900-1600℃，压力为(45-6)×109Pa，相当于地下130-200km的深度。理论上，只要满足条件，钻石随时都可以形成。目前开采的钻石大多形成于33亿年前和12-17亿年前。形成钻石的碳来自地幔中熔化的岩浆，或者是因为地壳的运动。地壳中的碳带聚集在地球深处，在合适的条件下结晶成钻石。还有一种外在的方式产生钻石。陨石撞击大陆时，瞬间产生的高温高压也可能产生钻石。但这种方式生产的钻石往往比较小，质量差，一般没有经济价值，不能作为珠宝加工的钻石。钻石的发现:钻石首先在印度被发现。随着人们对钻石的渴望，钻石的勘探和开采越来越受欢迎。金刚石矿床分为原生矿和次生矿。原生矿石是由地球的地质运动产生的。地震和火山活动将富含金刚石的矿物带到地表或地表附近的区域，其中大部分是富含金刚石的金伯利岩和煌斑岩，以及火山口附近的填充物和岩壁和基岩中的根部沉积物。在自然的作用下，次生矿石由原生矿石搬运沉积而成。大部分经风化和雨水冲刷，残留在山坡、河流和海岸形成矿床，多为砂矿。钻石的形成和发现过程大致是这样的，不像黄金等贵金属。21世纪以来，钻石价格一直保持稳定增长的趋势，逐渐成为投资者的首选。钻石的鉴定方法简单识别钻石的简单鉴别方法:需要10-20倍的放大镜辅助，做几个简单的观察。观察钻石的腰部。腰部用沙子磨的话最好用这个方法。因为钻石比任何仿制品都硬，不会有仿制品那样的细线。钻石的腰部是颗粒状的。钻石比仿制品坚硬，仿制品的刻面往往比钻石钝，但钻石的刻面一定要锋利。因为钻石比仿制品坚硬，仿制品的刻面边缘经常磨损。如果钻石有自然表面，就有机会在自然表面找到钻石独特的“三角形生长线”。如果一颗钻石破碎，它的外观通常是阶梯状的，而仿制品是弯曲的或贝壳状的。硬度检查钻石是已知最坚硬的天然物质，没有任何东西可以标记它们。如果可以，那就不是钻石了。热传导试验呼吸的同时对钻石和其他类似的项目进行辩论。如果是钻石，其表面凝结的水雾应该比其他物品上的水雾蒸发得快。这是因为钻石的导热性很高。观察法反射光用放大镜可以观察到钻石的腰部呈现非常精细的磨砂状，反射光闪闪发光。钻石的这一特性是独一无二的。看生长点在放大镜下观察，真钻的晶面上往往有凹槽和三角形生长点，而假货有三种:①普通玻璃加氧化铝，因折射率和色散增加，容易误入，但硬度较低。②由化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制，硬度相近，但折射率低且有双折射现象，放大镜下可见重影。铅笔标识铅笔的化学成分是碳，就像钻石一样，只是物理结构不同，所以很多人用一支铅笔来检测钻石的真伪，这是比较实用有效的方法。鉴定时，他们要先用水打湿钻石，然后用铅笔轻轻划线。在真钻石的晶面上，铅笔划到的地方是没有痕迹的，而如果不是钻石，而是玻璃、水晶等材料，就会在表面留下痕迹。一般会用铅笔标注，以鉴别钻石的真伪。这个它硬度高，折射性好，但是旋转时会反射更多的彩色光，和正品旋转时只反射微弱的**和蓝色光有明显区别。钻石切割程序一颗钻石毛坯看起来不起眼，必须经过精心的切割、打磨、加工，才能成为我们习以为常的闪亮钻石。所以钻石的车削直接影响钻石的价值，下面详细介绍。当然，理想的切割效果是保持钻石的最大重量，最大限度减少瑕疵，充分展示钻石的美，使其熠熠生辉。一般切割过程包括以下步骤:1划线(Marking):这是钻石切工的第一步。首先，检查钻坯，在钻石表面做标记。做这项工作的人经验丰富，精通加工技术。最终目标是生产出最大、最干净、最完美的钻石，从而尽可能高的体现钻石的价值。抄写员必须注意两点:保持最大重量，尽量减少夹杂物。划线员用放大镜研究钻坯的结构。如果是大钻石，这个工作可能需要几个月，而对于普通钻坯，则需要几分钟。但是，再小的钻石毛坯，每颗钻石都必须经过详细的检验，才能做出正确的判断。抄写员用印度墨水在钻坯上做了记号，表示钻坯要沿着这条线分。通常情况下，线尽可能沿着钻石的自然纹理方向画。裂开切割者将画好线的钻坯放在夹持器上，然后用另一颗钻石沿分割线切割出一个凹痕，再在凹痕上放一把方形刀，用手适当用力敲击。钻石会沿着纹理方向分裂成两块或更多块。锯切大部分钻石不适合劈开，需要用锯子切割。由于只有钻石才能切割钻石，所以锯片是磷青铜圆片，边缘涂有金刚石粉和润滑剂。钻石固定在夹具上，锯盘高速旋转切割钻石。将现代激光技术引入金刚石切割，大大提高了钻坯的加工效率。采取想要的形状锯好或劈好的钻石送到磨圆部进行磨圆整形，即根据设计要求，将钻石做成圆形、心形、椭圆形、尖形、祖母绿形等常见的切花形状，或其他特殊形状。由于钻石是迄今为止人类公认的最坚硬的天然物质，只有钻石才能打磨钻石，钻石的硬度在各个方向都略有不同。所以打磨的时候要靠经验来把握钻石的基本形态:三面体、八面体、十二面体和晶体特征。一般方法是在车床上高速转动钻坯，然后用另一只手臂上的金刚石把转动的钻坯磨圆。擦亮在涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上，所有的刻面(刻面)都被转动，使钻石闪闪发光。打磨工艺通常是，先在底层做8个大面，再做16个小面。有尖底，有25个刻面，从这些刻面延伸出三角刻面、风筝刻面、腰刻面，共33个刻面。这样的圆形钻石一共有58个刻面，如果没有尖底刻面，则有57个刻面。并不是每个钻坯都要经历以上所有的工序，这取决于钻坯的特性和要达到的目标。例如，上述“扁平”钻坯可能不需要分割，或者祖母绿钻石可能不需要倒圆。然而，对于任何一颗毛坯钻石来说，都有两个必不可少的过程，即“划线”、“削片”和抛光。一颗精雕细琢的钻石所产生的花瓣表面的位置和角度都是经过精确计算的，这使得钻石最闪耀。随着科技的进步，激光技术和计算机技术的引入，可以使钻坯的设计和切割更加精确。钻石的化学成分钻石的化学成分是碳，碳是宝石中唯一的单一元素，属于等轴晶系。它往往含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，它们的存在与钻石的种类和性质有关。大多数晶体是八面体、菱形十二面体、四面体及其集合体。纯钻无色透明，因微量元素的混合而呈现不同的颜色。强烈的钻石光泽。折射率为2417，色散适中，为0044。各向同性物体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试，反应最灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物。其绝对硬度是应时的1000倍，刚玉的150倍。它害怕重重的一击，重重的一击之后就会被劈碎。一组完全裂开。密度为352克/立方厘米。钻石是会发光的，当暴露在阳光下时，它们在夜间会发出淡淡的青色磷光。x射线照射会发出天蓝色的荧光。钻石的化学性质非常稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱也不会对其产生作用。钻石与同类宝石和人造钻石的区别。宝石市场常见的替代品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝石榴石、钇镓石榴石、人造金红石等。人造钻石最早由日本在1955年研制成功，但没有批量生产。因为合成钻石比天然钻石贵，所以合成钻石在市场上很少见。钻石可以通过其独特的硬度、密度、色散和折射率来区别于类似的宝石。如类金刚石立方氧化锆无色，分散性强(0060)，光泽强，密度高，为58g/cm3，手感厚重。钇石榴石的分散性较软，肉眼很难与钻石区分。看看钻石是如何形成的，看看:1金矿是怎么形成的？2月光石是如何形成的？3雷电是如何形成的？4泻湖是如何形成的？5贝壳的珍珠是如何形成的？

天然钻石：是世界上公认的最珍贵的宝石，矿物名称是金刚石。在矿物学上属于金刚石族。

人工钻石：分合成钻石、优化处理钻石。 

人工钻石与天然钻石的区分方法：

1、人工钻石的鉴别方法

（1）合成钻石

［1］高温高压合成钻石

颜色：以**、桔**、褐色为主，价格很有竞争力；而蓝色和近无色等颜色，由于技术难度大，成本高而极难见到。

内部显微特征：可见细小的铁或镍铁合金触媒金属包体。部分合成钻石具磁性，可见不规则状颜色分带、沙漏形色带等。

净度：以P、SI级为主，个别可达VS级甚至VVS级。

吸收光谱：缺失415nm吸收线。

异常双折射：很弱，干涉色变化不明显。

紫外荧光特性：长波紫外线下荧光呈惰性，在短波紫外光下发光性有明显分带现象，为无至中的淡**、橙**、绿**不均匀的荧光，局部可有磷光。

［2］CVD合成钻石

颜色：多为暗褐色和浅褐色，也可以生长近无色和蓝色的产品，但非常困难。

内部显微特征：可见不规则深色包体和点状包体。可有平等的生长色带。

异常双折射：有强烈的异常消光，不同方向上的消光也有所不同。

紫外荧光特性：长短波紫外线下，有弱的橘**荧光。

（2）优化处理钻石

［1］颜色优化处理

①传统颜色优化处理：

古老的处理方法是在钻石表面涂上薄薄一层带蓝色的、折射率很高的物质，这样可使钻石颜色提高1－2个级别，更有甚者在钻石表面涂上墨水、油彩、指甲油等，以便提高钻石颜色的级别，也有的在钻戒底托上加上金属箔。这些方法很原始，也极容易鉴别。

②辐照改色钻石及其鉴定：

辐照改色是物理改色法，只用适用于有色而且颜色不好的钻石。

颜色分布特征：色带分布位置及形状与琢形形状及辐照方向有关。当来自回旋加速器的亚原子粒子，从亭部方向对圆多面型钻石进行轰击时，透过台面可看到辐照形成的颜色呈伞状围绕亭部分布，在这种情况下，阶梯形琢形的钻石仅能显示出靠近底尖的长方形色带。当轰击来自钻石的冠部时，则琢型钻石的腰棱处将显示一深色色环。当轰击来自钻石琢形侧面时，则琢型靠近轰击源一侧颜色明显加深。

吸收光谱：有595nm或H1b和H1c线的出现。

导电性：辐照形成的蓝色钻石不具导电性。 

③GE钻石

又称为高温高压修复型钻石，处理后的颜色大都在D到G的范围内，但稍具雾状外观，带褐或灰色调而不是**调。高倍放大下可见内部纹理，常见羽毛状裂隙，并伴有反光，裂隙常出露到钻石表面、部分愈合的裂隙、解理以及形状异常的包体。这种钻石鉴定起来比较困难，通用电气公司曾承诺由他们处理的钻石在腰棱表面用激光刻上“GE　POL”或“Bellataire”字样。

④Nova钻石

一种新的颜色优化处理方法，又称为高温高压增强型或诺瓦钻石（Nova）。该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。这些钻石刻有Nova钻石的标识，并附有唯一的序号和证书。

［2］净度处理

①激光打孔

传统激光打孔处理：钻石表面留下永久性的激光孔眼，而且因充填物质硬度永远不可能与钻石相同，往往会形成难以观察的凹坑。

KM内部破裂法：这种次生裂隙看起来与天然裂隙相似，但这种方法处理不好就容易使钻石破裂。

KM内部缝合法：表面可见蜈蚣状包体，呈不自然弯曲的裂隙，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黑色残留物。

②裂隙充填

闪光效应：有明显闪光效应，暗域下常见闪光颜色是橙**、紫红色、粉色，其次为粉橙色。亮域下常见闪光颜色是蓝绿色，绿色、绿**和**。同一裂隙的不同部位可表现出不同的闪光颜色，充填裂隙的闪光颜色可随样品的转动而变化。

流动构造：裂隙内常保留充填物充填过程中的流动构造。

捕获气泡：看上去像一组指纹状包体，也可能很小，而呈亮点。

絮状结构：充填物质过厚时可产生一种絮状结构，有时这种絮状结构又可演变成一种网状结构，很容易发现。

微小裂隙：在一些充填裂隙中，发现有白色近于平行的细线，可能是裂隙中的微小裂隙。这一特征很微弱，仅在光纤灯的强光照明下才能观察到。

充填物颜色：充填物比较厚时，能见到浅棕色至棕**或橙**充填物的颜色。这种充填物的体色在充填的空洞和激光孔中才能观察到。

不完全充填：通常极细窄，看上去像细白的划痕或暗域下的擦痕，可能是钻石蒸洗时部分充填物被去除造成的。

表面残余：部分充填物残留于钻石表面。

［3］钻石膜

多晶体，表面有有粒状结构；用拉曼光谱测定，优质DF钻石膜，特征峰在33300px-1附近，半高宽；质量差的DF钻石膜，特征峰频移大，强度减弱，甚至在37500px-1附近出现一个宽峰。

［4］拼合钻石

由钻石（作为顶层）与廉价的水晶或人造无色蓝宝石等（作为底层）粘合而成，粘合技术非常高，可将其镶嵌在首饰上将粘合隐藏起来，使人不容易发现。这种宝石台面上放置一个小针尖，就会看到两个反射像，一个来自台面，另一个来自接合面，而天然钻石不会出现这种现象。仔细观察，无论什么方向，天然钻石都因其反光闪烁，不可能被看穿，而钻石拼合就不同，因为其下部分是折射率低的矿物，拼合石的反光能力差，有时光还可透过。

2、天然钻石的鉴别方法（这里介绍肉眼鉴别方法）

（1）毛坯鉴定：

［1］光泽：金刚光泽，“亮晶晶”的外表。

［2］外观形态和表面特征：常见晶体形态是八面体、菱形十二面体及二者的聚形，在无色透明矿物中具有这几种晶形的矿物为数较少。另外，还有一个特征是钻石的晶石花纹，不同晶面具有不同特征的生长纹，如八面体晶面常见三角形生长纹，三角形的尖端指向八面体的晶棱；立方体晶面常具正方形或长方形生长纹，与立方体平面呈45度夹角；菱形十二面体晶面则常见平行于长对角线方向的凹槽等。

［3］密度：天然钻石352g/cm3。

（2）抛光后鉴定：

［1］线条实验：样品台面向下放在一张有线条的纸上，如果是钻石则看不到纸上的线条。

［2］倾斜实验：将样品中台面向上，置于黑色背景中，从垂直于台面方向开始观察，将观察者处向外倾斜，观察台面离观察者最远的区域，如果出现一个暗窗，则说明该样品不是钻石。

［3］亲油性实验：用油性笔在天然钻石表面划过时可留下清晰而连续的线条；相反，划过钻石仿制品表面时，墨水常用聚成一个个小液滴，不能出现连续的线条。

［4］托水性实验：充分清洗样品，将小水滴点在样品上，如果水滴能在样品的表面保持很长时间，则说明该样品为钻石。

1、价值

在外表上人造钻石和天然钻石的区别不大，但同样品质等级的人造钻石要比天然钻石便宜许多，有的甚至只有天然钻石的五分之一价格。天然钻石的价值相对稳定且具有可持续性。

2、色泽

自然钻石和人造钻石都是由碳原子构成的，并且是依照相同的晶体点阵排列，所以它们具有相同的物理性质。仅有的特征是显微构造和原子尺度的晶体点阵中的不规则性，也就是晶体缺陷。在这方面，由于不同的生长环境，如化学气氛、生长速度，自然钻石和人造钻石是不分歧的，当今市场上大部分人造钻石呈很强的**、橙色、以至棕色，因而很容易被辨别。

3、意义

天然钻石象征着珍贵稀有，人们常用天然钻石戒指来表达自己的爱意，以钻石的稳定性质象征永恒不变的爱情，而人造钻石虽然外面和天然钻石无二，但却没有天然钻石那样的美好寓意，通常只当做平常佩戴的首饰。

扩展资料：

衡量一颗钻石稀有性品质的标准主要有四个维度，即重量（CARAT）、净度（CLARITY）、色泽（COLOUR）和切工（CUT），也就是通常所说的“4C标准”。这个标准由GIA(美国宝石学院）创立，是目前在世界上包括中国最为主流的钻石评价标准。

衡量钻石美丽属性的标准叫做美丽度。钻石的美丽度，取决于光效应(Light Performance)。钻石的光效应从三个指标来识别，Brilliance亮度(白色光)，Fire火彩(彩色光)和Sparkle闪光(闪烁度)。钻石的亮度、火彩和闪光的评级越高，这颗钻石的美丽度就越高，就越璀璨。

参考资料：