日本最大人造钻石

　人造钻石是一种由直径10到30纳米的钻石结晶聚合而成的多结晶钻石。人造钻石的的分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构，从而会产生磷光现象。那么，你知道日本最大的人造钻石是多大吗我来告诉你吧。

日本最大的人造钻石　

中国日报网站消息：日本研究人员近日宣布，他们研制成功直径达4毫米的全球最大最硬的人工钻石，有望将来用于加工坚硬金属等领域。此前最大的人工钻石直径不过15毫米。据《朝日新闻》等日本媒体报道，这一人工钻石由日本爱媛大学与住友电气工业公司的研究人员研制成功。它是一种由直径10到30纳米的钻石结晶而成的多结晶钻石，呈淡淡的糖稀色，并不像宝石那么光彩夺目。但是与单结晶钻石容易沿受力方向破裂不同，这种人工钻石能承受来自各个方向的力，硬度最高可达天然钻石的2倍。

　这种人工钻石是把石墨放置于专用装置中，在2300摄氏度、15万到18万个大气压的高温高压环境下制造出来的。该研究小组曾于2003年研制成功最大直径约15毫米的结晶钻石，但由于体积太小，无法应用于工业生产。

　后来，研究人员改良了加热装置，历经3年终于研制出了这个“大块头”。研究小组负责人、爱媛大学地球物理学教授入舩彻男表示，他们将进一步改良工艺，争取在2年之内使大型人工钻石在工业中得到应用。

磷光

　磷光是一种缓慢发光的光致冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射，吸收光能后进入激发态(通常具有和基态不同的自旋多重度)，然后缓慢地退激发并发出比入射光的波长长的出射光(通常波长在可见光波段)。当入射光停止后，发光现象持续存在。发出磷光的退激发过程是被量子力学的跃迁选择规则禁戒的，因此这个过程很缓慢。所谓的"在黑暗中发光"的材料通常都是磷光性材料，如夜明珠。

　磷光的概述

　通常发光方式很多，但根据余辉的长短将晶体的发光分成两类：荧光和磷光。余辉指激发停止后晶体发光消失的时间。

　当处于基态的分子吸收紫外-可见光后，即分子获得了能量，其价电子就会发生能级跃迁，从基态跃迁到激发单重态的各个不同振动能级，并很快以振动驰豫的方式放出小部分能量达到同一电子激发态的最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为荧光。荧光也可以说成余辉时间≤10^(-8)s者，即激发一停，发光立即停止。这种类型的发光基本不受温度影响。

　如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转，当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时，就会发生系间窜跃，到达激发激发三重态，经过振动驰豫达到最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为磷光。当然，磷光也可以说成余辉时间≥10^(-8)s者，即激发停止后，发光还要持续一段时间。根据余辉的长短，磷光又可以分为短期磷光(余辉时间≤10^(-4)s)和长期磷光(余辉时间≥10^(-4)s)。磷光的衰减强烈的受温度影响。

　 机制

　电子依照泡利不相容原理排布在分子轨道上，当分子吸收入射光的能量后，其中的电子从基态S0(通常为自旋单重态)跃迁至具有相同自旋多重度的激发态。处于激发态的电子可以通过各种不同的途径释放其能量回到基态。比如电子可以从经由非常快的(短于10 秒)内转换过程无辐射跃迁至能量稍低并具有相同自旋多重度的激发态，然后从经由系间跨越过程无辐射跃迁至能量较低且具有不同自旋多重度的激发态(通常为自旋三重态)，再经由内转换过程无辐射跃迁至激发态，然后以发光的方式释放出能量而回到基态S0。由于激发态和基态S0具有不同的自旋多重度，虽然这一跃迁过程在热力学上有利，可是它是被跃迁选择规则禁戒的，从而需要很长的时间(从10 秒到数分钟乃至数小时不等)来完成这个过程;当停止入射光后，物质中还有相当数量的电子继续保持在亚稳态上并持续发光直到所有的电子回到基态。

　磷光的历史

　人类认识磷光已很久，在古代，磷光被笼罩上了一层神秘的色彩(如严寒干燥又晴朗无风的冬夜，在坟堆间偶然漂浮的小亮点，被人们认为是鬼火)。有的宝石在暗处会发光，如1603年，鲍络纳(Bologna)的一个鞋匠发现当地一种石头(含硫酸钡)经阳光照射被移到暗处后，会继续发光。当时关于磷光的记载中描述：鲍络纳石经阳光照射，须孕育一段时间后才产生光。经过几个世纪后，人们才弄清楚这一现象的发光原理与发光过程。1845年，Herschel报道硫酸奎宁溶液经日光照射后发射出强烈的光

　磷光现象

　当去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱的红光，它是由三线态回到基态时所产生的光，这种发光现象称为磷光现象。

　人或动物的尸体在腐烂的过程中，磷就会以联磷或磷化氢气体形式钻过土壤，钻出地面。磷在空气中缓慢氧化，当表面聚集热量达40摄氏度时，引起自燃，部分反应能量以光能的形式放出，这就是磷在暗处能发光的原因，叫“磷光现象”。

具有磷光效应的钻石经过照射是可以发光的，但是我认为你问的不是这个，去百度搜 六方晶系 陨石钻石 夜明珠 你就知道了。看看相关的新闻吧。不知道这个是不是你想找的。

还有就是普通的钻石具有磷光效应的晚上有时可以见到淡绿色磷光。

**《泰坦尼克号》结尾，露丝的未婚夫卡尔企图带着“海洋之心”逃离，他将“海洋之心”装进上衣口袋，又把上衣披给了露丝，而结果泰坦尼克号出事，海洋之心就此落到了露丝手中。101岁的露丝再次回到那片海时，他把象征着与杰克爱情的“海洋之心”扔到了海里。

《泰坦尼克号》露丝的海洋之心

《泰坦尼克号》中这件稀世钻石珍品“海洋之心”，是导演用坦桑石代替的。“海洋之心”的原型叫“希望”，是世界仅有的几颗极其罕见的超大深蓝钻，重4552克拉，从不同侧面看，可见紫绿蓝三色，别名又称“伊丽莎白泰勒的眼睛”。

这件“希望”虽是稀世珍宝惹人注目，但自它出土被雕琢成钻的那一天起，噩运就一直跟随者每一位佩戴者。“希望”无数次易手，无一例外，佩戴者全部厄运缠身，直到一个人的出现，才终结了这一荒谬却难以抵抗的宿命之说。

1642年，法国探险家兼珠宝商塔维密尔，在印度西南部发现一块巨型钻石，通体深蓝，重1125克拉。作为珠宝商的塔维密尔深知这将是一件绝无仅有的稀世珍宝，于是他瞒着所有人，秘密将这颗巨钻带回法国，献给了法国国王路易十四。路易十四极为兴奋，塔维密尔不但被封官，还获得一大笔钱。但让塔维密尔和路易十四都始料未及的是，自打这块巨钻现身，噩运便难以抵挡，每一个拥有者的人生都发生了巨变。

法国太阳王路易十四画像

先是这颗钻石的发现者塔维密尔，自从给路易十四献完巨钻后，生意便一落千丈，家产也被儿子败光，到了80岁后身无分文流落街头，不得已又去了印度，最后在印度被野狗咬死了。路易十四国王拿到巨钻后，便请最顶级的能工巧匠，将这颗巨钻雕琢成重6903克拉的钻石，钻石成品后，路易十四只带过一次，之后便得了天花一命呜呼了。

路易十四国王死后，钻石到了他的继任者曾孙路易十五国王手里，路易十五将钻石给了他的情人，结果这位情人在法国大革命中被斩首。而后路易十六和王后又成了这颗钻石的新主人，两人依然没能逃脱噩运，双双被送上了断头台。另一位佩戴过钻石的兰伯娜公主，也在法国大革命中被杀，其后这颗钻石被封存在了法国国库中。

法国大革命处死路易十六国王

自此，关于这颗巨钻的宿命之说满天飞，人们议论纷纷，当然也有人认为纯属无稽之谈，不过是巧合罢了。之后不知是何人，竟从法国国库中将巨钻偷走了。直到1830年伦敦的珠宝市场上，巨钻再次现身，被人重新打磨成重4552克拉的钻石，虽说重量减少了，但这颗稀世珍宝还是被人一眼就认了出来。银行家霍普以18万英镑巨款买下，将巨钻命名为“霍普”，因与英文希望相同，自此这颗巨钻有了个响亮的名字“希望”，又称“希望之星”。

霍普因无子嗣，把“希望”传给了外孙，霍普的外孙和妻子自从得到“希望之星”后，紧接着就是破产，夫妻离婚，晚年穷困潦倒。1901年霍普之孙将“希望之星”转卖，几经易手，1908年被土耳其苏丹哈密德二世以40万美元巨款收入囊中，哈密德二世将他赏给亲信，这名亲信不久便被赐死。

土耳其苏丹哈密德二世

1911年，“希望”被美国邮政的负责人麦克兰以114万美元购得，送给妻子作为礼物。第二年，麦克兰的儿子车祸丧生，自己不久也去世，女儿也因安眠药过量死亡，家破人亡。原本不相信这些无稽之谈的麦克兰妻子，晚年自责不已。她死后，美国珠宝商温斯顿成为“希望”新主人。

从塔维密尔发现巨钻开始，至温斯顿购入“希望”，已有300年了，这300年中，与“希望”接触的佩戴者几乎都是厄运缠身，很少幸免。但温斯顿的出现，终结了“希望”的厄运之说，为啥呢？因为温斯顿啥事没有，唯一一次是妻子坐飞机出了点故障，但所幸平安无事。

后来温斯顿将“希望”捐给了美国华盛顿的史密桑尼研究所，一直存放至今。

“希望之星”钻石

其实所谓的厄运之说不过是迷信罢了，原因也能解释的通，“希望之星”是稀世珍宝，能购得它的人非富即贵，这样的人名气大，稍微有些变故发生，会成为街头巷尾议论的焦点。而且自古稀世珍宝，往往伴随着抢夺和谋财害命，自然有很多人背后盯着眼红。有了厄运之说，那么后面的拥有者哪怕家庭出了一点变故，都会被人自动联想到与“希望”有关，一个人的一生岂能事事如意，一帆风顺呢？

导语在日常接待顾客的过程中，很多顾客对于钻石的荧光不是很了解，所以今天本地宝的小编在此为各网友解说一下钻石的荧光反应，让大家更了解钻石的荧光反应是什么。 买钻石的三误区——产地,透明度,金属衬托南非鉴定师 教您巧妙挑选钻石颜色教你如何挑选最好净度的钻石 一、钻石的荧光是什么 荧光(Fluorescence)指标是指钻石在强烈紫外线下会发出的蓝光或者黄光等有色光的强度。简单来说，就是在自然光线下，或者室内光线下是感觉不到钻石的荧光的，除非在紫外线比较强烈的夏天阳光下，具有很强荧光性的钻石，可以用肉眼感觉到荧光的存在。即使如此，钻石荧光对您的日常佩戴也没有任何影响。 二、天然的钻石都有荧光吗 并非所有的钻石都具有荧光，但是确实是存在有一定比例的钻石是具有荧光效应的，国际上检测钻石一般是要将荧光指标标注出来的。 三、荧光的颜色和强弱怎么区分 钻石的荧光并非都是蓝色，钻石的荧光有蓝色、**、橙**、粉色等等。钻石的荧光有强有弱，GIA划分的荧光级别由低到高分别是NONE(无)、 FAINT(微弱)、 MEDIUM BLUE(中等)、STRONG(强)。钻石的荧光在GIA证书上都有说明，您不必担心自己去分辨。 四、钻石的荧光影响钻石的价值吗 荧光虽然是个天然指标，无或弱荧光钻石对钻石价格没有影响，但中等以上荧光的钻石在国际价格里会有3%--5%的差距。钻石的价值主要取决于其4C，也就是颜色、净度、大小和切工。其它指标只是作为辅助参考。世界上著名的蓝色钻石——希望之星(Hope)就是一颗具有强荧光的钻石。 五、钻石荧光有没有辐射，对健康有影响吗 钻之源告诉您，荧光反应和辐射完全是两回事。天然钻石的荧光反应不是辐射引起的。荧光反应的原理是钻石在紫外光线照射下，由于含有氮原子杂质，紫外能量被它吸收以后立刻在较低能级或者以较长波长重新发射的现象。我们所能看到的荧光钻石蓝色荧光，是不具有放射性的。因而对健康不会有任何影响，您完全可以放心。 六、有无荧光的钻石看起来有区别吗 一颗有蓝色荧光的钻石在有紫外光的光源照射下会比没有荧光的钻石同等色级下显得更加白一些，出火时蓝色的光芒会更多一点，但是这取决于钻石的大小和荧光强弱。GIA证书在检查钻石颜色时，是在不含紫外光的标准光源下观察的，所以对颜色的判定不受荧光反应的影响。两颗相同色级的钻石在含有较强紫外光的阳光下观察时，带蓝色荧光的钻石很有可能会比不带荧光的钻石更白些。

没有。

纳米钻石是利用TNT和RDX爆轰高压（20万个大气压）高温（3000k）瞬间合成的球形纳米尺度物质，兼具纳米颗粒和超硬物质的双重性质，是一种热力学性质最稳定的纳米结构单元。可以添加在很多物质中稳定存在，并改变原来物质的性质，构成崭新的纳米材料。纳米钻石是目前所有方法中得到的最细的钻石粉，这种钻石粉自然界不存在，只有通过人工方法合成。它们具有无与伦比的硬度和耐腐蚀性能，同时又由于晶粒细小（可以做到最可几粒径10纳米，1纳米等于十亿分之一米)、比表面积大而具有很高的物理活性和微观吸附作用，在解决纳米组装问题之后，可以完全消除界面张力问题，解决团聚问题。适用于抗磨减摩领域及覆合材料改性增强等方面的应用。

颜慰萱　陈美华

作者简介：颜慰萱，中宝协第三届人工宝石专业委员会高级顾问，原中国地质大学（武汉）珠宝学院院长、教授。

陈美华，中宝协第三届人工宝石专业委员会委员，中国地质大学（武汉）珠宝学院教授。

化学气相沉淀法合成钻石有几种方法，如热丝法、火焰法、等离子体喷射法和微波等离子体法等，但最常用的方法是微波等离子体法。这是高温（800～1000℃）低压（104Pa）条件下的合成方法。用泵将含碳气体——甲烷（CH4）和氢气通过一管子输送到抽真空的反应舱内，靠微波将气体加热，同时也将舱内的一个基片加热。微波产生等离子体，碳从气体化合物的状态分解成单独游离的原子状态，经过扩散和对流，最后以钻石形式沉淀在加热的基片上。氢原子对抑制石墨的形成有重要作用（图1，图2）。

所谓等离子体简单说就是气体在电场作用下电离成正离子及负离子，通常成对出现，保持电中性。这种状态被称为除气、液、固态外物质的第四态。如CH化合物电离成C和H等离子体。

图1 微波等离子体法合成CVD钻石

（据Martineau等，2004）

图2 等离子体及碳结晶示意图

当基片是硅或金属材料而不是钻石时，因钻石晶粒取向各异，所产生的钻石薄膜是多晶质的；若基片是钻石单晶体，就能以它为基础以同一结晶方向生长出单晶体钻石。基片起到了籽晶的作用。用作基片的钻石既可以是天然钻石，也可以是高压高温合成的钻石或CVD合成钻石。基片切成薄板状，其顶、底面大致平行于钻石的立方体面（{100｝面）。

一、化学气相沉淀法合成钻石的研发史和现状

1952年美国联邦碳化硅公司的William Ever-sole在低压条件下用含碳气体成功地同相外延生长出钻石。这比瑞士 ASEA公司1953年和美国通用电气公司（GE）1954年宣布用高压高温法合成出钻石的时间还要早，因而Eversole被视为合成钻石第一人。但当时CVD法生长钻石的速度很慢，很少有人相信其速度能提升到可供商业性生长。

从1956年开始苏联科学家通过研究显著提高了CVD合成钻石的速度，当时是在非钻石的基片上生长钻石薄膜。20世纪80年代初这项合成技术在日本取得重大突破。1982年日本国家无机材料研究所（NIRIM）的Matsumoto等宣布，钻石的生长速度已超过1μm/h。这在全球范围内引发了将这项技术用于多种工业目的的兴趣。

20世纪80年代末，戴比尔斯公司的工业钻石部（现在的Element Six公司）开始从事CVD法合成钻石的研究，并迅速在这个领域取得领先地位，提供了许多CVD合成多晶质钻石工业产品。

这项技术也在珠宝业得到应用，那就是把多晶质钻石膜（DF）和似钻碳体（DLC）作为涂层（镀膜）用于某些天然宝石也包括钻石的优化处理。

尽管当时CVD合成钻石的生长速度有了很大提高，使得有可能生长出用于某些工业目的和宝石镀膜的较薄的钻石层，但要生产可供切磨刻面的首饰用材料，因需要厚度较大的单晶体钻石，仍无法实现。一颗 05克拉圆钻的深度在3mm以上，若以0001mm/h速度计算，所需的钻坯至少要生长18周。可见，低速度依然是妨碍CVD法合成厚单晶钻石的主要因素。

20世纪90年代，CVD合成单晶体钻石的研发取得显著进展。先是1990年荷兰 Nijmegen大学的研究人员用火焰和热丝法生长出了厚达05mm的CVD单晶体。后在美国，Crystallume公司在1993年也报道用微波CVD法生长出了相似厚度的单晶体钻石；Badzian等于1993年报道生长出了厚度为12mm的单晶体钻石。DTC和Element Six公司生产出了大量用于研究目的的单晶体钻石，除掺氮的褐色钻石和纯净的无色钻石外，还有掺硼的蓝色钻石和合成后再经高压高温处理的钻石。

进入21世纪，首饰用CVD合成单晶体钻石的研发有了突破性进展。

美国阿波罗钻石公司（Apollo Diamond Inc）多年从事CVD合成单晶钻石的研发。2003年秋，开始了首饰用CVD合成单晶钻石的商业性生产，主要是Ⅱa型褐色到近无色的钻石单晶体，重量达1克拉或更大些。同时，开始实验性生产Ⅱa型无色钻石和Ⅱb型蓝色钻石。阿波罗钻石公司预计其成品刻面钻石在2005年的总产量为5000～10000克拉，大多数是025～033克拉的钻石，但也可生产1克拉的钻（图3，图4）。

图3 无色—褐色CVD钻石

（据Martineau等，2004）

图4 CVD钻石的设备及合成工艺

（据DTC,2005）

2005年5月在日本召开的钻石国际会议上，美国的Yan和Hemley（卡内基实验室）等披露，由于技术方法的改进，他们已能高速度（100μm/h）生长出5～10克拉的单晶体，这个速度约5倍于用高压高温方法和其他CVD方法商业性生产的钻石。他们还预言能够实现英寸级（约300克拉）无色单晶体钻石的生长。

由此可见，首饰用CVD合成钻石的前景是十分喜人的，它对于钻石业的影响也是不可低估的。

二、化学气相沉淀法合成单晶钻石的特征和鉴别

近年来一些研究和鉴定机构一直致力于研究合成单晶钻石的特征和鉴别。我们在这里所要介绍的资料来自于美国宝石学院《Gems＆Gemology》杂志上的3篇论文。

1）Wuyi Wang等（2003）对阿波罗钻石公司此前生产的13粒样品的性质和鉴定特征进行了总结。

2）Martineau等（2004），综述了对 DTC和Element Six公司近15年来生产的上千颗实验样品（包括合成后切磨成刻面的样品）的研究结果。样品中除有与阿波罗钻石公司相同的含氮的褐色钻石和纯净的近无色钻石外，还有掺硼的蓝色钻石和合成后再经高压高温处理的钻石。

3）Wuyi Wang等（2005），对法国巴黎第13大学 LIMHP-CNRS实验室生长的6颗实验样品的性质和鉴定特征进行了总结，其中3颗是掺氮的，另外3颗则是在尽量减少杂质含量的条件下生长的高纯度钻石。

上述论文中所涉及的样品都是用化学气相沉淀法中的微波法生长的，因而论文所总结出的特征和鉴别方法有许多共同点，但由于合成技术方法（包括实验目的和条件，掺杂类型和浓度以及基片类型等）的差别，它们的特征也存在某些差别。

1晶体

因为是以天然钻石、高压高温合成钻石或CVD合成钻石切成平行｛100｝晶面（立方体面）或与｛100｝交角很小的薄片作为基片，故CVD法生长出的单晶体大都呈板状，有大致呈｛100｝方向的大的顶面，偶尔可在边部见到小的八面体面｛111｝和十二面体面｛110｝。八面体面｛111｝和十二面体面｛110｝分布的部位通常含较多的包裹体，是生长质量较差也不易抛光的部位（图5，图6）。

图5 天然钻石、HTHP合成钻石和CVD合成钻石晶体形态

图6 天然钻石和CVD合成钻石的形态差异

用差示干涉差显微镜或宝石显微镜放大观察掺氮钻石的生长表面，可观察到“生长阶梯”，它由“生长台阶”和将它们分隔开的倾斜的“立板”构成（图7，图8）。

图7 CVD钻石在｛100｝面上看到的表面生长特征（据 Wuyi Wang等，2005）

图8 掺氮钻石表面的“生长阶梯”现象

（据 Martineau等，2004）

2钻石类型和颜色

Martineau等（2004）把DTC和Element Six公司迄今的实验样品归纳为4类。

（1）掺氮的CVD合成钻石

因为合成过程中难免会有少量空气进入反应舱，而空气中含氮，添加的原料气体中也会有杂质氮，故要完全排除合成钻石中的氮是困难的。含氮少时属于Ⅱa型，含氮多时属于Ⅰ b型。除少数为近无色外，绝大多数带褐色调（法国巴黎第13大学的样品有带灰色调的），这明显不同于带**调的天然的和高压高温合成的钻石。阿波罗钻石公司现有产品大都属于这一类，多数为Ⅱa型，少数为I b型。已有的实验表明，氮有助于明显提高合成钻石的生长速度，因而有时可人为地有控制地掺氮（图9）。

（2）高压高温处理的掺氮的CVD合成钻石

实验表明，高压高温热处理可以减弱掺氮CVD合成钻石的褐色调。由于掺氮CVD合成钻石的褐色调是与N-V（氮－空穴）心等因素有关而与塑性变形无关，故高压高温减色也是与改造 N-V（氮－空穴）心等有关，而与修复塑性变形无关。

（3）掺硼的CVD合成钻石

合成过程中在原料气体中加入 B2H6，所得到的合成钻石将含少量的硼，属于Ⅱb型，其颜色为浅蓝至深蓝色（图10）。

（4）除氢外无其他杂质的高纯度CVD合成钻石

属于近无色到无色的Ⅱa型钻石。由于氢是原料气体的组成部分，有杂质氢是不可避免的，因而关键是严格控制氮和硼，这有相当难度，而且生长速度比掺氮的要慢许多（图11）。

图9 掺氮褐色CVD钻石

图10 掺硼蓝色CVD钻石

（图9～11据 Martineau等，2004）

图11 高纯度CVD钻石

3颜色分带

在垂直晶体生长方向（即平行于｛100｝面的方向）进行放大观察，在Element Six公司的实验样品中可看到颜色的成层分布。在掺氮的褐色钻石中可见褐色的条带，而在掺硼的蓝色钻石中可见蓝色的条带（图12）。

在阿波罗钻石公司的产品中也见到有褐色的条带。

图12 阿波罗钻石公司的产品中的褐色条带

（据Wuyi Wang等，2003）

4包裹体

较少含包裹体，不是在所有样品中都能观察到。主要是一些针点状包裹体，还有一些小的黑色不规则状颗粒，叫非钻石碳（图13）。因这些在天然的和高压高温合成的钻石中也能见到，故鉴定意义不大。但微波CVD合成钻石中不会有高压高温合成钻石中常见的金属包裹体，也不会有磁性。

阿波罗钻石样品中的几颗掺氮成品钻石的净度级别为VS1到SI2。

图13 针点状包裹体（左）和非钻石碳包裹体（右）

（据Wuyi Wang等，2003）

5异常双折射（图14，图15）

图14 CVD钻石异常消光（左）和天然钻石异常消光（右）

（据Wuyi Wang等，2003）

图15 平行生长方向观察（上）和垂直方向观察（下）

（据 Martineau等，2004）

在正交偏光显微镜下垂直立方体面观察，通常可见到由残余内应变而导致的格状的异常双折射，显示低干涉色，但围绕一些缺陷可见到高干涉色。整体上其异常双折射弱于天然钻石，但在边部八面体面｛111｝和十二面体面｛110｝分布部位有较强的异常双折射和较高的干涉色。

6紫外荧光

阿波罗公司的13颗样品，在LW UV下有8颗呈惰性，其余的呈微弱的橙、橙黄或**；在SW LV下除1颗样品外都显示从微弱到中等的橙到橙**。未见有磷光。

法国巴黎第13大学的样品，包括掺氮的和高纯度的，除1颗是连同基片的未确定外，其余在LW UV和SW UV下均呈惰性。

Element Six的14颗掺氮刻面钻石在LW UV和SW UV下均呈弱橙色到橙色。8颗刻面的高纯度CVD合成钻石在LW UV和SW UV下均呈惰性。5颗刻面的掺硼钻石在LM UV下均呈惰性，在SW UV下均呈绿蓝色并有蓝色磷光。

综上所述，除掺硼钻石外大多数CVD合成钻石在 LW UV和SW UV下的反应变化很大，可呈惰性到橙色，很难作为鉴定依据。

7用 DiamondView（钻石观测仪）观察到的发光现象

用戴比尔斯的DiamondView观察CVD合成钻石在短波紫外光下的发光特点，发现掺氮钻石呈现强橙到橙红色的荧光（图16，图17，图18），这与N-V心有关。经高压高温处理的掺氮钻石主要呈绿色。高纯度的CVD合成钻石在 DiamondView下不显橙色荧光，但有些样品有微弱的蓝色发光，这与晶格中的位错有关。这种蓝色发光也会出现在掺氮钻石的四个角。CVD合成掺硼钻石呈亮蓝色荧光，一些部分为绿蓝色（图19），有磷光效应，可延续几秒到几十秒钟。CVD钻石在Diamond-View下不显示天然钻石的八面体发光样式和高压高温合成钻石的立方－八面体发光样式。有趣的是，当CVD钻石是在高压高温合成钻石的基片上生长，而基片又未去掉时，可看到高压高温合成钻石的立方－八面体发光样式（图20）。

图16 DiamondView观察CVD钻石的发光现象

（据Martineau等，2004）

图17 DiamondView观察阿波罗钻石的发光现象

（据Wuyi Wang等，2003）

CVD掺氮钻石在垂直｛100｝的切面上可看到密集的斜的条纹（条纹间距相当稳定，不同样品中从0001mm到 02mm不等）。这是CVD合成掺氮钻石一个重要的鉴别特征。天然Ⅱa型钻石虽偶尔也有橙色发光，但没有这种条纹。掺氮钻石经高压高温处理后的发光变为绿色到蓝绿色，但密集的条纹依然可见（图21）。

图18 在高压高温合成钻石基片上生长的CVD钻石，在DiamondView下与基片呈不同颜色

（据Wuyi Wang等，2003）

图19 CVD合成掺硼钻石的荧光

（据Wuyi Wang等，2003）

图20 CVD掺氮（左）和CVD高纯度钻石（右）荧光

（据Wuyi Wang等，2005）

图21 未处理及高温高压处理后荧光对比

（据 Martineau等，2004）

CVD掺硼钻石在DiamondView下同样显示条纹或是凹坑或两者都有，这一特征未见于天然Ⅱb型蓝色钻石（图22）。

图22 CVD掺硼钻石的条纹和凹坑

（据Martineau等，2004）

8阴极发光图像

同上述DiamondView发光特征。

9光致发光光谱和阴极发光光谱（图23，图24）

在拉曼光谱仪上分别使用325nm（HeCd，氦镉）、488nm（氩离子）、514nm（氩离子）、633nm（HeNe，氦氖）和785nm（近红外二极管）激光束照射Element Six公司的各种样品并研究其发光光谱，以及用阴极射线照射 Element Six公司的各种样品并研究其发光光谱，Martineau等（2004）得出了表1结果。

表1 各种钻石的发光光谱特征

Martineau等同意Zaitsev（2001）的意见，认为467nm和533nm只出现在CVD合成钻石中，但指出高压高温处理后将不复存在；也同意Wuyi Wang等（2003）的意见，认为596nm和597nm对于CVD掺氮钻石有鉴定意义，但指出并非所有样品都有596/597峰。

10紫外－可见光－近红外吸收谱和红外吸收谱（图25，图26，图27）

图23 用514氩离子激光束辐照掺氮CVD钻石产生的发光光谱

（据Martineau等，2004）

图24 用325nm氦镉激光束辐照含氮CVD钻石（A）和同一样品经高压高温（B）产生的发光光谱

（据Martineau等，2004）

图25 掺氮CVD钻石（A）和同一钻石经高压高温处理后（B）的紫外－可见光吸收谱

（据Martineau等，2004）

用几种类型的光谱仪研究Element Six公司各种类型的CVD合成钻石后，Martineau等（2004）得出了表2结果。

表2 各种钻石的光谱特征

Martineau等（2004）认为，紫外－可见光－近红外光谱中的365nm、520nm、596 nm和625nm吸收对于CVD合成掺氮钻石是特征的，在高压高温处理的掺氮钻石中已不见，也未见于天然钻石和高压高温合成钻石中。

图26 阿波罗公司掺氮CVD钻石的红外光谱

（据Wuyi Wang等，2003）

Martineau等（2004）还同意 Wuyi Wang等（2003）的意见，认为红外光谱中与氢有关的8753cm-1,7354 cm-1,6856 cm-1,6425 cm-1,5564 cm-1,3323 cm-1和3123 cm-1对于CVD合成掺氮钻石是特征的，在高压高温处理的掺氮钻石中已不见，也未见于天然钻石和高压高温合成钻石中。3107cm-1吸收出现在高压高温处理后，也见于某些天然钻石。

图27 阿波罗掺氮CVD钻石的红外吸收谱

（据Wuyi Wang,2005）

11X射线形貌分析

在平行于生长方向的切面上进行的X射线形貌分析显示出明显的柱状结构，而在垂直生长方向的切面上看到的是许多暗色斑点或呈模糊的格子状。分析认为这种柱状结构是钻石晶体生长过程中一些位错从基片分界面或靠近分界面处出现并开始向上延伸的结果。

三、结束语

对于现今少量进入市场的成品掺氮钻石，略带褐色调、成品厚度较薄以及异常消光特点等能为鉴别提供一些线索，但最终的鉴别需要依靠大型实验室的DiamondView和阴极发光图像分析和谱学资料，包括发光光谱和吸收光谱资料。由于CVD合成单晶体钻石工艺的不断完善，特别是高纯度CVD钻石的出现及对掺氮CVD钻石的高压高温热处理，使现今能有效鉴别掺氮CVD钻石的发光图像特征和谱学特征也不再有效，这就进一步增加了鉴别的难度。但我们相信宝石学界一定会不断分析总结新出现的情况，找到鉴别的办法。

主要参考文献

Philip MMartineau,Simon CLawson,Andy JTay-lor2004Identification of synthetic diamond grown using chemical vapor deposition（CVD）Gems＆Gemology,40（1）:2～25

Wuyi Wang,Thomas Moses,Robert CLinares2003Gem-quality synthetic diamonds grown by a chemical vapor deposition（CVD）methodGems＆Gemolo-gy,39（4）:206～283

Wuyi Wang,Alexandre Tallaire,Matthew SHall2005Experimental CVD synthetic diamonds from LIMHP-CNRS,FranceGems＆Gemology,41（3）:234～244

萤石：又称为“氟石”，颜色常呈绿、紫、蓝、黄、红等多种色调。萤石的成因是通过地下热液中的氟化氢和碳酸钙（石灰石）之间的地质作用后生成的萤石矿物。中国萤石资源十分丰富，地质储藏量仅次于墨西哥而位居世界第二。近10年来，已先后在粤北、河南、内蒙、新疆及湖南等地，发现具有磷光效应的萤石，有些已磨韧成球状“夜明珠”销往京、沪、穗、港、台及东南亚、非洲等地。 

磷灰石：自然界中磷酸钙矿物，质纯者无色透明，常见多为浅黄、黄绿、灰紫、暗红、灰黑等多种颜色。磷灰石经加热，可出现多种颜色的磷光。优质透明的磷灰石可作为中档宝石。中国的磷灰石主要产自新疆、内蒙、河北、甘肃、云南、河南等地。 

白钨矿：钨酸钙矿物，颜色呈透明无色、灰白、浅黄、淡红、灰绿、淡紫等色，有玻璃、金刚光泽。人工合成白钨矿常用于钻石和代用品。白钨矿经加热及紫外光照射，具有罗强的磷光。中国白钨矿资源丰富，主要产自湖南、江西、福建地，但适用于宝石及发光石者较少。 

金刚石：天然金刚石是自然界中唯一由单质碳（C）组成的矿物，有无色透明，淡黄及绿、红、紫、灰黑等颜色。无色透明、完美无瑕的金刚石是珠宝中最名贵的钻石。金刚石经日光曝晒后能发现明亮的青蓝色磷光。世界上金刚石主要产自澳大利亚、扎伊尔、南非等国家。中国的金刚石主要产自辽宁、山东、湖南、安微等地。