由于钻石是一种深受人们喜爱的,但价格昂贵的宝石。因此,人们一直需要一些廉价而外观又很像钻石的仿制品。钻石的仿制品可以是天然宝石矿物,也可以是人造或合成材料,但由于这些仿制品的物理性质与钻石总有不同之处,人们可以通过各种方法将它们区别开。表15-2-1列出钻石及其常见代用品的物理性质。
表15-2-1 钻石及其代用品的物理性质
(一)钻石肉眼鉴定
1毛坯的肉眼鉴定
(1)观察光泽:钻石具有特殊的金刚光泽,是区别其他无色透明矿物(或材料)的重要特征,观察时要尽量从光滑面进行光泽的观察。
(2)观察钻石的外观形态和表面特征:钻石最常见的晶体形态是八面体、立方体及二者的聚形,在无色透明矿物中能出现这几种晶体形态的矿物为数较少,即或具备相似的形状,如无色的尖晶石、锆石等,但由于其他性质与钻石相去甚远亦可彼此区分。钻石的另一个特征是晶面花纹,钻石的不同晶面常有特征的生长纹(晶面花纹),如八面体面常有三角形生长纹等,这些均可作为钻石的识别特征。
(3)估计钻石的密度:钻石用手掂量,有“打手”的感觉,合成立方氧化锆密度为595g/cm3,几乎是钻石的一倍。
2成品抛光钻石肉眼及10倍放大镜下鉴定
(1)切工特征
1)比率:切磨钻石,特别是品级较高者,通常有很好的精确性和对称性。如多条面棱总是相交于一点,各个小面的形状与大小及比率基本一致。但钻石仿制品的切磨常比较差。
2)抛光:钻石的不同刻面上的抛光痕的方向往往不一致。而仿钻各刻面的抛光痕的方向较一致。
3)腰棱:由于钻石硬度很大,在加工时,绝大多数钻石的腰部不抛光而保留粗面,呈毛玻璃状,又称“砂糖状”。钻石仿制品由于硬度小,虽然腰部亦不精抛光,但在粗面上仍能看到打磨时的痕迹,如平行排列的钉状磨痕等,此外,天然钻石腰围及其附近常发现三角形,阶梯状生长纹或原始晶面。
4)刻面棱线:天然钻石硬度大,刻面之间的棱线平直而锐利,而仿制品硬度小,棱线呈圆滑状。
(2)光泽与火彩:钻石具有金刚光泽,色散适中,火彩柔和。受过专门训练的人,可以依据光泽和火彩存在的较小差异,与仿钻区别开。
(3)观察重影:具有较大双折射的仿钻材料,在10倍镜下均可见明显的刻面棱重影现象,也称双轨现象,可与单折射的钻石区别,如锆石、合成金红石、合成碳硅石等,但在观察时,要注意正确的方法,避免从平行光轴或近于平行光轴的方向观察。
(4)内含物的特征:钻石为天然矿物,一般带有特征的矿物包裹体,生长结构等各种天然信息,这是钻石与其他仿制品的根本区别。例如,由平直且平行解理诱发的解理裂隙——羽状纹;特征的生长纹、双晶纹以及钻石腰棱上残留的原始晶面上的晶面纹理等——生长结构;典型的晶体包裹体有石墨、无色或白色橄榄石、红—红褐色晶形完好石榴子石、黑色的晶粒状铬铁矿、小钻石晶体等。
此外,还有一些简单的鉴别方法也具有实际意义,但有一定的局限性。例如,线条试验法,将标准切工的钻石台面向下放在一张有线条的纸上,垂直观察,几乎看不到纸上的线条,非标准切工不适用;倾斜试验法,将样品台面向上,置于暗背景中的,垂直观察离观察者最远的区域,出现暗窗者是仿钻,合成CZ、钛酸锶等折射率高的不适用;亲油性试验,用油性笔在钻石表面划过时可留下清晰连续的线条,而仿制品则会聚成一个个小液滴;托水性试验,用毛细管将小水滴点在样品上,水能在钻石表面保持长时间隆起,反之则为仿制品。
(二)常规仪器鉴定
常用比较简便的仪器进行鉴定和区分:
1热导仪测试
钻石的热导率很高,应用热导仪可以快速地鉴别钻石与仿钻石,但要注意合成碳硅石在热导仪测试中也会像钻石一样发出蜂鸣声,进一步区别可以通过刻面棱重影,内含物特征等进行。
2偏光仪检查
钻石为均质体矿物,而水晶、锆石、无色蓝宝石,托帕石及白钨矿等均为非均质体,理论上用偏光镜应很容易区分开。但天然产出的钻石常出现异常消光,给这种方法带来困难。
3折射率测定
对于水晶、托帕石等低折射率的样品,可以通过测定折射率将他们区别开,但大部分钻石仿制品折射率较高,不能用折射仪测定,而且容易损坏折射仪,因此一般不用测定折射率的方法来进行鉴别。
4密度测量
用静水力学法或重液测量未镶嵌的裸钻或毛坯也是鉴别钻石真伪的有效手段。
5色散
钻石的色散0044是无色透明天然宝石中最高的,因此易于与其天然宝石的代用品相区别。而一些人造的仿制品,如钛酸锶、合成金红石等的色散比钻石大得多,也不难区别。
6分光镜及分光光度计
天然产出的钻石大多数是Ia型(约占98%),由N3中心致色,这类钻石在415nm处有一强吸收。
二、合成钻石的鉴别
1颜色
大多数合成钻石为**,有一种为近似琥珀**。
2内外部显微特征
(1)合成钻石内常可见到细小的铁或镍铁合金触媒金属包裹体,常呈长圆形,平行晶棱或沿内部生长区分界线定向排列,或呈十分细小的微粒状散布于整个晶体中,在反光条件下,这些金属包裹体可见金属光泽。
(2)合成钻石晶面上常会显示不寻常的树枝状生长花纹。
(3)天然钻石一般呈八面体或立方体等单形或聚形,而合成钻石则发育八面体、立方体、菱形十二面体和四角三八面体等单形组成的聚形。
3荧光特征
合成钻石在长波紫外光下常呈惰性,而在短波紫外光下因受自身不同生长区的限制,其发光性具有明显的分带现象。
4吸收光谱
无色—浅**天然钻石在415nm、452nm、465nm、478nm有吸收线,特别是415nm吸收线的存在是指示无色—浅**钻石为天然钻石的确切证据,而合成钻石则缺少415nm吸收线。
1996年戴比尔斯(deBeers)推出的Diamondsure仪器,用于天然钻石和人工钻石的鉴别,该仪器采用分光光度计的原理,专门测量样品是否具有415nm吸收线,如再配合使用另一种名为Diamond view的仪器,便可以准确鉴别天然与人工合成的钻石。
5异常双折射
天然钻石在正交偏光镜下观察常具弱到强的异常双折射,干涉色颜色多样。多种干涉色聚集形成镶嵌图案,而合成钻石异常双折射很弱,干涉色变化不明显。
6阴极发光
合成钻石的不同生长区因杂质成分(如N)的含量、结构不同,而导致在阴极发光下显示与天然钻石完全不同的颜色和生长条纹等特征。
三、优化处理钻石的鉴别
钻石优化处理的目的,一是改善钻石的颜色;二是提高钻石的净度。
1颜色优化处理品的鉴别
除了用颜料涂层法改善的钻石极易鉴别外,其他方法改善颜色的钻石很难鉴别。对用辐照法增色的钻石,人们已找出了一些与未经处理钻石的差别,如,吸收光谱的不同,但对常规鉴定没有太大的帮助。对于高温高压法去黄变白的钻石就更难鉴别了,为了区分,目前只好采用在钻石腰棱刻字的方法加以限制。如,在高温高压下,Gepol法将Ia型褐色系列净度高的钻石中石墨转化为钻石,使钻石色级可升高至D—G级。GIA采用在钻石腰棱激光刻“Ge pol”印记。还有在高温高压下,将Ib型钻石中N原子迁移形成Ia型,使颜色变浅,色级升高的方法也比较难鉴别。
2净度处理品的鉴别
(1)激光钻孔处理钻石:利用激光技术在高温下对钻石进行激光打孔直达包裹体,将钻石中的有色或黑色包裹体除去再用化学药品进行清理。激光处理过的钻石,会在钻石表面留下永久性的激光孔眼,从亭部观察可见激光孔道。
(2)玻璃充填:充填钻石常具闪光效应,暗域照明下常见的橙黄、紫红、粉色,其次为粉橙色闪光,而亮域照明下可见蓝绿、绿色、绿**、**闪光,同一裂隙的不同部位可表现出不同的闪光颜色,但总体比较单一。而未经填充的裂隙呈现七彩的光谱色。
天然钻石
一、晶体形态
八面体、菱形十二面体或不规则状。由于溶蚀,晶面、晶棱弯曲呈浑圆状外观,晶面上常有三角形、锥形蚀象。
二、内部特征
1、包裹体:石榴子石、透辉石、橄榄石、尖晶石和炭质等。
2、生长结构:平直或与八面体有关的角状生长纹理。
三、紫外荧光
长波紫外光下多呈蓝色荧光,短波紫外光下无或弱的蓝、**荧光。荧光呈均匀或不均匀的带状分布。
四、阴极发光
显出由曲线和直线构成的复杂图形和交叉影线。
五、异常双折射
许多天然钻石常具异常双折射现象,常呈不规则带状、星状、斑块状、波状、格子状及环绕包体的十字形图案等。
六、吸收光谱
具415nm特征吸收线。
合成钻石
一、晶体形态
常见立方体和八面体的聚形。晶面上常见发育不全的菱形十二面体、四角三八面体等单形,晶面上具树枝状、不规则状图案。
二、内部特征
1、包裹体:子晶,浑圆状、棒状、放射状或厚板状合金包体。在反射光下,合金包体呈金**、黑色、金属光泽。针状包体。
2、生长结构:直角状生长纹理。
三、紫外荧光
黄-黄绿色荧光,荧光分布呈十字形、八边形或其它几何图形,中心部分荧光强,向外逐渐减弱。
四、阴极发光
图形构成四简单,整体上由直线构成四边形或其它几何图形。不同环带可发出不同颜色的荧光。
五、异常双折射
比较少见,若有,双折射现象较简单,常呈十字形交叉亮带。
六、吸收光谱
无415nm吸收线。
鉴别钻石的简单方法
一、钻石的单折射
钻石的单折射是由钻石的本质特性决定的。而其他天然宝石或人造宝石大多是双折射的。在10倍放大镜的观察下,很容易看到钻石的棱角出现重叠的影像,同时呈现两个底光。如果双折射的差异较小,比如锆石,也可以看到底光重叠的图像。
B钻石的吸附
对钻石油脂和污垢有一定的亲和力,即油污容易被钻石吸附。所以用手指摸钻石会有黏黏的感觉,手指好像也有黏黏的感觉。这是任何宝石都没有的。这种方法需要训练才能掌握其中的细微差别。
c、直线的特性。
这颗钻石有一个光滑的抛光表面。用钢笔蘸墨水,在钻石上画一圈。如果是真钻石,表面会留下光滑连续的线条,特点是直线。假冒产品会留下一行点。你应该用放大镜用这种方法观察。
d、独特的钻石光泽
在100度左右的白炽灯光下,与赝品对比,很容易看出哪颗钻石有钻石光泽。这种方法不应在太暗或强光下进行。
一、根据形态的不同,钻石也可以分为天然钻石和仿钻两大类。1天然钻石大部分天然钻石是在地球深部的高压高温下形成的,这需要很长的时间,一般是几亿年。另一种形成方式是陨石撞击。快速下落的陨石撞击地球时,形成瞬间高温高压,改变了周围的矿物结构,从而形成钻石。2模仿钻石仿制钻石的方法有几种,其中最常见的是在实验室中培育钻石,即把一颗小钻石放在特定的实验室环境中,让钻石“生长”成一颗大钻石。这种钻石类似于天然钻石。二、根据克拉重量和价值的不同,钻石可分为碎钻、小钻、中钻、大钻和名钻。一般来说,碎钻小于02克拉。重02-03克拉的叫小钻。031-1克拉的叫中钻。10-10克拉的叫大钻石。十克拉以上的叫名钻(有自己的名字)。第三,根据钻石的颜色,可以分为白钻和彩钻两大类。1白色钻石市面上常见的无色钻石,在很多钻石镶嵌首饰中几乎都会用到。2彩色钻石彩钻是指颜色明显的钻石,或者稀有的天然彩钻,都属于彩钻的范畴。彩色钻石几乎有你能想象到的任何颜色,其中有十二种不同的主色。彩色钻石只能包含一种颜色,或者两种或三种颜色的混合。已知的彩钻颜色主要有:黄钻、橙钻、粉钻、蓝钻、绿钻、红钻、棕钻、灰钻、变色龙钻、黑钻、紫钻。钻石可分为_型和_型。型:能透射400-300nm紫外光,在红外区显示与N有关的吸收带。根据N的分布,可以分为:A型:N以片状存在于金刚石的晶体结构中。B型:N以弥散形式存在于金刚石晶体结构中。_型:可透射低至220nm的紫外光,在亮区无明显吸收带。自然含量少,形状不规则。著名的例子是库里南和塞拉利昂之星。A型:不导电,导热系数最高,室温下至少是铜的5倍,短波紫外光下无磷光。B型:半导体,短波紫外光下磷光。
钻石号称“宝石之王”,是世界上公认的最珍贵的宝石。钻石硬度大,光泽强,不宜磨损,折射率大且色散强,因此能射出迷人的“火彩”。最早发现钻石的国家是印度,目前世界上最主要的钻石产地是非洲、澳大利亚、、俄罗斯、加拿大,其中非洲是最主要的产地。目前,世界钻石的经销主要控制在戴比尔斯联合矿山有限公司的手里,该公司通过中央销售组织控制世界金刚石生产的80%左右。戴比尔斯公司开采金刚石的主要矿山在南非,并通过其金刚石有限公司和子公司还控制非洲等地以外或其他西方国家的钻石。根据颜色钻石可以分为两大类:五色至浅**系列、彩色系列。五色系列包括近无色和微黄、微褐、微灰色。彩色系列包括**、褐色、红色、粉红色、蓝色、绿色、紫罗兰色等,此外还有含有大量石墨包裹体的黑色钻石,多数彩色钻石颜色发暗。其中蓝色和粉红色钻石是最好的,由于极其罕见,因而极其昂贵,世界上有名的“库里南”、“高贵无比”、“希望”等均为淡蓝色的钻石。俗话说:“黄金有价,钻石无价”,钻石被人们视为无价之宝。但实际上钻石的价值可以通过钻石的“4C”来确定,即钻石的质量(Carat)、颜色(Color)、净度(Clar—ity)、切工(Cut)。其中钻石的质量是影响钻石的价值的最重要的因素,同等品质的钻石,质量越大越是珍贵。一般讲,钻石质量只计克拉(1克拉:0.2克)后面的两位小数,对第三位小数的意见是8舍9进。但是,钻石价值与质量的关系,并不是简单的线性关系,而是复杂的几何关系,29分与30分,49分与50分,59分与60分,89分与90分,99分与1克拉之间,钻石价值的差别很大。钻石的价值也受到净度、颜色的影响,净度级别越高,颜色级别越好,钻石的价值也越高,颜色越白的钻石,越为稀罕、珍贵。钻石评价的四个要素中,切工是直接受人为因素影响的。目前市场上较为常见的钻石切割花形有圆形、心形、水滴形、方形、椭圆形、祖母绿形等。切工的好坏直接影响钻石的火彩,切工越是精确、合理,就越能显示钻石的诱人光彩。伪劣晶鉴别由于钻石稀少、昂贵,所以市场上出现很多钻石仿制晶。这些仿制品主要是一些五色宝石,如无色玻璃、五色锆石、无色水晶、无色蓝宝石、无色黄玉、无色尖晶石、合成金红石、人造钛酸锶、钇铝榴石、钆镓榴石、合成立方氧化锆、合成碳硅石等。目前,合成立方氧化锆及合成碳硅石是钻石的最理想的仿制品。钻石与其仿制晶的主要鉴别特征如下:1.光泽钻石具有特征的金刚光泽,这是区别于其他仿制品的主要特征之一。2.火彩特征钻石由于具有高的折射率和高的色散值,因此表现出一种特殊的“火彩”。钻石的火彩柔和,有跳动感,而钻石仿制品火彩呆板且单调。3.透视效应将钻石台面向下放在一张有线条的纸上,切工完美的钻石看不到纸上的线条,否则为仿制品。4.亲油性天然钻石具有较强的油亲和能力,用油性水笔在钻石表面划过时可留下清晰而连续的线条,相反,在钻石仿制品表面划过时,墨水会聚成一个个小油滴,不能出现连续的线条。5.疏水性将小水滴点在钻石表面,水滴能在钻石表面保持很长时间,如果是仿制品,小水滴则会很快散开。6.导热性能好由于钻石具有较高的热导率,因此对着钻石哈气,可发现雾气很快消失,而仿制品则可在表面见到明显的雾气,并且需持续一段时间方可散去。7.面平棱直点尖锐由于钻石是世界上最硬的物质,因此,抛光钻石刻面之间的棱线平直而尖锐,仿制品硬度小,棱线圆滑且多有磨损。目前,与钻石最为相似的有合成立方氧化锆和合成碳硅石。合成立方氧化锆颜色发白,净度高,不含钻石中的天然包裹体,硬度低,棱线圆滑,密度较钻石大,手掂较钻石沉。合成碳硅石颜色呈灰绿色,色散值比钻石高,火彩较钻石强,有大量平行排列的白色针管状包裹体,由于具有较高的双折射率,在10倍放大镜下可见刻面棱双影。这些特征都可将之同钻石区别开来。
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