常见的钻石鉴定仪器或工具主要有哪些？

DiamondSure是一种快速的天然钻石筛选仪器，它可以鉴定天然抛光钻石或对无法确定的样品建议做进一步分析,DiamondSure可以检测重量在010～10ct范围内的无色—浅**（Cape系列）抛光钻石，但对优化处理的钻石，如激光打孔、辐照、裂隙充填和热处理钻石则无法分辨。

　　DiamondSure的设计原理是检测天然钻石中由N3引起的4155nm吸收光谱，98%以上的天然钻石都具有该吸收线。这种仪器的使用非常简单，将抛光的待测样品台面朝下放在一个探测器上，这时仪器将自动检测并分析样品的可见光吸收光谱，几秒种后显示屏上将出现测试结果。显示“Pass”说明样品为天然钻石，无需做进一步检测；显示“Refer for further tests”，说明样品需进行进一步测试，大约只有1%的天然钻石需进行进一步测试，这其中包括了稀少的Ⅱ型钻石和极少部分Ⅰ型钻石。对于HTHP处理钻石、CVD合成钻石及钻石的仿制品（例如合成碳硅石）仪器也会准确地进行分辨，提示进行进一步检测。

　　DiamondView是DiamondSure的绝好补充，利用DiamondSure无法确定的钻石样品，可以借助DiamondView进行进一步的检测（见图1）。另外DiamondView也可以作为检测仪器单独使用。DiamondView的原理是根据抛光的钻石样品荧光图样的不同得出鉴定结果。DiamondView的组成部分包括：电脑及显示屏， 照相装置，真空夹持镊子及其他辅助元件。

首先我们先了解热导仪的原理和性能。其原理是测试热从探头传出的速度，宝石的导热率不同，对热的传导速度则不同。那么为什么这个仪器独对鉴定钻石最有效呢这是因为钻石的导热性居所有宝石之首，甚至金属铜和银都不及它，所以热导仪可以这么快速、简单、准确的将钻石和其他仿制品区分开，尤其对于镶嵌好的钻石首饰鉴别意义更大。

其次我们了解钻石热导仪的构造和使用。一般的钻石热导仪都为探笔式的构造，在仪器上，有一排12个长方形地发光二极管(如图示)，使用时，接通电源通过加热预热几分钟，在刻有“READY”的窗口亮起红灯，表示探针已烧热，可以开始测定。将探针垂直地与被检测样品接触，此时，剩余地二极管发亮，若发亮地二极管总数为9个或者超过9个时，同时仪器发出“滴、滴、滴”断续地叫声，表示所测样品为钻石;如果发亮地二极管低于9个，仪器没有声音，则所测样品为钻石仿制品。

钻石的导热性是任何宝石所不及的，因此热导仪就成为最简单实用的钻石检测仪器，但是热导仪只能辨别钻石的真伪，如果想知道检测出的仿钻究竟是什么物质，钻石的热导仪就无能为力而只能借助其他的检测仪器了

之前特意了解过，检测仪器是由De Beers Technology提供，他们的仪器可以轻松筛选出仿钻、合成钻石和处理钻石，其钻石鉴别仪器已经得到全球钻石验真项目 Assure 计划的正式认可。

一、热导仪

热导仪(Thermal Conductometer)是根据宝石的热导率而设计的宝石鉴定仪器。室温下物质热能的传递主要是传导。而不同珠宝玉石传导热的性能不同(表1-4-12)，通常金属的热导率大于晶体(非金属)，也大于非晶体。每种物质的热导率，即每秒钟通过一定厚度物体的热量是常数，因此，测定珠宝玉石的热导率或利用热导率的相对大小，可辅助鉴定宝石。

表1-4-12 常见宝石的热导率

1结构和工作原理

热导仪又称钻石笔(Diamond Probe)，由热探针、电源、放大器和输出装置等组成。输出装置显示测试结果，有表头、信号灯或鸣叫器等不同类型。图1-4-65、图1-4-66所示为Diamond SelectorⅡ型热导仪。仪器工作时电热元件把热敏探头加热至一定温度，探头伸向机外的尖端与宝石表面接触时，热量传递给宝石，探头的温度发生变化(降低)，样品的导热性能越好，温度变化就越大，产生的信号通过检测电路放大输出，显示测试结果。

图1-4-65 热导仪的结构图

图1-4-66 热导仪实物及参数选择

2热导仪的操作步骤

打开热导仪开关，预热。将清洗后的样品置于样品台上，根据室温和样品的大小选择打开发光二极管亮灯的个数。表1-4-13为仪器上可供选择的参数。然后用热导仪探头垂直接触样品，根据鸣响声及指示灯灯亮的格度或速度，判断宝石的热导率高低。

表1-4-13 Diamond SelectorII参数表

3热导仪的用途

1)检测钻石及其仿制品:由于钻石的热导率很高，用热导仪测试时会听到蜂鸣声，而其他的钻石仿制品则无此现象或热导率较低(合成碳硅石除外)。

2)区分相似宝石:在宝石中，除了钻石和合成碳硅石的热导率较高外，其次是刚玉类宝石，因此可以借助热导仪区别刚玉和与其相似宝石。如蓝宝石与坦桑石、尖晶石、水晶等就可用热导仪区别。

4注意事项

待测宝石表面应干净、干燥，测试时，探针必须和测试面垂直，不可用力过猛。要保持室温的稳定，室内的空气对流小，且测定时不要靠近热针呼吸。测试完毕后，要立即关闭开关，并将探头擦拭干净，盖上防护罩。

二、电导仪

1结构和原理

电导仪(Electron Conductance Meter)主要由伏特计、可动电极、金属盘电极和夹子组成。电导仪是根据宝石的导电性设计的，用以区分天然蓝色钻石和改色钻石。天然蓝色钻石(Ⅱb型)因含微量的硼(B)元素而具有导电性，为半导体。而改色蓝色钻石是由于辐照产生的色心致色，不导电。

电导仪是宝石鉴定中的一种辅助鉴定手段，不可单独使用。

2使用方法

将宝石样品放在金属盘电极上(若为已镶嵌宝石，则可放在夹子上)，用可动电极触及宝石样品，观察伏特计指针的反应:若为天然蓝色钻石，则指针偏转显示电压;若为辐照处理的蓝色钻石，则指针无反应。

三、590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

为了鉴别无色—浅**系列的钻石和合成碳硅石，最近美国C3公司推出了“Tester Model590”检测仪(图1-4-67)，但该种仪器不能用来鉴别彩钻和有色合成碳硅石。

图1-4-67 590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

1设计原理及结构

无色—浅**系列的钻石不吸收紫外光，即可被长波紫外光透过。而合成碳硅石对紫外光有强烈的吸收。“Tester Model590”检测仪就是利用钻石和合成碳硅石对长波紫外光的吸收差异而设计的。

该仪器上装有接收紫外光的细光纤管，并有声响及指示灯装置。

2使用方法

本仪器使用前应首先用热导仪及其他检测方法，剔除合成碳硅石之外的钻石仿制品。然后进行如下测试:打开仪器电源，将清洗后的待测宝石的台面平放紧贴探测器(图1-4-67)，观察指示灯是否闪亮。若钻石为无色—浅**系列，当长波紫外灯的光线射向钻石时，光从钻石台面进入其内部后，经折射、内反射，又回到台面上，进入接收器，发出声响，并使绿灯闪亮;若为合成碳硅石，则因进入晶体内部的长波紫外光线被吸收，无紫外光线折射回来，即无紫外光线进入接收器，因而无声响，指示灯不闪亮。

3注意事项

该仪器要配合热导仪使用。使用时须在正常温度、湿度下进行，不得储存在有化学品的地方。要使探头保持清洁，不用时，盖住测试口以保护探头。

四、反射仪

在宝石鉴定中利用反射仪测试折射率超出标准折射仪读数的宝石的近似折射率。图1-4-69和图1-4-70为各种不同的反射仪。

1设计原理

根据宝石的折射率，换算出其反射率，测量从宝石表面返回的光量。宝石的反射率与折射率的关系如下:

反射率=反射光线的强度/入射光线的强度=(RI1-RI2)2/(RI1+RI2)2式中:RI1为宝石的折射率;RI2为周围介质的折射率。空气的折射率为1。

根据宝石的折射率，可依反射率公式计算出其反射率。由于宝石的折射率有一定的变化范围，因此其反射率也存在一定变化范围(表1-4-14)。

表1-4-14 常见宝石的折射率(RI)与反射率(R)

图1-4-68 反射仪的工作原理

2结构和使用方法

反射仪的右上角(或下半部)有一个圆形测光孔，孔内构造如图1-4-68所示，其内部主要由发光二极管、光电接收器组成。

测试时将宝石抛光良好的台面对准测光孔，盖好遮光罩，打开开关。仪器通电后二极管发出红外光，以大约7°～10°的入射角射到宝石台面上，经台面反射后射入光电管的接收器。接收器的光电管产生光电流，所产生的电流大小与从宝石台面反射回的光强度成正比。光电流传到反射仪的仪表显示器中，通过指针偏转所指的刻度，即可知道所测宝石的品种。

图1-4-69 台式反射仪

图1-4-70 台式反射和热导仪混合型

3操作步骤

清洗宝石，将宝石抛光台面平扣在仪器的出光口上，罩上黑色罩子(不要漏光)。按下测量按钮，读出所测量数字，根据结果查阅有关数据进行解读。

4注意事项

反射仪的精度不如折射仪，对于折射率低于178的宝石，尽量利用折射仪测量。所测样品需洁净并有抛光良好的平面，且大于测试孔，否则接收不到信号或导致读数过低。此外，样品内部的包体的反光可导致读数出现偏差。每个样品应多选几个方向测试，以保证结论的准确性。可将热导仪和反射仪结合使用。

五、硬度测试

硬度测试(HardnessTest)属破坏性鉴定法，必须谨慎使用。在宝石鉴定中，测试硬度的常用工具有硬度笔和硬度板。需选择不起眼的地方小心谨慎地测试，常作为辅助的手段。

1标准硬度笔

宝石标准硬度计是将摩氏硬度1～10的标准矿物的碎片镶嵌在金属笔尖上制成的。其测试方法为:选择待测宝石不起眼的地方作为测试部位，将硬度笔垂直宝石待测面，小心划一小道(2～4mm)，清理干净待测表面，用放大镜观察:若被测样品表面光滑如初，则Hm宝石>Hm硬度笔，若被测表面有划痕，则Hm宝石≤Hm硬度笔，需选用硬度低一号的硬度板进一步测试。相同硬度的宝石可以互相刻划动。

2标准硬度板

标准硬度板是用摩氏硬度6～9的4种矿物小方块正面抛光并镶嵌在同一块金属板(或塑料板)上制成。测试方法为:将硬度板擦净，用放大镜在硬度为6的硬度板上寻找一个平坦无划痕的部位，将待测宝石样品不显眼的部位(如腰部)与硬度板选定的部位紧贴，并稍用力移动2mm左右。然后用放大镜观察:若硬度板上有擦痕，则Hm宝石≥Hm硬度板，可进一步选择硬度为7的硬度板再测试;若硬板上无擦痕，则Hm宝石<Hm硬度板，需选用硬度低一号的硬度板进一步测试。

3注意事项

硬度测试属于破坏性测试，主要用于宝石原料、半透明—不透明的素面宝石底部或玉雕的检测。测试时应选择不起眼的部位进行，不可用力过猛。宝石硬度大大超过硬度笔时，刻划时会打滑。在实际工作中还可以利用一些更简单的材料来代替硬度计，比如指甲的摩氏硬度为25，小刀、钢针和玻璃片的摩氏硬度为55。因此，有些硬度较低的宝石，也可使用钢针等简单易取的材料来代替硬度计测试硬度。常见宝石的摩氏硬度见表1-4-15。

表1-4-15 常见宝石的摩氏硬度

某些宝石矿物当被刻划时会产生特征颜色的粉末，即条痕。条痕可用于半透明或不透明宝石的检测，测试时选择宝石不起眼的地方在白瓷板上划一条短道，观察宝石粉末的颜色。某些宝石的条痕色见表1-4-16。该方法是破坏性的测试，需谨慎使用。条痕在未抛光的材料或原石上最易测试，条痕或硬度测试时，最好使用放大镜和显微镜及良好照明。

表1-4-16 某些宝石的条痕色

六、热针探测

热针也称热反应检测器，由可加热的金属丝和温度调节器构成，主要用于检测一些有机宝石及其仿制品和某些经人工处理的宝石。热针探测(Thermal Reaction Tester)属于有损检测，应谨慎对待。

1检测某些宝石的特殊气味

在待测样品上选一不显眼的区域，调节温度使热针的尖端呈暗红色，将热针轻轻地碰一下待测样品，迅速把样品放在鼻下，嗅其发出的气味:玳瑁、黑珊瑚、金珊瑚为焦发味;煤精发焦油或沥青味;琥珀为松香味;塑料常为辣味，也有樟脑味、碳酸味、糖果味、甲醛味、醋味、鱼腥味、酸奶味。此外，某些注塑的宝石如绿松石，也发出塑料的特征气味。

2检测注油、注蜡、树脂充填处理的宝石

将热针靠近距待测宝石样品15mm处，用放大镜观察，寻找从内部延伸到表面的油、熔化的石蜡或树脂的流动、甚至流出裂隙的痕迹。常见注油处理的宝石有祖母绿、红宝石、碧玺;常见经石蜡处理的宝石有绿松石、青金石、鸡血石等。

该方法破坏性大，容易损伤宝石样品的外貌，甚至会使宝石破裂，应慎重对待。

七、化学测试

化学测试法(Chemical Test)是一种选用化学试剂检测宝石的方法，其应用原理是使宝石与化学试剂作用，观察作用结果鉴别宝石。该方法破坏性强，应慎重使用。使用的化学试剂主要有以下几种:

1盐酸

用5%～10%的稀盐酸滴在样品不起眼的地方，并迅速擦掉，观察宝石样品的表面是否起泡或发出特殊的气味。

1)表面起泡的宝石:方解石类、珍珠、珊瑚、贝壳、孔雀石、菱锰矿、菱锌矿、文石、蓝铜矿等。

2)有气味宝石:青金石在滴入盐酸数秒后，由于产生硫化氢气体而发臭鸡蛋味。若待测样品中含有方解石，则可起泡。吉尔森合成青金石不仅发出臭鸡蛋味，而且将酸擦掉后，用放大镜观察可见测试部位留下白斑。

2丙酮

该试剂主要用于检查染色宝石。其方法是将沾有丙酮的棉签在宝石不起眼的地方擦拭，若棉签变色，则为染色品。如擦拭染色青金石，棉签上会留下蓝色;染色大理岩仿翡翠擦拭后棉签上留下绿色染料。

3硝酸

该试剂用于检测染色珍珠。方法是用沾有2%硝酸的棉签在宝石不起眼的地方擦拭，若棉签变色，则为染色珍珠。测试完毕后应立即用湿布将测试处擦拭干净。

八、红圈效应

红圈效应只适用于检测石榴石和玻璃拼合石。测试方法是将样品顶面朝下置于白色背景上，用笔式手电从不同角度照射样品的底部。若宝石为石榴石/玻璃拼合石，则可见平底面反射出的围绕腰部的红环，称红圈效应。该方法具有局限性，红色或紫红色的样品一般看不见红圈效应，若石榴石拼合石的冠部很薄也可能看不见红圈效应，一些阶梯状琢型的样品很难看到红圈效应。