钻石怎么区分好坏

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。

莫桑钻不是真钻石

莫桑钻又名合成莫桑石、合成碳硅石（化学成分SiC），色散0104比钻石(0044)大，折射率265-269(钻石242)，具有与钻石相同的金刚光泽，“火彩”更强，比以往任何仿制品更接近钻石。

莫桑石也称为莫桑钻，天然莫桑石可追溯到十九世纪后期，莫桑石一词来源于Henri Moissan博士，1904年他在亚利桑那陨石坑中发现了这种矿物。市场上大部分莫桑石均为人工合成，天然莫桑石非常稀少，仅出现在陨石坑内，其颜色多为暗绿色、黑色。

而达到D色，拥有独特比利时切工，FL/IF净度等级，这类顶级的莫桑钻才能称为魔星钻。

莫桑石的内部结构、数值、外观都与钻石惊人相似，纵使用钻石笔检测，也会被判断为钻石，难以分辨。但莫桑石却能够比钻石闪耀得更明亮，火彩更为惊艳，同时价格只有钻石的1/10！

莫桑石的火彩能显得如此异常美丽，皆因其晶体的物理、化学和光学属性。这种宝石拥有非常高的折射率265-269（钻石的为242），色散指数0104（钻石的为0044）和光泽率204（钻石的为172%）。

同时，莫桑石拥有925的摩氏硬度，仅低于钻石10，比其它宝石都高，高硬度使它不宜被刮花和开裂，能永久保存下去。

陈秀芳　徐现刚　田亮光　蒋民华

作者简介：陈秀芳，山东大学晶体材料研究所在读博士；徐现刚，山东大学晶体材料研究所教授、博士生导师，本文在“中国人工宝石发展论坛”上的报告者；田亮光，中宝协第三届人工宝石专业委员会委员，山东省质量技术监督局研究员。

一、引言

本文叙述了一种新的宝石材料，也是迄今为止最令人信服的钻石仿制品——合成碳硅石（SiC），如图1所示。一般钻石仿制品通常仅能模仿钻石的一两项技术指标，而合成碳硅石的光泽、亮度、火彩等都和钻石极为相似，尤其是合成碳硅石的热导性高，用常规的钻石热导仪难以与钻石区分，仿真性远超过以前的最佳钻石替代品——合成立方氧化锆（吴伟娟等，1999）。一般认为宝石的最重要的物理特性是硬度、折射率和颜色。合成碳硅石具有与钻石相同的光泽，仅次于钻石（摩氏硬度10）的高硬度（85～925），比钻石（折射率2417）略高的折射率（25～271），双折射率为0043，色散为0014，化学稳定性好，几乎不与其他物质反应，韧性好，热导率高，热稳定性好，在空气中加热到1400℃而不损坏，因此被称为最新一代钻石仿制品（Kurt,1999）。它是一种新的实验室合成宝石。

图1 合成碳硅石戒指

二、合成碳硅石的结构

SiC宝石是一种复杂的材料系统，它的奇特性质之一就是其结构的多型性（王世忠等，1999）。结构单元为SiC4或CSi4四面体结构，属于密堆积结构，由于单向堆积方式的不同产生各种不同的晶型，目前已经发现的晶型有200余种，分为立方结构、六方结构和菱方结构等，每一种都可称为“SiC宝石”，较为常见的有3C、15R、6H、4H和2H，图2列出了几种SiC多型的堆垛结构（郝跃等，2000）。这里叙述的是合成的6H-SiC宝石，另一种能获得大直径单晶的多型为4H-SiC。

图2 几种SiC多型的堆垛结构

三、合成碳硅石单晶的生长

SiC单晶一般采用升华法生长，用该法可生长出大尺寸、高质量SiC单晶（徐现刚等，2003;Tairov et al,1978;LLiu et al,2002）。具体生长步骤如下：把籽晶置于坩埚的上盖底部，高纯SiC粉源料置于坩埚底部，生长室压力在50～120Mbar

1bar=100kPa。

，生长温度为2000～2500℃，底部的SiC粉料分解为Si、SiC2和Si2C三种主要气相组分，输运到温度较低的籽晶表面，通过沉积，使得晶体不断生长。经过80～100h的生长，可获得厚度为15～25mm、直径为2英寸

1英寸＝254mm。

或3英寸的无色或彩色SiC单晶。图3是我们利用该法生长的2英寸和3英寸SiC单晶，其平均微管的密度小于100个/cm2。

图3 2英寸和3英寸SiC单晶

四、合成碳硅石的成形

SiC单晶生长过程中通过掺杂不同元素可获得不同颜色的晶体。因此 SiC是一种非常优异的彩色宝石材料。SiC的掺杂物有Nn（型）和Al、B、Be、Ga、（）、Sc（p型）等。未掺杂的6H-SiC和4 H-SiC显无色，在6 H-SiC中掺氮（n型）和铝（p型），分别得到了绿色和蓝色的6H-SiC单晶。在4H-SiC中掺入低浓度的氮可得到淡棕色的4H-SiC单晶。3C-SiC显**，而掺氮的3C-SiC显黄绿色。

图4 SiC宝石

生长出无色或彩色SiC单晶后，该晶体作为毛坯被切割成不同大小的粗人造宝石，然后经研磨和抛光制成无色或彩色合成碳硅石成品。合成碳硅石的硬度、韧性和各向异性使得能够以很尖锐的角度磨刻面，因此可获得很好的外形和光泽，从而能达到形美和质美的高度和谐统一。表1比较了钻石、合成碳硅石和立方氧化锆的宝石学特性。

表1 钻石、合成碳硅石和立方氧化锆的宝石学特性比较

五、结论

由于合成碳硅石优越的宝石学特性，与钻石相比，它具有高的色散、相似的亮度、较高的折射率和较低的相对密度；硬度最接近于钻石，并具有明显的双折射，迄今为止是最佳的钻石仿制品。由于堆积方式的不同，碳化硅具有多种不同晶型，分为立方结构、六方结构和菱方结构。通过升华法生长直径为2英寸或3英寸的无色或彩色SiC单晶，然后经过切割、研磨和抛光加工成合成碳硅石成品。

参考文献

郝跃，彭军，杨银堂2000碳化硅宽禁带半导体技术北京：科学出版社

吴伟娟，段体玉1999珠宝检测珠宝科技，2:41

王世忠，徐良瑛，束碧云，等1999SiC的性质、生长和应用无机材料学报，14（4）:527

徐现刚，胡小波，王继扬，等2003大直径6H-SiC单晶的生长人工晶体学报，32（5）

Kurt Nassau1999莫依桑石：一种新的合成宝石材料宝石和宝石学杂志，1（4）:47

L Liu,Edgar J H2002Substrates for Gallium Nitride Epi-taxyMaterials Scienceand Engineering R,37（3）:61

Tairov Y M,Tsvetkov V F1978Investigation of growth processes of ingots of silicon carbide single crystalsJournal ofCrystal Growth,43:209

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辨别分解碳硅石与钻石的编制是怎么的分解碳化硅的确与钻石同样是半导体材料，其杂质含量极低。用测试仪测定的是近紫外区的相对于透明度。

1

肉眼察看分解碳硅石火彩比钻石强，但经常不及钻石亮。

2

分解碳硅石色彩最高相称于钻石H，I色，且从亭部察看有较明显的绿色，灰色颜色。

3

分解碳硅石裸石在本333g/cm重液中上浮，钻石下沉。

4

分解碳硅石在正交偏光镜下迁移转变360呈四明四暗非均质体消光景象。钻石呈全暗的均质体消光景象。

5

缩小查察，分解碳硅石常见苗条白色针状内含，从风筝面，上腰小面可见尖底周围的棱线均有重影，状如莲花;从桌面斜看腰缘反光亦有重影。钻石则含有自然晶态状体，云状物，裂隙等内含物，且无重影景象，腰部常见原始晶面。6

分解碳硅石抛光效果不及钻石，棱线较圆钝或可见相邻刻面的抛光纹理相互平行

成分和强度。

1、成分。碳硅石是一种化学合成矿物，主要成分是碳和硅。莫桑钻石是一种天然矿物，主要成分是碳。

2、强度。碳硅石的硬度约85，较莫桑钻石的硬度要低，莫桑钻石的硬度是10，比碳硅石要高。