如何人造金刚石

1950年，瑞典ASEA(Allmanna Svenska Elektriska Aktiebolaget)实验室的研究人员成功的制备出第一颗金刚石。

早期最为经典的制备方法为高温高压（HTHP）合成金刚石法，但是合成HTHP金刚石因需较高的能量，加大了成本的投入，而添加的催化剂也给人造金刚石引入了杂质。而与之不同的CVD方法无论在成本、合成条件及金刚石质量上都有更大的优势，因而引起了科学界的广泛关注。

其中CVD的方法中常见的为热丝直流等离子体（HFCVD）法、微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法、直流电弧等离子体喷射（DC Arc plasma jet CVD）法等。其中微波等离子体法是目前比较理想的制备方法。

高质量的金刚石即可加工为钻石，目前国内技术还无法实现大批量的生产，而国外在这方面已经达到了商业化水平，美国的Apollo Diamond公司利用微波等离子体CVD法进行同质外延，生长出能与天然钻石媲美的人工钻石。由于该方法制备出的金刚石十分完美，美国GIA(Gemological Institute of America)只能通过其内部是否包含缺陷等方法来区别天然金刚石和CVD人造钻石。

想了解的更专业些就看哈相关文献，我的研究方向是制备金刚石薄膜的。

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

　　钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石。简单地讲，钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。人类文明虽有几千年的历史，但人们发现和初步认识钻石却只有几百年，而真正揭开钻石内部奥秘的时间则更短。在此之前，伴随它的只是神话般具有宗教色彩的崇拜和畏惧的传说，同时把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。如今，钻石不再神秘莫测，更不是只有皇室贵族才能享用的珍品。它已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长，今天人们更多地把它看成是爱情和忠贞的象征。

　　目录

　　饿简介

　　质量单位

　　化学成分

　　形成原理

　　产地分部世界钻石资源与产地

　　出产钻石的国家

　　出产最好钻石的国家

　　钻石产地的变迁

　　世界上第一座钻石矿

　　南非的钻石矿

　　最大单粒钻石产地

　　中国钻石资源与产地

　　评价与选购颜色(Colour)

　　净度（Clarity)

　　克拉重量(Carat)

　　切工(Cut)

　　鉴定硬度检验

　　导热性试验

　　观察反射光

　　看生长点

　　同类化学成分测验

　　人造氧化锆仿制

　　鉴定机构IGI认证

　　GIA认证

　　HRD认证

　　其他

　　天然钻石与合成钻石结晶习性

　　颜色

　　表面以及内部纹理

　　放大观察

　　可见光吸收光谱

　　紫外荧光

　　阴极发光仪

　　红外光谱

　　导电性

　　其他

　　假钻石玻璃

　　人造尖晶石

　　水晶和托帕石

　　人造蓝宝石

　　锆石

　　铌酸锂

　　钛酸锶

　　钇铝石榴石(YAG)

　　立方氧化锆

　　莫桑石

　　保养

　　有关钻石的误区买钻石为了保值

　　钻石的璀璨来自其色度

　　买钻石一定要买VS高净度的

　　I色度的钻石最漂亮

　　钻石的辐射

　　切割劈割

　　锯切

　　成型

　　起瓣、抛光

　　钻石与爱情

　　昂贵的原因钻石固有的内在魅力品质

　　钻石文化源远流长

　　钻石矿床探寻艰难，耗资巨大

　　开采的规模浩大、难度极高

　　钻石加工程序复杂，工时量大

　　到消费者手中，一颗钻石的经历繁多

　　世界最昂贵的钻石亮相拍卖行

　　历史上最大钻石克利兰钻

　　世界上最名贵的10颗钻石伟大的非洲之星

　　光之山钻石

　　艾克沙修钻石

　　大莫卧儿钻石

　　神像之眼钻石

　　摄政王钻石

　　奥尔洛夫钻石

　　蓝色希望钻石

　　仙希钻石

　　泰勒·伯顿钻石

　　世界最大的10颗钻石库利南

　　布拉岗扎

　　一颗未予命名的大钻石

　　尤里卡

　　塞拉里昂之星

　　科尔德曼．德迪奥斯

　　库稀努尔

　　大莫卧儿

　　沃耶河

　　金色纪念币

　　历史渊源“火钻”缘出“火水”里

　　从印度兜转到荷兰

　　世界头号钻石“库利南”

　　此石因何谓之“钻”

　　金刚石钩挂“兰学”

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　　南非的钻石矿

　　最大单粒钻石产地

　　中国钻石资源与产地

　　评价与选购 颜色(Colour)

　　净度（Clarity)

　　克拉重量(Carat)

　　切工(Cut)

　　鉴定 硬度检验

　　导热性试验

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　　看生长点

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　　人造氧化锆仿制

　　鉴定机构 IGI认证

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　　天然钻石与合成钻石

　　结晶习性 颜色 表面以及内部纹理 放大观察 可见光吸收光谱 紫外荧光 阴极发光仪 红外光谱 导电性 其他假钻石

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　　买钻石为了保值 钻石的璀璨来自其色度 买钻石一定要买VS高净度的 I色度的钻石最漂亮 钻石的辐射切割

　　劈割 锯切 成型 起瓣、抛光钻石与爱情昂贵的原因

　　钻石固有的内在魅力品质 钻石文化源远流长 钻石矿床探寻艰难，耗资巨大 开采的规模浩大、难度极高 钻石加工程序复杂，工时量大 到消费者手中，一颗钻石的经历繁多世界最昂贵的钻石亮相拍卖行历史上最大钻石克利兰钻世界上最名贵的10颗钻石

　　伟大的非洲之星 光之山钻石 艾克沙修钻石 大莫卧儿钻石 神像之眼钻石 摄政王钻石 奥尔洛夫钻石 蓝色希望钻石 仙希钻石 泰勒·伯顿钻石世界最大的10颗钻石

　　库利南 布拉岗扎 一颗未予命名的大钻石 尤里卡 塞拉里昂之星 科尔德曼．德迪奥斯 库稀努尔 大莫卧儿 沃耶河 金色纪念币历史渊源

　　“火钻”缘出“火水”里 从印度兜转到荷兰 世界头号钻石“库利南” 此石因何谓之“钻” 金刚石钩挂“兰学”展开 编辑本段饿简介

　　钻石

　　1矿物名称为「金刚石」，英文为Diamond，源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。钻石的化学成份有9998%的碳。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。　2钻石的摩氏硬度：10，是天然矿物中的最高硬度。其脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。　3切割钻石是依据其原石的外形，将钻石切割成各种不同形状的过程。其中，受大家欢迎的八种形状有：圆形、椭圆形、榄尖形、心形、梨形、方形、三角型及祖母绿形。圆钻，是最常见的形状。　4钻石属天然矿物。钻石的主要产地是澳大利亚、博茨瓦纳、加拿大、津巴韦布、纳米比亚、南非、巴西、西伯利亚；目前世界主要的钻石切磨中心有：比利时安特卫普，以色列特拉维夫，美国纽约，印度孟买，泰国曼谷。安特卫普有"世界钻石之都"的美誉，全世界钻石交易有一半左右在这里完成，“安特卫普切工”是完美切工的代名词。钻石(19张)　　5 买钻石 一定要复检 (IGI和GIA的证书在官网上可以直接查证,不必再复检)　6折射率:2417　7色散值：0044（高）　8全内反射：临界角：245°

　　编辑本段质量单位

　　卡，或译克拉、克拉（Carat），是钻石的质量单位。一卡相等于200毫克，相传早期钻石商人称量钻石所用的砝码为稻子豆树（carob）果实，一粒这样的果实大约就重200毫克。因为钻石的密度基本上相同，因此越重的钻石体积越大。越大的钻石越稀有，每卡的价值亦越高。

　　编辑本段化学成分

　　钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的，属等轴晶系。常含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，他们的存在关系到钻石的类型和性质。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417，色散中等，为0044。均质体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度352克/立方厘米。钻石具有发光性，日光照射后 ，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。　钻石与相似宝石、合成钻石的区别。宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。合成钻石于1955年首先由日本研制成功，但未批量生产。因为合成钻石要比天然钻石费用高，所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。如：仿钻立方氧化锆多无色，色散强（0060）、光泽强、密度大，为58克/立方厘米，手掂重感明显。钇铝榴石色散柔和，肉眼很难将它与钻石区别开。　它已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长，今天人们更多地把它看成是爱情和忠贞的象征。

　　编辑本段形成原理

　　有人说金刚石就是钻石，其实这种说法是完全错误的（它们的差别就等同于木头和家具之间的关系），钻石只是金刚石精加工而成的产品，现代科学技术 、手段为探索钻石的形成提供了新思路和方法。钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其 藏宝图 钻石

　　成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨（黑色），而在高温、极高气压及还原环境（通常来说就是一种缺氧的环境）中则结晶为珍贵的钻石（白色）。为了便于理解钻石的起源，先看一看含有钻石的原岩。　自从钻石在印度被发现以来,我们不断听到人们在河边、河滩上捡到钻石的故事，这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩，被风化、破碎后，钻石随水流被带到下游地带，比重大的钻石被埋在沙砾中。钻石的原岩是什么？1870年人们在南非的一个农场的黄土中挖出了钻石，此后钻石的开掘由河床转移到黄土中，黄土下面就是坚硬的深蓝色岩石，它就是钻石原岩——金伯利岩(kimberlite)。什么是金伯利岩？金伯利岩是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩，这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片，主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。研究表明，金伯利岩浆形成于地球深部150公里以下。由于这种岩石首先在南非金伯利被发现，故以该地名来命名。　另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩（lamproite),它是一种过碱性镁质火山岩，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含辉石、橄榄石等矿物，典型产地为澳大利亚西部阿盖尔（Argyle)。　科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现，钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度），温度为1100-1500℃。虽然理论上说，钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段，而目前所开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。如南非的一些钻石年龄为45亿左右，表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶，钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古 钻石

　　老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石，如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石，但这种作用形成的钻石并无经济价值。　稀少的钻石主要出现于两类岩石中,一类是橄榄岩类,一类是榴辉岩类，但仅前者具有经济意义。含钻石的橄榄岩，目前为止发现有两种类型：金伯利岩（kimberlite)（名字源于南非的一地名——金伯利）和钾镁煌斑岩（lamproite),这两中岩石均是由火山爆发作用产生的，形成于地球深处的岩石由火山活动被带到地表或地球浅部，这种岩浆多以岩管状产出，因此俗称“管矿”（即原生矿）。含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表，经过风吹雨打等地球外营力作用而风化、破碎，在水流冲刷下，破碎的原岩连同钻石被带到河床，甚至海岸地带乘积下来，形成冲积砂矿床（或次生矿床）。

　　编辑本段产地分部

　　世界钻石资源与产地

　　全世界钻石的储量和生产概况：　目前，已探明天然钻石储量大约有25亿克拉，其中澳大利亚65亿克拉，扎伊尔55亿克拉。按目前开采水平现有钻石储量只能开采25年，但随找矿科技水平的提高，每年都发现有新的矿区，近几年加拿大钻石储量明显增加。　自从钻石开采以来，共采出钻石350吨左右，即175亿克拉，现在全世界每年开采钻石在9000万-1 世界钻石资源分布图

　　亿克拉，其中宝石级占17%-20%。20%宝石级钻石价值相当于80%工业级金刚石价值的5倍。

　　出产钻石的国家

　　世界各地均有钻石产出，已有三十多个国家拥有钻石资源，年产量一亿克拉左右。产量前五位的国家是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。这五个国家的钻石产量占全世界钻石产量的90%左右。其它产钻石的国家有刚果(金)、 巴西、圭亚那、委内瑞拉、安哥拉、中非、加纳、几内亚、象牙海岸、利比利亚、纳米比亚、塞拉利昂、坦桑尼亚、津巴布韦、印度尼西亚、印度、中国、加拿大等。　中国的金刚石探明储量和产量均居世界第10名左右，年产量在20万克拉，钻石主要在辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南沅江流域，其中辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。

　　出产最好钻石的国家

　　对于钻石的毛坯和宝石级钻石所占比例来说，最好的钻石来自于纳米比亚冲积矿床中开采出来的钻石。这些钻石经历的自然风化搬运到海边，路程长达1000英里。经过这段旅程钻石中脆弱部分都分离。在特定沉积环境中钻石按不同粒级不同形状一定规律分布于岩层中。该矿区宝石级钻石英钟最高达到97%。对切磨好的钻石戒面，很难分辩出产自哪个国家和矿区。　任何矿区产出的钻石都有好、中、差。拿矿区中最好的钻石与纳米比亚产出最差的钻石比，纳米比亚冲积矿床的钻石也不一定就好。

　　钻石产地的变迁

　　印度是世界上最早发现钻石的国家，3000年前，印度是钻石的唯一产地。自2500年前至18世纪初印度克里希纳河、彭纳河及其支流是世界唯一产出钻石的地方，历史上许多著名钻石如光明之山(kohi-noor)、奥尔洛夫(orloff)和大莫卧儿(great mogul)都来自印度，但目前印度的钻石产量很小。　至1725年巴西钻石的发现及开采，使巴西取代印度，成为当时全球钻石的最重要产地。　1867年以后，南非发现了冲积砂矿床和大量原生金伯利岩筒使得南非成为世界上最重要的钻石生产国，其产量长期处于世界前列，并由此开创了钻石业的新纪元。1905年，在南非阿扎氏亚发现了世界上最大的金伯利岩岩筒—普列米尔岩筒，并在此发现最大的钻石(库利南钻石)。目前，南非拥有世界上产量最大、且最现代化的维尼蒂亚钻石矿。南非钻石颗粒大，品质优，50％的金刚石均是可切割的，其产量虽不及澳大利亚等国，但产值一直居世界前列。　自1979年澳大利亚西部发现钾镁斑岩中含有金刚石起，至1986年，澳大利亚的金刚石产量已居霸主地位，但宝石级仅占其产量的5％。澳大利亚钻石主要分布西澳新南威尔斯的bingara和copeton，尤其是阿盖尔(argle)矿床储量为5．5亿克拉。　博茨瓦纳盛产优质金刚石，宝石级占50％，其产值居世界首位。博茨瓦纳的钻石来自露天开采的金伯利岩，巨大的矿山有orapa岩筒(1967年)、letihakena岩筒(1977年)和jwaneng钻矿(1982年)，三个矿的总产量在1989年超过1500万克拉。　俄罗斯的钻石主要分布在西伯利亚中部雅库特地区，该区找到有一百多个含金刚石金伯利岩筒，1988年，俄罗斯在靠近欧洲附近又找到新的钻石矿。目前，俄罗斯钻石产量在1200万克拉左右，一半为宝石级。多年来俄罗斯形成了独立的钻石开采加工销售体系，其钻石数量大、质量优、均匀性好，在市场上具有很强的竞争力。　前几年报道加拿大北部地区发现大量金伯利岩，几年后钻石产量可占全世界产量的10%。

　　世界上第一座钻石矿

　　1871年7月16日，坚持向深处挖掘的库力斯堡合伙采掘队获得了成功，他们在占据的几十平方米的土地上，一直往深处挖掘，在这一天终于找到了他们梦寐以求的钻石。全世界第一座钻石矿也就诞生了。命名“库力斯堡矿”也叫“新热潮矿”。

　　南非的钻石矿

　　提到钻石人们往住就会想到南非。南非产出的钻石素以颗粒大，质量佳而著名。从矿山开采出来的钻石英钟毛胚中有50%可以达到宝石级。五十几年前，南非的钻石产量居世界首位，所以常有顾客会问“这颗是南非钻石吗？”随着时间的推移，南非的钻石产量逐年减少。1987年南非钻石产量为1000万克拉是世界总产量的10%左右。

　　最大单粒钻石产地

　　1905年在南非普列米尔矿，发现重3106克拉巨型大钻，定名为“库利南”，1919年在该矿区又找到一块重1500克拉钻石，按它的形状，颜色、反复对比研究后确定它应该与库利南为同一晶体，所以没有命名，如果没有裂开成为二块的话，库利南重量到少在4606克拉以上。1980年在该矿区又发现第三颗大钻重599克拉。南非普列米尔矿为世界公认的巨形钻石的产地。

　　中国钻石资源与产地

　　中国的金刚石探明储量和产量均居世界第10名左右，年产量在20万克拉，钻石主要在辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南沅江流域，其中辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。　中国于1965年先后在贵州和山东找到了金伯利岩和钻石原生矿床。1971年辽宁瓦房店找到钻石原生矿床。目前仍在开采的两个钻石原生矿床分布于辽宁瓦房店和山东蒙阴地区。钻石砂矿则见于湖南沅江流域、西藏、广西以及跨苏皖两省的郯庐断裂等地。　目前我国钻石主要产地有三个:辽宁瓦房店,山东蒙阴—临沭,湖南沅江流域都是金伯利岩型,但湖南尚未找到原生矿其中辽宁的质量好,山东的个头较大　目前我国现存发现的最大钻石为常林钻石，于1977年12月21日发现于山东，由常林大队魏振芳发现，故而得名“常林钻石”，现藏银行国库中。常林钻石重158786克拉，呈八面体，质地洁净、透明，淡**。　另据传，中国最大的钻石曾是金鸡钻石，也发现于该地区，重28125克拉，但在二战期间被日军掠走，至今下落不明。

　　编辑本段评价与选购

　　从以下四个方面考虑(4C)：

　　颜色(Colour)

　　无色为最好，色调越深，质量越差。在无色钻石分级里，顶级颜色是D色，依次往下排列到Z，在这里只说从D到J的颜色级别，D-F是无色级别，G-J是近无色级别，从K往下基本没有收藏意义，K色以下的戒托做黄金的也很漂亮。因为从K往下钻石就会逐渐偏黄，选钻的时候，选H 以上的颜色，I-J级别也在近无色范畴，但也能察觉到一丝微黄．具有彩色的钻石，如：**、绿色、蓝色、褐色、粉红色、橙色、红色、黑色、紫色等，属于钻石中珍品，价格昂贵。红钻最为名贵　不同国家和地区分别采用不同的颜色分级体系，美国宝石学院的分为23个级别，分别用英文字母D－Z来表示。其中D－N这11个级别是最常用的。欧洲的颜色级别体系CIBJO为代表。我国1996年新制定的国家标准综合了GIA、CIBJO，该标准将颜色划分为12个级别，并用D－N和＜N来表示，还将百分数法和文字描述并用。　钻石颜色等级　D 100 极白　E 99　F 98 优白　G 97　H 96 白　I 95 微黄白（褐、灰）　J 94　K 93 浅黄（褐、灰）白　L 92　M 91 浅黄（褐、灰）　N 90　<N <90 黄（褐、灰）

　　净度（Clarity)

　　钻石-金色纪念币

　　净度分级依据是内含物位置，大小和数量的不同来划分．由高到低详细可分为FL,IF,VVS1,VVS2,VS 1,VS2,SI1,SI2,SI3,P1,P2,P3在十倍显微镜下仔细观察钻石洁净程度，瑕疵越多，所在位置越明显，则质量越差，价格也相应要降低。　其中　FL - “Flawless”，完美无瑕。在十倍放大镜下内外俱无瑕疵　IF - “Internally flawless”，内部无瑕。在十倍放大镜下只有表面有轻微花痕　VVS1, VVS2 - “Very Very Slight”，非常非常小。在十倍放大镜下有很难看见的瑕疵。VVS1 净度高于VVS2。　VS1 and VS2 - “Very Slight”，非常小。在十倍放大镜下可见瑕疵，但肉眼难以辨认。VS1净度高于VS2。　SI1 and SI2 - “Slight Inclusions”，小瑕疵，肉眼可能看见。　I1, I2 and I3 - “Imperfect”，有瑕疵，可以被肉眼看见。

　　克拉重量(Carat)

　　在其他三C相同情况下，钻石价格与重量平方成正比，重量越大，价值越高。钻石重量是以克拉为单位的。1克拉（ct）=02克(g)。把一克拉平均分成一百份，每一份是一分，商场价签上标的03ct，04ct就是所说30分40分．重量也有级别之分，030ct-039ct，040ct-049ct，050ct-069ct，070-089ct，090-099ct，100ct-150ct，150-200ct（每一级别分别由逗号隔开，不是一个级别的，就算差一分，价格也会相差很多，这就是为什么象048~049，068~069，088~089会很难买到的原因）

　　切工(Cut)

　　D级钻石

　　一颗钻石原石，即使扔到马路也不会有人注意，是切工赋予它第二生命，让它有着绚丽火彩．切工是指成品裸钻各种瓣面的几何形状及排列方式．切工分为切割比例，抛光，修饰度三项。每一项都有五个级别，由高到低依次是EXCELLENT,VERY GOOD,GOOD,FAIR,POOR一般所见都是标准圆钻型切工。顶级切工的石头，对于光线反射可以达到一个最接近完美的比例，也就是三项E X(EXCELLENT)切工，但是像这种切工价钱也稍微贵一些，因为它的出成率比较低，比不是三项EX切工的价钱高5%左右，但三项EX的石头火彩绝对是最绚丽的．　几种常见切割形式　圆形 祖母绿型 椭圆形 梨形 公主方型 枕形 心形 八心八箭-邱比特切工　钻石价格的计算公式：　钻石的重量, 颜色color(直栏), 净度（横栏）,的单价×100×人民币汇率（69）即 非洲之星Ⅰ

　　可得出钻石的价格。举例说明：　算52分（052ct） F VVS1的价格 先查到该等级钻石单价是54 百美元　则价格计算为：54×100×69（人民币汇率）×052（钻石克拉）＝1937520元