钻石可以人造吗?

钻石可以人造，把“碳种”放入净化干净的真空室，再把甲烷与氢气加热约3000摄氏度；然后泵入反应室，形成充电等离子体，气体就会分解，甲烷就会释放碳原子，并附在这些“碳种”上，最后复制钻石的晶体结构。

钻石简介

　　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。但千万别认为钻石硬度高，就永不破损。其实钻石脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。

　　3钻石是依据其原石的外形，来切割成各种不同形状的钻石。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、三角型及绿柱石形。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、南非、印度；而美国、印度,以色列、比利时则是钻石加工切割的基地。尤其比利时，是全球公认的雕琢钻石贸易中心。

钻石的化学成成份

　　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。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。

形成原因

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摄氏度。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。

是金刚石。钻石可以从天然金刚石矿中产出，也可以通过人造生产金刚石。

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。

扩展资料：

金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。

中国也拥有制造金刚石的技术，但最大也不过02克拉左右。人工合成金刚石的方法主要有两种，高温高压法及化学气相沉积法。高温高压法技术已非常成熟，并形成产业。国内产量极高，为世界之最。

-金刚石

一、概述

众所周知，钻石是由单元素碳组成的宝石。在自然界，钻石的生成是在高温高压下地质作用的结果。合成钻石就是人工模拟天然钻石形成的条件，让非钻石结构的碳转化为钻石结构的碳。早在1953年，瑞士工程公司(ASEL)就利用一种称为“压力球”的装置成功地合成出了40颗小的钻石晶体，但直到1955年美国通用电气公司(gE)宣布利用称为“压带”的装置首次成功生产出钻石时，他们才将其研究成果公布于众。戴比尔斯公司(de Beers)也不甘落后，于1959年掌握了合成钻石的复杂技术。他们所采用的方法与美国政府下令严格保密的通用电气公司所使用的方法非常相似。60年代初期，戴比尔斯公司和通用电气公司就开始了生产工业用合成钻石粉。我国在60年代也已成功的合成了磨料级钻石，并投入生产。1971年，通用电气公司宣布他们已合成出了平均直径为6mm的钻石晶体。这些钻石晶体不仅有**、褐色的，也有含氮低的近无色的，还有含硼的蓝色钻石。1985年日本住友电气公司(Sumitorno Electric Industries)开始加入合成钻石行列，1993年生产出高净度的工业用钻石。1990年俄罗斯的新西伯利亚(Novosibirsk )宣布他们利用“分裂球”(Spl(it-sphere)或称BARS装置已成功地合成出了钻石。

由于受超高压设备和高温条件的限制，生产成本较高，故宝石级合成钻石仍是昂贵和稀少的，但我们相信总有一天会有价格合理的宝石级合成钻石面世。

二、合成钻石的原理

1碳元素的化合物

钻石、石墨和无定性碳都是由碳原子组成的，它们不同的外观和截然不同的物理性质，取决于它们完全不同的原子结构(图9-7-1)。

图9-7-1 碳原子的等间距紧密堆积结构(左)钻石；层状结构(右)石墨

2石墨—钻石的转换

合成钻石的温压条件要求高，即使有催化剂存在下，仍需要压力(50～80)×108Pa，温度为1350～1800℃。用高压设备合成钻石最常用的金属熔剂(催化剂)是铁、镍、钴及钯。图9-7-2是在碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系。在合成钻石区，温度压力不同，钻石的晶形也各不相同。所以，合成钻石受温压影响较大。温度较低时，以立方体的生长为主；温度较高时，以八面体的生长为主。所以人工生长的钻石多为立方-八面体聚形。

合成钻石的碳源一般用石墨，所以，合成钻石的生产就是石墨转换成钻石的过程，不过，宝石级钻石的合成分两步走，先用石墨合成钻石粉(工业磨料)，再用钻石粉作原料，合成宝石级钻石，钻石粉可以保持压力稳定，生长出大颗粒的晶体。若采用石墨，其断裂的碳键改组成钻石时，会有体积损失，而使体系的压力降低，影响较大晶体的生成。

三、合成钻石的技术与设备

1六面顶压机

合成钻石的设备目前多采用高温高压的压机，国内的合成钻石主要是工业钻(即工业金刚石)，设备是一种称为“立方体超高温高压装置”的压机，压机采用油压和垂直固体传压装置，根据顶锤数量的不同，分为两面顶、四面顶、六面顶几种。现国内用得最多的是六面顶压机(即上下、前后、左右三对顶锤)，其工作压力有1000～5000吨的多种，工作空间640mm×600mm×500mm，一般是上下顶锤通电加热，温度可达1900℃左右。

2“压带”法

压带装置如图9-7-3所示，本方法与顶锤压机大同小异，将钻石粉末作为碳源放在生长舱内，生长舱放在特种材料做成的垫圈中，并放在两个铁砧之间，然后使生长舱内的原料经受极高的温度和压力，在生长舱内底部比顶部的温度低，以便形成一个温度梯度，使顶部的钻石粉充分熔化并通过熔剂向生长舱底部迁移。在温度较低的生长舱底部，钻石围绕籽晶生长成钻石晶体。

图9-7-2 碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系

图9-7-3 压带装置

3BARS装置

BARS是“分裂球无压装置”的俄文词头字母缩写。该装置中所需压力是采用液压的方式，通过将液体注入压力罐内得到，而不是用巨大的水压机提供。液压使球体装置的8个部分合在一起，并在由6个活塞构成的八面体上产生压力。八面体内有一个立方体的生长舱，其中装有加热设备、籽晶、碳源(钻石粉)以及金属熔剂。在这种装置中，常用镍作熔剂。图9-7-4是BARS装置的生长舱及其截面图。

图9-7-4 BARS装置的生长舱及其截面图

以上不同设备和方法，应属于不同的静压触媒法。除此之外，合成工业级钻石还有许多种方法，只是有的方法还不成熟，有的方法已被淘汰。如：爆炸法、液中放电法、气相沉积法、地下核爆炸法等等。气相沉积法近年来有很大的发展。

四、合成钻石的鉴别特征

由于合成钻石的技术条件要求高，成本昂贵，目前尚无法大规模工业化生产，市场上销售的钻石一般不需要声明它的天然属性。但是，区别合成钻石与天然钻石仍有一些方法可遵循。

1合成钻石的颜色

由于很难排除掉生长舱中的氮，大部分合成钻石多为含孤氮杂质的Ib型钻石，常呈**至褐**。有时也在生长舱中引入硼原子，随机取代钻石结构中的碳原子，产生具有导电性的蓝色IIb型钻石。为了生长出无色的合成钻石，常使用一种称为“氮吸收剂”的金属，如锆或铝。因为氮更易与这些元素结合，而不再取代钻石中的碳原子，这样就产生了无色的IIa 型钻石。所以，合成钻石很少出现 Ia 型钻石(该型钻石约占天然钻石的98%)。

2吸收光谱

绝大多数天然钻石(Ia型)显示415nm吸收线，而合成钻石无这种特征吸收线。

3紫外荧光

通常合成钻石在短波紫外线下的荧光比长波下的荧光强，且荧光颜色为**或黄绿色，而不是天然钻石的蓝或蓝绿色。合成钻石紫外荧光的颜色分带式样所表现的立方-八面体式样，与天然钻石的八面体式样也是完全不同的。

4包裹体

合成钻石有时会出现金属熔剂、尘状物、面包渣状包裹体，及“砂漏状”色带。

5仪器

针对合成钻石的性质特征，戴比尔斯公司研制了两种鉴别合成钻石的仪器。即钻石光谱鉴定仪(Diamondsure)和钻石结构荧光鉴定仪(DiamondView)。利用钻石光谱鉴定仪可观察到大部分天然钻石中的415nm吸收线。如果发现有415nm吸收线，便不需进行进一步的检测。钻石结构荧光仪可用来观察合成钻石紫外荧光所表现出的立方·八面体式样，这是由于不同的生长区和生长带含杂质的浓度不同所致。

思考题

一、是非判断题

1珠宝市场上最常见的合成宝石是玻璃。

2钇铝榴石的代号是GGG。

3有无气液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要证据。

4用水热法可生产祖母绿，也可生产红宝石。

5弧形生长线是助熔剂法合成宝石的特征之一。

6摩尔硬度大于7的人工宝石中有SrTiO3这个品种。

7目前市场上的合成变石是水热法产品。

8见到小片状铂或合金包裹体的合成宝石即水热法的产品。

9合成祖母绿常见的针柱状、柱状包裹体，可以是方解石。

10合成的红宝石的色带总是弯曲的。

11钇铝榴石的代号是GGG。

12有无汽液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要依据。

二、选择题

1区分绿碧玺与合成绿色水晶时应使用：( )

a滤色镜

b偏光镜

c折光仪

2一般讲，助熔剂法合成宝石中的液滴状的包体是( )

a助熔剂的残余

b捕虏来的液体

c填隙的后生气液包体

3区分水热法合成红宝石与红宝石时，要观测：( )

a折射率

b有无同生气液包体

c有无金红石或锆石等同生包裹体

4“YAG”中文名称是：( )

a钇铝榴石

b镓榴石

c钛酸锶

5人工生长的下列宝石，哪种必须在宝石名称前冠以“合成”二字：( )

a金绿宝石

b钛酸锶

c钇铝榴石

6合成变色刚玉加入的着色离子是：( )

a钒

a铬

c钛

7任何一种具有与天然无机宝石相同化学成分，原子结构和物理性质的人工生长晶体都应称为：( )

a人造宝石

b人工宝石

c合成宝石

8用焰熔法可以合成( )

a钇铝榴石

b祖母绿

c尖晶石

d立方氧化锆

9冷坩埚(熔壳)法生产立方氧化锆所需的热来自( )

a液化石油气

b丙烷和氯

c高频电流

d高温电阻

10合成绿色水晶：( )

a有强二色性

b无二色性

c有弱二色性

11目前合成宝石或人造宝石中色散最强的是：( )

aα-SiC(α-碳硅石)

bSrTiO3(钛酸锶)

cTiO2(金红石)

12从熔体结晶的人工宝石中不会含( )

a气—液两相包裹体

b同生的气-液两相包裹体

c后生的气液两相包裹体

13目前人造GGG由以下途径形成：( )

a从熔体中结晶

b从溶液中结晶

c从气体中结晶

14助熔剂法合成祖母绿中的特征包裹体为：( )

a同生气液两相包裹体 b固相-气相两相包裹体 c指纹状气液两相包裹体

15提拉法合成变石的特征包裹体为：( )

a愈合裂隙中三相同生包裹体

b指纹状气液两相包裹体

c弯曲生长纹

16腰棱标有“GE POL”的改成白色的钻石是：( )

a用褐钻改的

b用**钻石改的

c用劣质绿色钻石改的

17下列仿钻材料中，热导率最接近钻石的是：( )

a合成CZ

b合成α-SiC

c合成刚玉

三、多项选择题

1合成Moissanite(α-SiC)的物理性质是：( )

a有一个n值为2417

b有双折射

c热导率高于钻石

d维氏硬度与钻石十分相似

e反射率高于钻石

2仿宝石 Imitation stones是指( )

a人工宝石模仿天然宝石的颜色、外观者

b人工宝石模仿天然宝石的特殊光学效应者

c某天然宝石模仿另一种天然宝石的特征

3天然水晶与合成水晶：( )

a可有菱面体与六方柱等单形组成晶体外形

b其化学式是SiO2·nH2O

c可有较强的多色性

d晶面条纹平行C轴

e任何切面上都有一个固定不变的折射率为1544

四、填空题

1焰熔法合成尖晶石的密度和折射率比镁铝尖晶石都( )。

2合成刚玉宝石主要方法有( )、( )、和( )。

3人造与合成宝石中代号CZ是( )，GGG是( )。

4合成紫水晶不仅需要在原料中加着色元素( )，还需经( )处理。

5合成宝石指其制取的全部或部分工艺过程是由人控制进行的。它们的( )、( )与它们所)和(对应的天然宝石基本相同。

6除拼合石之外，人工宝石的制造方法可分为：从熔体中结晶或冷凝，从( )中结晶及从( )中结晶，和( )等。

7水热法合成祖母绿的特征包裹体形状常为：( )、( )、( )。

8与水热法相比，助熔剂法合成宝石的优点是能在( )情况下加热熔剂和熔解各种原料，并使晶体在熔体中结晶。

9水热法合成的红宝石内部可见：( )、( )、( )、金属包裹体和( )。

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。