钻石4c是:钻石评价标准。
“4C”是您判断一颗钻石价值与品质的衡量标准。所谓“4C”即是4个以C开头的英文单词的简称,指钻石的克拉重量(CARAT WEIGHT)、净度(CLARITY)、色泽(COLOR)、切工(CUT)。
只需综合“4C”的四点来鉴赏,您就可以轻而易举的了解一颗钻石的价值与品质。钻石价格=重量+色泽+净度+切工。
扩展资料:
4C参数
1,克拉重量
钻石重量以克拉(又称卡)计算。1克拉=200毫克=02克。一克拉分为一百份,每一份称为一分。075克拉又称为75分,001克拉为1分。
2,净度
钻石的净度通常使用10倍放大镜对钻石内部、表面瑕疵及其对光彩影响程度对未镶嵌钻石的净度级别进行分级,按中国国检的标准细分为LC、VVS1、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、P1、P2、P3共10个级别。
3,色泽(Colour)
钻石有多种天然色泽,由珍贵的无色(切磨后白色),罕见的浅蓝、粉红到常见的微黄不等。愈是透明无色,白色愈是能穿透,经折射和色散后更是缤纷多彩。
4,切工(Cut)
钻石的切工是指它的切磨比率的精确性和修饰完工后的完美性。好的切工应尽可能的体现钻石的亮度和火彩,并且尽量保持原石重量。
钻石4C标准的创立者:
GIA美国宝石学院(Gemological Institute of America)美国宝石学院 Gemological Institute of America 的创办人Robert M Shipley于1931年在美国Los Angeles成立GIA。
最初是用夜校及函授方式训练珠宝商如何评估批发价,1953年GIA在New York创立了第一所实验室 Laboratory,开始签发钻石鉴定报告书,而后又在加州圣塔蒙尼卡 Santa Monica 及LA市区设立另两个 Laboratory,正式名称为宝石业鉴定公司 Gem Trade Laboratory INC (GTL)GTL隶属于GIA专职鉴定不估价。
GIA是非营利事业的组织,由美国各知名的珠宝商及社会名流共同支持而设立,是美国珠宝业者所共有共享的鉴定研究机构,其附属GTL则为提供鉴定服务。
GIA的成就 至今GIA在全球已有十四个教学机构,提供专业的研究、销售、鉴定等课程,培养高素质的珠宝从业人员,也促成GIA在业界有此崇高的声誉。
参考资料:
钻石,俗称“金刚石”,它是一种由碳元素组成的矿物,是碳元素的同素异形体。元素符号是C。
亚洲宝石协会(GIG)报告:钻石的化学成分为C,与石墨同是碳的同质多象变体。在矿物化学组成中,总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素,并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素,以及碳水化合物。
在钻石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。
在工业上,钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具,形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品,其价格十分昂贵。
扩展资料
钻石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。
钻石还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性和摩擦生电性等。唯Ⅱb型金刚石具良好的半导体性能。根据钻石的氮杂质含量和热、电、光学性质的差异,可将钻石分为Ⅰ型和Ⅱ型两类,并进一步细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四个亚类。
Ⅰ型钻石,特别是Ⅰa亚型,为常见的普通钻石,约占天然钻石总量的98%。Ⅰ型钻石均含有一定数量的氮,具有较好的导热性、不良导电性和较好的晶形。Ⅱ型钻石极为罕见,含极少或几乎不含氮,具有良好的导热性和曲面晶体的特点。Ⅱb亚型钻石具半导电性。由于Ⅱ型钻石的性能优异,因此多用于空间技术和尖端工业。
-金刚石 ( 钻石)
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,是指经过琢磨的钻石。钻石是无色正八面体晶体,其成分为纯碳,由碳原子以四价键链接,为目前已知自然存在最硬物质。由于钻石中的C-C键很强,所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石硬度非常大,熔点在华氏6900度,钻石在纯氧中燃点为720~800℃,在空气中为850~1000℃,而且不导电。
伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利钻石矿。正是这一发现,使人们知道了在哪种岩石中有可能含有钻石。
原来,那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的火山岩。接着,研究者又发现,在这种火山岩中除了钻石,还含有被称为石榴石和橄榄石的两种矿物。因此,在那些出产石榴石和橄榄石的地点,找到钻石矿的可能性就相对大。于是,石榴石和橄榄石就成为寻找钻石的“指示矿物”。
根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代,美国史密森研究所的地球化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和钻石之间的关系后发表了他的研究结果。但是,在那之前,即上世纪50年代,德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找钻石矿了。
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钻石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。许多钻石带些**,这主要是由于钻石中含有杂质。 钻石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是钻石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
钻石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。钻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。钻石一般为粒状。如果将钻石加热到1000℃时,它会缓慢地变成石墨。
-金刚石 (钻石)
钻石戒指等级分为5个等级,钻石戒指等级从高到低有:LC、VVS、VS、SI、P,而这个只是指钻石戒指等级的净度等级。
挑钻戒必知:如何分辨钻石戒指等级在分辨钻石戒指等级的时候要注意已经镶嵌好的钻石的等级一般分这几个方面:
净度:从高到低有:LC、VVS、VS、SI、P五个等级,LC等级一般很少见。
颜色:从高到低有:极白、优白、白、浅黄白、浅黄五个等级,一般以白、浅黄白为主。
重量:重量单位是克拉(ct),1克拉=02克=100分,一般10分以上要标明钻石等级。
切工:镶嵌钻石一般不对切工进行评价。钻石的荧光有无或强弱与钻石等级好坏无关,只是确保证书与钻石对应的证据之一。
然而,大多数消费者对钻石戒指等级依然知之不多,比如“如何选择适合的钻饰”“如何区分钻石的好坏”等等。某些无良商家也是利用了人们对钻石的不了解,在被咨询时常闪烁其词,随意夸大钻石戒指等级等,以此误导消费者,使消费者蒙受不必要的损失。
当消费者问及是何等级钻石时,不少商家便以“优级”、“优质”等含糊概念塘塞。其实
钻石的四个标准中,重量是以克拉来表示;净度是以LC、WS、VS、SI等来表示;切工是以很好,好,一般来表示。正确的表示方法是:一颗015克拉,切工好,VS,优白的钻石,而没有什么“优级”“优质”钻石。
钻石的火彩很重要,火彩是钻石价值的体现,钻石的火是由钻石的切工决定的,钻石的彩是由折射色散决定的,所以火彩和钻石切工是共生关系,没有好的切工就不会有好的火彩。
钻石火彩详解
钻石火彩分为两部分钻石的火和彩。
火——是钻石的亮度,是钻石反射光的数量。
彩——是钻石的闪耀,是钻石反射光的质量。
火彩是决定钻石漂亮与否的重要因素,因而切工决定火彩。人们对钻石的喜爱除了钻石的坚硬,永恒,还有钻石的美丽,
钻石的火
钻石的火是由钻石切工决定的,一般实际效果方面3EX切工的钻石火彩要比3VG切工的钻石火彩效果好,下文中会有详细的讲解。
钻石的彩
图例1:
我们来看一个高中物理实验(如上图),实验里我们把一道白光摄入到三棱镜上,白光被分散成赤橙黄绿青蓝紫七个颜色,这叫光的色散,这也就是为什么在钻石上看到彩虹颜色的原因。
接下来我们来看这个色散模型:
当光线从一定的角度摄入钻石的时候,在这里光线发生折射,同时发生色散,当他射出钻石的时候,我们能够明显看出彩虹的颜色。
当我们改变光线角度:
当光与面垂直的时候,光线就没有被分散,这是由于光线射入的时候没有被折射,所以也就没有色散发生,再次转动钻石的角度,发现角度越大,发生的折射越厉害。
钻石色散模型:
当光线以垂直角度射入钻石,发生第一次全反射和第二次全反射(钻石折射率2417),第三次产生了折射,于是产生了小彩虹。
当光线从钻石冠部射入:
光线第一次发生了折射,第二次全反射和第三次全反射将色散放大,于是就看到了一个大彩虹。所以光线从钻石的冠部射入,产生的彩会更多,也就是说如果想要更大的彩就要扩大钻石的冠部,减小钻石的台面,但是如果减少台面的面积,虽然增加了钻石的彩反射,反射回去的光线数量就会减少,火就会变小,这是钻石火和彩矛盾的地方。
所以,钻石设计师们只有通过各种各样的方式,改变各个刻面的细微结构,来改变钻石彩的特性,也就是改变钻石光线的质量,八心八箭就是钻石的一个典型例子:
1977年,日本人和美坳田委托肯曾赴发明一个可以查看钻石切工的仪器,来检测加工出来的钻石,这个仪器就是现在的切工镜,由于八心八箭下线在切工镜下可以很明显的被看见,所以肯曾赴就在无意中发现了八心八箭钻石。
1985年,日本人通孔为东京的小泽田村加工出了第一颗八心八箭钻石,于是全世界掀起了八心八箭的研发潮,那么八心八箭到底是什么呢?八心八箭是圆形钻石明亮切工的一种光学现象,当钻石的形状被打磨成一定比例的时候(如下图),在钻石的冠部可以看见八支箭,钻石的亭部,也就是钻石的底下,可以看见八颗心,所以被称作八心八箭。
首先:八心八箭不是极其罕见的现象,GIA钻石等级里面切工和对称都达到EX的钻石,即经常提到的3EX切工,大都可以或多或少看到八心八箭现象;
其次:并不是有八心八箭的钻石火彩就是最好的,应该说切工和对称都达到EX的钻石,火彩才是顶尖的。
钻石的八心八箭是有很多等级的,有不完美的八心八箭,和完美的八心八箭,还有各种形状和样式的八心八箭,如下:
所以不能轻易的说自己的才是八心八箭钻石,而别人的不是,因此也就产生了八心八箭钻石认证,比如国际认证IGI的八心八箭钻石证书就是专门为认证八心八箭设计的。
然而并不是所有人都赞同把八心八箭作为钻石等级的标准,八心八箭钻石适合追求完美,且喜欢八心八箭现象的人。
八心八箭是钻石光的质量的一种表现方式,经过世界钻石设计师们多年的研究,实际上还有很多其他的方式,现在我们在像机下对比一些其他样式(如图):
这三颗都是顶级切工的钻石,三颗钻石都可以看出明显的八心八箭现象,同时81刻面和91刻面钻石又显示了与普通的57刻面钻石不同的光学特性。
打上直射点光源来看钻石的闪度(如图):
钻石在点光源下最漂亮,这就是为什么钻石摆在柜台里最漂亮,也是钻石在晚上比白天漂亮的原因,这三颗钻石的闪度在中看的很清楚,91刻面的最闪,81刻面的又闪又亮,57刻面的钻石略逊一筹。
打上侧面强点光源来看钻石的彩(如图):
依然可以看出他们之间各自明显的特性。
最后我们来看一颗十心十箭的钻石,与八心八箭做下对比(如图):
它共有129个刻面,在传统57刻面钻石的衬托下,十心十箭的钻石可以说是十分辉煌。
在这篇文章中,详解了钻石光的质量,这些都是更高一层精品钻石美丽的追求,让你在购买钻石的时候有更多的选择。
钻石的等级分别是:
1、4C标准之轻重
钻石轻重单位以克拉为计量,1克拉=02克拉=100分。克拉数越大的钻石,价值型也会不断增长,至于市场都是根据自身的情况和喜好来决定。
2、4C标准之切工
钻石的切工分为很多种,有理想类型、良好切工、好切工、一般切工和差切工。这五种切工,从好到坏依次排列。
最好的完美切工,市面上只有百分之三的精美钻石才能达到标准。这种切工,几乎可以反射所以照进钻石中的任意光线。
良好切工:是15%的钻石切工标准。可以让钻石反射出相应的光线,不过价格偏低。
好切工:代表粗糙度有35%的钻石切工。虽然还是属于好钻石,不过相比上面两种,自然还是有些区别。
差切工:这个是没有任何切工标准的钻石,做法劣质,光线易从边缘滤过,钻石不可能有光芒发生。
3、4C标准之色彩
钻石的颜色不是普通的颜色代表,是以各类字母作为替代的。
D级:属于完全无色,极其稀少的品种
E级:属于无色,颜色只有少数的专业宝石鉴定师才能检测出来。
F级:属于无色,专家才能看出少量的颜色,属于高品质类的钻石。
G-H级:接近无色。不过也会有一点点轻微颜色,相比以上三种,颜色就会比较容易看出来。
I-J级:接近无色,可检测轻微的色彩。
K-M级/N-Z级:颜色偏深,火彩差。
4、4C标准之纯度
纯度也有自己的替代词,我们以在十倍的宝石放大镜下来解释纯度:
FL:观察钻石的纯净度,完全无法再宝石内部和外部看到残留物。
IF:观察钻石内是没有瑕疵的,钻石表面上回有一些瑕疵。
VVS:观察钻石,在内部和外部都有一点点的瑕疵。
VS:观察钻石,内外都会有微小瑕疵。
SI:观察钻石,很容易看到瑕疵。
高品质裸钻鉴别的方式有:
1、颜色:从颜色上来讲,我们要首先要掌握裸钻的颜色级别:D-J是无色级别,G-J是近无色级别,我们在选购裸钻的时候要选择H以上级别的裸钻。
K以下的不论多么便宜我们都没有购买的必要性,因为K以下的裸钻从颜色上来讲就太黄了,色度太差。但是我们也不用买D级别的,虽然无色度很高,但是太过昂贵,普通人买H以上的就好了。
2、净度:除了色度外,净度也是评价裸钻价值高低的一个重要标准,但是这个标准我们是用肉眼看不出来的,必须要用专业的显微镜才能够看出差别。
因而我们在门店选择裸钻的时候,关于净度这方面我们只要知道,从FL,IF,VVS1,VVS2,VS 1,VS2,SI1,SI2,SI3,P1,P2,P3是由高到低的排列顺序,我们在看裸钻的鉴定书的时候,可以看看它上面写的钻石净度是哪个档位的,就可以做出预估判断。
3、切工:除了颜色和净度外,切工也是有其严格的等级标准的,并且在裸钻里面,三项EX切工的价格会比普通切工的价格高5%左右。因而如果我们购买的是裸钻被标注是三项EX切工的话,那么价格上可能会略高一点,除此之外,其他的基本上价格浮动不大。
4、重量:还有能够影响裸钻价格的就是重量了,这个不用小编多说,在上述标准同等的情况下,一克拉的裸钻肯定是要比五十分的贵很多。
所以裸钻鉴别很重要的一点就是会看颜色,然后记住净度的高低标准符号,以及懂得一些钻石切工的手法,掌握这些之后,我们就可以放心地在情人节带着女友去逛街买钻戒啦。
5、品牌:挑选钻戒除了要看钻石4C之外,品牌也是非常重要的,定制品牌钻戒会更有保障,在筛选时,要注重口碑。
如近几年来很火的钻戒品牌I Do,我愿意,有浪漫美好的寓意,受到众多名人及情侣的青睐。在求婚或结婚选择这样有寓意的钻戒品牌,自然是更有意义啦。
在人们的珠宝奢侈品中,钻石是指抛光钻石,也是爱情和忠诚的象征。人们对钻石形成的原因很好奇。我来给你详细解释一下钻石是怎么形成的。钻石形成的原因钻石的结构特征:钻石由碳元素组成,是碳元素的一种晶体,硬度为10。它是自然界中最坚硬的天然矿物,密度为3。53(001)克/立方厘米,折射率为2。417,离散度为0。044它是钻石经过切割、研磨后的产物,在钻石矿物中约有五分之一可以达到宝石级,被称为宝石级钻石,在国外被称为“毛坯钻石”或“钻坯”。毛坯切割打磨成切割形状后,称为裸钻,国外称为成品钻或抛光钻。英文名Diamond来源于希腊语amount,意思是“坚硬、不可侵犯、不可战胜”。金刚石和石墨都是由碳组成的。金刚石和石墨是在不同的温度和压力条件下形成的,它们在温度和压力条件的变化下可以相互转化。钻石属于立方晶体,硬度为10,石墨属于六方晶体,硬度为1。它们具有不同的晶体结构,并且是结晶碳的两种同质多晶型物。只有在一定的压力和温度下,碳才能结晶成金刚石。钻石的形成:最早的天然钻石形成于地球内部,温度为900-1600℃,压力为(45-6)×109Pa,相当于地下130-200km的深度。理论上,只要满足条件,钻石随时都可以形成。目前开采的钻石大多形成于33亿年前和12-17亿年前。形成钻石的碳来自地幔中熔化的岩浆,或者是因为地壳的运动。地壳中的碳带聚集在地球深处,在合适的条件下结晶成钻石。还有一种外在的方式产生钻石。陨石撞击大陆时,瞬间产生的高温高压也可能产生钻石。但这种方式生产的钻石往往比较小,质量差,一般没有经济价值,不能作为珠宝加工的钻石。钻石的发现:钻石首先在印度被发现。随着人们对钻石的渴望,钻石的勘探和开采越来越受欢迎。金刚石矿床分为原生矿和次生矿。原生矿石是由地球的地质运动产生的。地震和火山活动将富含金刚石的矿物带到地表或地表附近的区域,其中大部分是富含金刚石的金伯利岩和煌斑岩,以及火山口附近的填充物和岩壁和基岩中的根部沉积物。在自然的作用下,次生矿石由原生矿石搬运沉积而成。大部分经风化和雨水冲刷,残留在山坡、河流和海岸形成矿床,多为砂矿。钻石的形成和发现过程大致是这样的,不像黄金等贵金属。21世纪以来,钻石价格一直保持稳定增长的趋势,逐渐成为投资者的首选。钻石的鉴定方法简单识别钻石的简单鉴别方法:需要10-20倍的放大镜辅助,做几个简单的观察。观察钻石的腰部。腰部用沙子磨的话最好用这个方法。因为钻石比任何仿制品都硬,不会有仿制品那样的细线。钻石的腰部是颗粒状的。钻石比仿制品坚硬,仿制品的刻面往往比钻石钝,但钻石的刻面一定要锋利。因为钻石比仿制品坚硬,仿制品的刻面边缘经常磨损。如果钻石有自然表面,就有机会在自然表面找到钻石独特的“三角形生长线”。如果一颗钻石破碎,它的外观通常是阶梯状的,而仿制品是弯曲的或贝壳状的。硬度检查钻石是已知最坚硬的天然物质,没有任何东西可以标记它们。如果可以,那就不是钻石了。热传导试验呼吸的同时对钻石和其他类似的项目进行辩论。如果是钻石,其表面凝结的水雾应该比其他物品上的水雾蒸发得快。这是因为钻石的导热性很高。观察法反射光用放大镜可以观察到钻石的腰部呈现非常精细的磨砂状,反射光闪闪发光。钻石的这一特性是独一无二的。看生长点在放大镜下观察,真钻的晶面上往往有凹槽和三角形生长点,而假货有三种:①普通玻璃加氧化铝,因折射率和色散增加,容易误入,但硬度较低。②由化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制,硬度相近,但折射率低且有双折射现象,放大镜下可见重影。铅笔标识铅笔的化学成分是碳,就像钻石一样,只是物理结构不同,所以很多人用一支铅笔来检测钻石的真伪,这是比较实用有效的方法。鉴定时,他们要先用水打湿钻石,然后用铅笔轻轻划线。在真钻石的晶面上,铅笔划到的地方是没有痕迹的,而如果不是钻石,而是玻璃、水晶等材料,就会在表面留下痕迹。一般会用铅笔标注,以鉴别钻石的真伪。这个它硬度高,折射性好,但是旋转时会反射更多的彩色光,和正品旋转时只反射微弱的**和蓝色光有明显区别。钻石切割程序一颗钻石毛坯看起来不起眼,必须经过精心的切割、打磨、加工,才能成为我们习以为常的闪亮钻石。所以钻石的车削直接影响钻石的价值,下面详细介绍。当然,理想的切割效果是保持钻石的最大重量,最大限度减少瑕疵,充分展示钻石的美,使其熠熠生辉。一般切割过程包括以下步骤:1划线(Marking):这是钻石切工的第一步。首先,检查钻坯,在钻石表面做标记。做这项工作的人经验丰富,精通加工技术。最终目标是生产出最大、最干净、最完美的钻石,从而尽可能高的体现钻石的价值。抄写员必须注意两点:保持最大重量,尽量减少夹杂物。划线员用放大镜研究钻坯的结构。如果是大钻石,这个工作可能需要几个月,而对于普通钻坯,则需要几分钟。但是,再小的钻石毛坯,每颗钻石都必须经过详细的检验,才能做出正确的判断。抄写员用印度墨水在钻坯上做了记号,表示钻坯要沿着这条线分。通常情况下,线尽可能沿着钻石的自然纹理方向画。裂开切割者将画好线的钻坯放在夹持器上,然后用另一颗钻石沿分割线切割出一个凹痕,再在凹痕上放一把方形刀,用手适当用力敲击。钻石会沿着纹理方向分裂成两块或更多块。锯切大部分钻石不适合劈开,需要用锯子切割。由于只有钻石才能切割钻石,所以锯片是磷青铜圆片,边缘涂有金刚石粉和润滑剂。钻石固定在夹具上,锯盘高速旋转切割钻石。将现代激光技术引入金刚石切割,大大提高了钻坯的加工效率。采取想要的形状锯好或劈好的钻石送到磨圆部进行磨圆整形,即根据设计要求,将钻石做成圆形、心形、椭圆形、尖形、祖母绿形等常见的切花形状,或其他特殊形状。由于钻石是迄今为止人类公认的最坚硬的天然物质,只有钻石才能打磨钻石,钻石的硬度在各个方向都略有不同。所以打磨的时候要靠经验来把握钻石的基本形态:三面体、八面体、十二面体和晶体特征。一般方法是在车床上高速转动钻坯,然后用另一只手臂上的金刚石把转动的钻坯磨圆。擦亮在涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上,所有的刻面(刻面)都被转动,使钻石闪闪发光。打磨工艺通常是,先在底层做8个大面,再做16个小面。有尖底,有25个刻面,从这些刻面延伸出三角刻面、风筝刻面、腰刻面,共33个刻面。这样的圆形钻石一共有58个刻面,如果没有尖底刻面,则有57个刻面。并不是每个钻坯都要经历以上所有的工序,这取决于钻坯的特性和要达到的目标。例如,上述“扁平”钻坯可能不需要分割,或者祖母绿钻石可能不需要倒圆。然而,对于任何一颗毛坯钻石来说,都有两个必不可少的过程,即“划线”、“削片”和抛光。一颗精雕细琢的钻石所产生的花瓣表面的位置和角度都是经过精确计算的,这使得钻石最闪耀。随着科技的进步,激光技术和计算机技术的引入,可以使钻坯的设计和切割更加精确。钻石的化学成分钻石的化学成分是碳,碳是宝石中唯一的单一元素,属于等轴晶系。它往往含有005%-02%的杂质元素,其中最重要的是N和B,它们的存在与钻石的种类和性质有关。大多数晶体是八面体、菱形十二面体、四面体及其集合体。纯钻无色透明,因微量元素的混合而呈现不同的颜色。强烈的钻石光泽。折射率为2417,色散适中,为0044。各向同性物体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试,反应最灵敏。硬度为10,是目前已知最硬的矿物。其绝对硬度是应时的1000倍,刚玉的150倍。它害怕重重的一击,重重的一击之后就会被劈碎。一组完全裂开。密度为352克/立方厘米。钻石是会发光的,当暴露在阳光下时,它们在夜间会发出淡淡的青色磷光。x射线照射会发出天蓝色的荧光。钻石的化学性质非常稳定,在常温下不容易溶于酸和碱,酸碱也不会对其产生作用。钻石与同类宝石和人造钻石的区别。宝石市场常见的替代品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝石榴石、钇镓石榴石、人造金红石等。人造钻石最早由日本在1955年研制成功,但没有批量生产。因为合成钻石比天然钻石贵,所以合成钻石在市场上很少见。钻石可以通过其独特的硬度、密度、色散和折射率来区别于类似的宝石。如类金刚石立方氧化锆无色,分散性强(0060),光泽强,密度高,为58g/cm3,手感厚重。钇石榴石的分散性较软,肉眼很难与钻石区分。看看钻石是如何形成的,看看:1金矿是怎么形成的?2月光石是如何形成的?3雷电是如何形成的?4泻湖是如何形成的?5贝壳的珍珠是如何形成的?
钻石的矿物名称为金刚石,英文名称为Diamond,源自希腊语“adamant”,意思是“坚不可摧”。
钻石与红宝石、蓝宝石和祖母绿一起并称为四大珍贵宝石。目前钻石已成为结婚的信物,并被誉为四月的生辰石,象征坚韧、永恒和纯洁无瑕。
一、钻石的化学成分和分类
1化学成分
钻石是具有立方结构的碳。主要成分是C,其质量分数可达9995%,次要成分有N、B、H等。其他微量元素还有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr等。
2分类
钻石的分类最早由Robertson、Fox和Martin等三人根据钻石在红外区吸收带和对紫外光透射的差异提出,他们认为Ⅰ型钻石能透过400~300nm的紫外光并在红外区显示与氮有关的吸收带,而Ⅱ型钻石可透过低至220nm的紫外光并在红外区无明显的吸收带。
1959年美国的Kaiser和Bond发现Ⅰ型和Ⅱ型钻石的差异与杂质氮有关,后来人们又发现在含氮的钻石中氮的最常见的存在形式不只一种,氮以单个氮原子分散在钻石中,称为C心、以原子对集合体出现,称为A心、3个氮形成的原子团称为N3中心,而多于4个原子的原子团则称为B集合体(B心),也可为一些较大的有几个原子厚的扁平层偏片晶氮存在,称为D心。钻石的分类是按照是否含氮和硼及氮的聚型类型划分如下(表14-1-1)。
表14-1-1 钻石的分类
天然钻石中Ⅰa型钻石约占98%以上,Ⅱa型占1%左右,Ⅰb型和Ⅱb型很少,人工合成钻石中以Ⅰb型为主,少量为Ⅰb和Ⅰa型混合型。
二、钻石的结构与形态
1晶体结构
钻石属等轴晶系, ;a0=035595nm;Z=8,具立方面心格子,C原子位于立方体角顶和面的中心,将立方体平分为8个小立方体,在其中4个相间排列的小立方体的中心还存在C原子,呈四次配位。每个C原子以SP3外层电子构型与相邻的4个C原子形成共价键(如图14-1-1)。C—C间距为01542nm,C-C-C键角109°28′16″。
图14-1-1 钻石的晶体结构
2形态
钻石属六八面体晶类,Oh-m3m(3L44L36L29PC),常见单形:八面体o{111},菱形十二面体d{110}、立方体a{100}及其聚形(图14-1-2a和图14-1-2b)。
图14-1-2a 钻石的常见晶形
钻石晶体通常呈歪晶,由于溶蚀作用使晶面棱弯曲,晶面常发育阶梯状生长纹、生长锥或蚀象,且不同单形晶面上的蚀象不同,八面体晶面上可见倒三角形凹坑,立方体晶面上可见四边形凹坑,十二面体晶面上可见线理和显微圆盘状花纹。
钻石的双晶依(111)最普遍,可成接触双晶、星状穿插双晶或轮式双晶。其中三角薄片(macle)接触双晶具有典型的扁平三角形外观,在双晶两个平面结合处环绕钻石有明显的青鱼骨刺纹,在钻石贸易中称为结节。
三、钻石的光学性质
1颜色
钻石的颜色分两个系列:即无色—浅**系列和彩色系列。无色—浅**系列钻石的颜色为:无色至浅黄、浅褐;彩色系列钻石的颜色一般为深黄、褐、灰及浅至深的蓝、绿、橙黄、粉红、红、紫红色,偶见黑色。
图14-1-2b 钻石晶体不同聚形示意图
大多数彩钻颜色发暗,强至中等饱和度、颜色艳丽的彩钻极为罕见。彩钻是由于少量杂质 N、B和H原子进入钻石的晶体结构之中,形成各种色心而产生的颜色。另一种原因是晶体塑性变形而产生位错、缺陷,对某些光能的吸收而使钻石呈现颜色。
(1)黄至棕**钻石的颜色是由于N原子代替C原子而产生的。理想的钻石晶体是禁带很宽的半导体,宽的禁带避免了可见光范围内的一切可能吸收,因此理想的钻石是无色的。当N原子代替部分C原子时,由于氮外层有5个电子,代替碳原子后多余一个电子,这电子在禁带中形成一个新的能级,相当于减少了禁带宽度,从而使得晶体能吸收可见光范围内的光能而呈现颜色。N原子代替C原子有不同的形式,一种情况是孤立的N原子代替C原子,它对能量高于22eV(波长小于560nm)的入射光有明显的吸收,使钻石呈现一系列**、褐色、棕色,其颜色很鲜艳浓郁,Ⅰb型钻石的颜色往往由该种色心引起;另一种情况是金刚石内N原子可移动聚合在一起形成多个N原子集合体,这种集合体对400~425nm光有明显的吸收作用,同时对4772nm有弱吸收,由于人们对4772nm吸收反应灵敏,4772nm蓝光被吸收后,钻石呈现**。
(2)蓝色钻石:从晶体完美程度来讲,蓝色钻石是最好的,也是极罕见的。它不含N却含有微量B(wB<1%),属Ⅱb型钻石。正是这些B使钻石呈现美丽的蓝色。少数含H杂质的钻石也呈蓝色。
(3)粉红色钻石和褐色钻石:这两种彩钻都是由于钻石在高温和各向异性压力的作用下发生晶格变形而产生的颜色,相比之下粉红色钻石罕见得多,因而极其昂贵。这种晶体缺陷在极端情况下可形成紫红色钻石。
(4)绿色钻石:绿色和蓝绿色钻石通常是由于长期天然辐射作用而形成的。当辐射线的能量高于晶体的阈值时,碳原子被打入间隙位置,形成一系列空位-间隙原子对,使钻石的电子结构发生变化,从而产生一系列新的吸收,使钻石着色。若辐照时间足够长或辐照剂量足够大,可使钻石变成深绿色甚至黑色。辐射造成的晶格损伤有时还可形成蓝色钻石和黄褐色钻石。
2光泽
钻石具有特征的金刚光泽,金刚光泽是自然界透明矿物最强的光泽。但钻石的光泽有时会因表面不平而显得暗淡。
3透明度
钻石的透明度为透明-不透明。纯净的钻石应该是无色透明的,但由于地质条件的复杂性,常有杂质元素进入钻石的晶格或以包裹体的形式存在于钻石中,使钻石的透明度受到一定的影响。
4光性
钻石属等轴晶系,为均质体,在正交偏光下全消光,但有些钻石由于内部应变或内部含有包裹体,偶见异常消光。
5折射率
钻石为单折射宝石,在钠光(5893nm)中折射率为2417,超过了常规折射仪的测试范围,是透明矿物中折射率最大的。
6色散
钻石的色散强,色散值为0044,比天然无色透明宝石的色散都高,所以我们在切割标准的钻石表面能看到漂亮的“火彩”。
7发光性
(1)紫外荧光:钻石在紫外灯下的荧光可有不同的反应,有些钻石发光很强,有些则不发光。钻石在长短波紫外光下可呈现从无至强的蓝色、**、橙**、粉色等荧光,通常长波较短波的荧光强。
(2)X射线荧光:钻石在X射线下一般呈现蓝白色的荧光,且稳定性好,在钻石开采中可根据钻石X射线下的荧光特性,将其他砾石分选出去。
(3)阴极发光:阴极发光可揭示钻石的内部生长结构,钻石在阴极发光仪的电子束照射下,绝大多数钻石会发出阴极荧光,主要呈现蓝色、橙红色和黄绿色,天然钻石和合成钻石的生长条件不同,表现出的生长结构也不同,目前阴极发光技术已成为鉴别钻石是天然的还是合成的主要手段之一。
8吸收光谱
无色—浅**的钻石,在紫色区4155nm处有一吸收谱带;其他颜色的钻石的吸收线位于453nm,466nm和478nm处;褐—绿色钻石,在绿区504nm处有一条吸收窄带,有的钻石可能同时具有415nm和504nm处的两条吸收带。辐照改色的**钻石可能在498nm,504nm和592nm处有吸收带。
四、钻石的力学性质
1解理
钻石有四组八面体{111}方向的中等解理,{110}、{221}的不完全解理。图14-1-3为钻石{111}方向解理示意图。
图14-1-3 钻石{111}方向解理示意图
2硬度
钻石的摩氏硬度为10,是自然界最硬的矿物,钻石的硬度具有各向异性的特征,不同方向硬度不同,其八面体晶面的硬度大于立方体晶面的硬度,因此在钻石加工中可用钻石研磨钻石。
钻石具有很强的抗磨性能,摩擦系数小,其抗磨能力是刚玉的90倍。这种特性使钻石能高度抛光,并使每个小面边棱锐利、挺直。但值得注意的是,钻石虽硬,但常显脆性,在外力冲击作用下很容易破碎。
3密度
钻石的密度为352(±001)g/cm3,因钻石成分单一,并且纯度较高,所以钻石的密度相对很稳定。
五、钻石的内含物
钻石的内含物主要有浅色至深色矿物包体、云状物、点状包体、羽状纹和生长纹。矿物包裹体主要是钻石、橄榄石、辉石、石榴子石、锆石、刚玉、黑色石墨、暗色的赤铁矿、钛铁矿、铬铁矿、硫化物等。云状物由云雾状白色或灰色包体组成,羽状体则包括开放式裂隙和隐蔽式裂隙两种裂隙类型。此外,钻石中还可见生长纹和解理等特征。
六、钻石的电学性质和热学性质
1电学性质
Ⅰ型和Ⅱa型钻石是绝缘体,室温下电阻率为1014~1015Ω·cm。通常情况下,Ⅱb型钻石因含硼而电阻率降低,为25~108Ω·cm,为P型半导体,钻石半导体的电阻值随温度变化特别灵敏,甚至连很微小的变化(00024℃±)都能在瞬间被记录下来,这一特点被广泛应用于真空仪器和精密测温的仪器中。
2热学性质
(1)导热性:钻石具有很高的导热率,且导热率与含氮量有关。若300°K下其导热率为铜的3倍,则其含氮量<300×10-6。Ⅰa型钻石的含氮量多高于此值,故不宜作散热元件。Ⅰb和Ⅱ型钻石含氮量低,均具有很高的导热率,适于作散热元件。其中Ⅱa型钻石的导热率最好,约比铜高6倍,在190℃则升至30倍左右。
根据钻石的高导热率,宝石鉴定中可用钻石笔(热导仪)鉴定钻石和其仿制品;若简单地对着样品哈气,如果是钻石,则表面上的那层雾气比仿制品要消失得快,这是因为钻石传热快,钻石提供的热量让水膜迅速蒸发的缘故。
(2)热膨胀性:钻石的热膨胀性非常低,温度的突然变化对钻石的影响很小,但若钻石中有裂隙或含有热膨胀性大于钻石的包裹体时,温度的突变可能使钻石发生破裂。
(3)可燃性:高温下钻石可燃,燃点在空气中为850~1000℃,钻石在氧中加热到650℃时,即缓慢燃烧而变为气体二氧化碳。燃点和钻石与空气的接触面及增温率有关,一般小颗粒钻石比大颗粒钻石易燃。激光打孔就是利用该原理在很小区域内提供集中的热量,使空气中的氧将钻石中的暗色物质烧掉。在绝氧并加压的真空条件下,钻石加热到1800℃,可转变成石墨。
3其他性质
(1)表面性质:钻石表面具有亲油性和疏水性。由于钻石由非极性的碳原子组成,对水的H+和(OH)-不产生吸附作用,即水对钻石不产生极化作用,故钻石具有疏水性。
(2)化学稳定性:钻石对任何酸都是稳定的,甚至在高温下,酸对钻石也不显示任何作用,但在含氧盐类和金属熔体中,钻石很容易受侵蚀。
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