钻石鉴定相关仪器

一、热导仪

物质的热能可通过三种方式进行传递：传导、对流和辐射。在室温条件下，主要是传导。

热有四种固有的特性，即热导率、热扩散率、传热系数和比热容。其中热导率对于物质而言是一常数，表示每秒钟通过一定厚度的物质的热量。热导率的测量单位为瓦特每米每摄氏度（W/m·℃）。热导仪是根据宝石的导热性能设计并制造的，它是一种用途较为专一的鉴定仪器。由于在所有宝石中，钻石具有极高的导热性能，因此，热导仪主要用于鉴别钻石及其仿制品（见图2-1-56）。

图2-1-56 热导仪外观

（一）设计原理

对于非均质体晶体而言，因为晶体结构的异向性，不同方向热导率不同。

通常认为热量的传递是通过自由电子和光子进行的。因此，金属的热导率较非金属大，而非晶质体中由于结构单元的无序性，光子产生更多的散射，因此晶体的热导率（λ较非晶体大。然而钻石是一例外，虽为非金属，但其热导率却比金属还要大（见表2-1-4）。其原因是，钻石的热导率与钻石晶体中碳原子振动或共振频率有关。在钻石晶体中，C原子非常轻，而结合的键力却很强。因此，原子的震动或共振频率非常高，并且C原子振动时消耗的能量非常小，热量可以非常迅速地传过钻石而不会被吸收。

表2-1-4 几种材料的热导率

（二）结构

热导仪包括热探针、电源、放大器和读数表四部分。读数表可由信号灯或鸣叫器代替，显示测试结果。电源为热探针供热，并为整个仪器供电。整个热导仪的关键元件是热探针，仪器内部结构如图2-1-57所示。

图2-1-57 热导仪结构示意图

电热元件为铜针，铜针两端连接仪表形成电路，即组成了热电偶。接通电源，经预热，铜针升至一定温度即可测试。当铜针外端与宝石表面接触时，热量传递给宝石，铜针外端降温，温度变化通过热电偶测出，再经过放大器和读数表或蜂鸣器显示结果。

（三）测试

1）待测宝石必须干燥和干净，测试应在室温下进行。

2）打开仪器开关，预热。手握探测器，以直角对准测试宝石，若探头接触了金属托，许多仪器会自动发出警报声。

3）施加一定的压力，仪器显示出光和声信号，得到测试结果。

（四）注意事项

1）热导仪的探头非常精细，因此在使用过程中，必须小心以免损坏。使用完毕应立即盖上保护罩。

2）电池电力不足时应及时更换，以免测量结果不准确。

3）长时间不使用，应将电池取出，以免造成仪器的腐蚀与损坏。

4）定期清洁探头，测试前将探头在一张软纸上轻擦即可。

5）测试裸石时，应使用金属托盘作为底托，热导仪通常有此附件。测试小粒宝石，如分钻，光和声信号可能不会很强。

6）在测试时，铜针应尽可能与测试宝石表面垂直接触。

7）宝石表面应干净、干燥，排除宝石之外的干扰。

8）尽量控制室内空气的流通，如不要急促呼吸，不要正对空调或窗户测试。

二、钻石确认仪（DiamondSureTM）

钻石确认仪（Diamond SureTM）是一种快速的天然钻石筛选仪器（见图2-1-58），可以检测重量在010～10ct范围内的无色—浅**（Cape系列）抛光钻石，它可以在各种环境下对已切磨钻石进行鉴定、对有怀疑的样品建议做进一步检测分析。但是被“建议做进一步检测”的样品，样品必须经附加检验才可确认其准确的产品类别，因为该仪器尚不能识别某些罕见天然钻石（大约占所有普通钻石的1%～2%）。钻石确认仪主要用于检测无色或基本无色的钻石。通常来讲，棕色天然钻石或其他彩色天然钻石鉴别后很容易显示“请进一步检测”，但天然黄钻石例外。该仪器可以鉴别**合成钻石与天然**钻石。钻石确认仪并不适用于其他宝石或钻石仿制品的鉴别分类，也不能用于检测天然钻石进行了何种人工处理，如裂缝填充、辐照或热处理等。

图2-1-58 钻石确认仪（Diamond SureTM）及其显示内容

钻石确认仪操作简便，既可用来检测未镶嵌的钻石，也可检测简单镶嵌过的钻石。检测时，将抛光的待测样品台面朝下放在光纤点中心位置、按“检测”键，这时仪器将自动检测并分析样品的可见光吸收光谱，几秒钟后显示屏上将出现测试结果。如果样品处于良好的检测状态、操作准确，会有以下几种结果之一出现在液晶显示屏上：

1）显示“通过”说明样品为天然钻石，无需做进一步检测。

2）显示“通过，请作热仪检测”的样品，如果在热导仪检测时显示为“钻石”，则该样品为天然钻石。合成立方氧化锆在钻石确认仪上也显示这样的结果，但热导仪检测不会显示为钻石。

3）显示“建议作进一步检测”，如合成钻石将会显示这一结果或者是以下两种结果之一。许多钻石仿制品也会显示这一结果，偶尔在检测天然钻石时也会出现这种信息，尤其是彩色钻石，但是通过常规宝石鉴定就可以确认。

4）显示“请进一步检测（Ⅰb型成分）”：Ⅰb型成分是**合成钻石的特点。在极少数情况下，天然钻石也可能显示此特性（这种极少的天然钻石则被称为“金丝雀黄”）。大部分浅**合成钻石经检测都会显示此结果。

5）显示“请进一步检测（Ⅱ型）”：所有无色天然Ⅱ型钻石、合成Ⅱ型钻石以及钻石仿制品都会显示如此结果。偶尔也会有Ⅰ型钻石检测后显示此信息。如果需要鉴定类别，该仪器的检测结果还需要通过红外吸收光谱分析确认。

6）显示“请进一步测试（碳硅石检测）”：碳硅石一般都能被钻石确认仪辨识，大部分都会显示本条信息。进行一些简单的宝石鉴定测试就可区别碳硅石和钻石。

实验性检测表明天然钻石中大约只有1%的天然钻石在钻石确认仪检测会被要求“建议作进一步检测”，这其中包括了稀少的Ⅱ型钻石和极少部分Ⅰb型钻石，这并不能肯定它们就是合成钻石或钻石仿制品，这种情况下常规的宝石学方法鉴定是不可缺少的。

总之，钻石确认仪是一种天然钻石快速分辨仪器，易于操作，能将所有的合成品及仿制品筛选出去，能识别Ⅱ型钻石和合成碳硅石。DTC对60万粒天然钻石样品进行过测试，98%的天然钻石样品“通过”钻石确认仪检测，不需要其他检测；仅不到2%的样品需要做其他的检测，以判断其是否为天然钻石。

三、钻石观测仪（Diamond ViewTM）

Diamond ViewTM是Diamond SureTM的绝好补充，运用钻石观测仪对样品的荧光图谱进行分析，可对被钻石确认仪“建议作进一步检测”的样品做准确鉴定。 当然，Diamond ViewTM也可以作为检测或研究仪器单独使用。Diamond ViewTM的原理是依据天然钻石与合成钻石的荧光图谱显示不同的生长结构，合成钻石在短波紫外光下呈现特征的生长区结构荧光图谱，从而可与天然钻石相区分。Diamond ViewTM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（见图2-1-59）。

图2-1-59 钻石观测仪（Diamond ViewTM）

使用时将已抛光的钻石样品置于真空样品仓的短波紫外光下，电脑显示屏上会出现样品的紫外荧光图谱，操作者可方便地对焦于样品表明并选择适当的放大率。按“UV”（即紫外光）键，可见光关闭，紫外光打开，当显示屏上出现合适的图谱时，按“Capture”（即抓图）键，图像会保留在显示屏上。紫外灯熄灭后，显示屏会自动出现磷光图谱，以作检查。通常情况下近无色的天然钻石磷光很弱，而HTHP合成钻石磷光都很强、持续时间也长。磷光图谱会显示在屏幕的右下角。

与Diamond ViewTM连接的电脑中存有各种天然和合成钻石的紫外荧光图样，可直接将待测样品的荧光图样与之对比，从而得出结论。

总之，对钻石确认仪“建议作进一步检测”的样品，可借助钻石观测仪作荧光图谱分析。钻石观测仪可利用强短波紫外灯照射样品，激发样品获取荧光图谱，如HPHT合成钻石的荧光图谱显示特别的几何型生长区结构，从而达到进一步检测的目的。

四、590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

用热导仪测试钻石和合成碳硅石时，两种材料均显示为钻石，二者无法区分。为此美国C3公司设计了590型测试仪，用于热导仪测试之后进一步区分钻石和合成碳硅石。590型测试仪体积小，携带方便，用途专一，操作简便（见图2-1-60）。

图2-1-60 590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

590测试仪的设计原理是在导热性测试后，检测宝石对紫外光的吸收。钻石不吸收紫外光，紫外光可以穿透钻石，而合成碳硅石对紫外光有强烈的吸收。

测试时使宝石台面与仪器光导纤维探头端部保持垂直并接触（镶嵌钻石的金属托不能与探头接触）。如果是钻石，就能激活蜂鸣器和绿色指示灯；如果是合成碳硅石，只要宝石的台面与探头保持接触且未翻转，则绿色指示灯和蜂鸣器就应处于关闭状态。

590型测试仪为精密光导纤维电子仪器，必须在正常温度、湿度下使用，不得储存在有化学品的地方。光导纤维探头的端部应保持清洁。清洁探头时，应使用蘸过酒精的棉签轻轻擦拭其端部，然后用柔软的棉布擦干。由于光导纤维探头从测试仪中伸出，所以必须小心操作，以免对其造成损伤。590型测试仪在不用时，必须把防护滑板盖住测试口以保护探头。不得用手指直接触摸从590型测试仪的窗口可以看见的卤灯，因为卤灯在点亮后温度很高，皮肤上的盐分和油分对其有损坏。应用清洁的塑料或布擦拭卤灯，如果卤灯被手指触摸到，必须在使用前用酒精棉签擦拭干净。

五、反射仪

在宝石鉴定中，反射仪主要用于测试折射率超过标准折射仪极限的高折射率宝石的近似折射率，如人造钇铝榴石、钆镓榴石、钛酸锶、合成立方氧化锆、钻石等。

（一）原理

反射率是指单位时间内从界面单位面积上反射光的强度与入射光的强度之比。宝石对光线的反射程度取决于该宝石的分子结构和成分，还取决于宝石表面的抛光程度。

反射仪是根据宝石的反射率性质设计的一种仪器，它可以测量从宝石表面返回的光量。宝石的反射率与折射率之间存在准线性关系，即：

反射率＝反射光线的强度/入射光线的强度＝（n1-n2）2/（n1+n2）2

式中：n1——宝石的折射率；

n2——周围介质的折射率，空气的折射率为1。

根据各种宝石的折射率，可以依上式计算出各种宝石的反射率。由于宝石的折射率有一定的变化范围，因此宝石的反射率也存在一定变化范围（见表2-1-5）。

表2-1-5 常见宝石的折射率与反射率（R）

（二）反射仪的结构和使用

LC特朗姆帕（Trumper）于1959年设计出了世界上第一台测定宝石反射率的仪器。目前采用电子反射仪，利用远红外线发光二极管作为入射光源，用袖珍的光电管检测从宝石表面反射的光量，从而达到鉴定宝石品种的作用。

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2-1-61所示。内部有一个发光二极管和一个光电接收器。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一束波长930nm的红外光，以大致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的强度成正比。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2-1-61 反射仪原理图

反射仪显示器上的刻度，分为高、低两档。低档反射率范围是278%～8%；高档反射率范围是8%以上。两档在测定时可由按钮变换。只有宝石的折射率大于180，即反射率高于8%时，才适用于反射仪。

（三）使用反射仪的注意事项

目前，大多型号的反射仪已把反射率转换成了折射率，但其测量精度不如常规折射仪，只能达到±005。使用反射仪应注意以下事项：

1）对于折射率低于180的宝石，不宜使用反射仪，尽量用折射仪来测定。

2）所测样品必须具有抛光良好的平面且大于测试孔，否则接收不到仪器信号或导致读数过低。

3）样品内部的包体的反光可导致读数出现偏差。

4）每个样品从多个方向测量，以保证结论的准确性。

5）样品表面要求洁净无污物，否则影响光的反射，导致结论错误。

6）可以将热导仪和反射仪结合使用。

另外，应特别注意合成碳硅石在空气或氧气中经高温处理后，表面可形成一层的二氧化硅薄膜，降低了合成碳硅石的反射率，使其在反射仪上的读数与钻石相似。

（1）光泽及色散：抛光良好的钻石光泽较原石更强，标准切工的钻石能很好地体现钻石的高色散值。钻石的仿制品，如CZ、人造钛酸锶等，光泽和色散值虽然接近钻石，但“火彩”呆板而单调，钻石的“火彩”较柔和。

（2）压线试验：将样品台面向下放在画有线条的纸上：从亭部向台面观察，若看不见台面下纸上的线条即为钻石；若能看到划线，说明是折射率值较低的钻石仿制品。因为钻石的切工通常是标准圆钻型，几乎没有光能够通过亭部刻面，因此看不见台面下纸上的线条。

但需注意折射率很高的钻石仿制品，如人造钛酸锶和合成金红石等，从亭部向台面观察也看不到纸上的线条。

（3）倾斜试验：将样品的台面向上，置于暗背景中，从垂直台面的方向开始观察，逐渐将样品向外倾斜，直至远离台面区域。如果亭部刻面保持反光现象，则为钻石；反之不是钻石，由于非钻石材料亭部刻面会产生漏光而出现暗窗。

（4）滴水性试验：将小水滴滴在样品台面上，若水滴能在样品表面保持较长时间，则为钻石；若水滴很快散开，则为钻石仿制品。

（5）呵气试验：对样品呵气，如果附在样品表面的水汽很快蒸发，则为钻石（钻石热导率大）；如果样品表面的水汽蒸发很慢，则为钻石仿制品。进行此项试验时，最好使用放大镜观察。由于水汽蒸发速度受室温的影响很大，该方法不宜在温度较高的夏季采用。

（6）相对密度测试：无论是宝石戒面还是原石，相对密度检验是鉴定钻石的有效手段之一。通常采用静水力学法，以四氯化碳作为介质，能得到精确的相对密度值。测量时需注意对于1克拉以下的样品，该测试方法误差较大。多数仿钻材料，如 CZ、YAG、GGG、铅玻璃等均通过相对密度的测定与钻石区别。

（7）吸收光谱：天然产出的钻石绝大多数是 Ⅰa型（约占98%），由氮元素致色，此类钻石在415 nm处有一强吸收带。但普通分光镜分辨率较低，415 nm处于紫区，不易观察。如用 U-V分光光度计（紫外分光光感计），采用低温技术可以获得准确的钻石吸收光谱。

（8）导热性测试：室温下钻石的热导率从Ⅰ型的1000 W／m·℃变化到Ⅱa型的2600 W／m·℃，热导率次高的刚玉仅为40 W／m·℃，巨大的热导率差异是有效的钻石鉴定基础。热导仪可快速鉴别已镶嵌的钻石饰品（合成碳硅石除外）。钻石与合成碳硅石可用“莫桑仪”测试区别，或利用包裹体、相对密度等特征进行区别。

衡量一颗钻石品质的标准主要有四个维度，即重量（CARAT）、净度（CLARITY）、色泽（COLOUR）和切工（CUT），也就是通常所说的“4C标准”。这个标准由GIA(美国宝石学院）创立，是目前在世界上包括中国最为主流的钻石评价标准。

钻石由国际认可的宝石学家进行鉴定并签发第三方独立的意见书，基于4C标准，继而决定钻石价格。

颜色

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。中国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。

由D级往下，价格也变低，每个色级价格一般差10%-45%，高色级间的差价比低色级间的差价高。

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

名钻-金色庆典

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。

按中国的标准则可以细分出从LC到P级10个级别，P级以下一般不作为宝石用钻。已镶嵌钻石则划分为极好、很好、好、较好、一般5个级别。

钻石净度分为10级，但要留意“小级”。比如，在VS级中，就有VS1和VS2的差别。购买成品钻饰时，047克拉以下的钻饰，国家允许不分小级。因此你买小于047克拉的钻石时，要小心花了VS1的钱，买下了VS2的钻。

克拉

D级钻石

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）而在钻石的证书上，钻石的重量都精确到小数点后的第三位。

钻石很稀有，一般都不大。一般来讲，重量为01-024克拉的称为小钻，主要用于服饰或其他宝石饰品的群镶；重量为025-1克拉的称为中钻，主要用于钻石饰品的主体，作为戒指的价格也能够被大众所接受；大于1克拉的钻石可用于投资，已具备一定的保值、增值能力。

钻石重量是分级计价的，比如18-22分为20分级，28-39分为30分级等（具体可购买时详询）。一个级别的价差有时会达到1000元甚至更多，如果学会合理选择重量，就能省下不少钱。

切工

非洲之星Ⅰ

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。一般所见钻石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的石头色彩绝对是最绚丽的．

其它几种常见切割形式有圆形祖母绿型、椭圆形、梨形、公主方型、 枕形、心形、八心八箭-邱比特切工等。

切工标准在每个国家都有一定差别，中国国检把钻石的切工分为很好、好、一般三个级别。

如果说哪里买钻戒便宜的话，其实很多品牌的价格差异也是很高的，因为品牌的商家比如周大福、周生生他们必竟要加入品牌的附加值在里面，也相对高一点，价格相对来说不会很低，同时钻石主要的评价是以钻石的颜色、净度、重量、切工等四大标准来运量其钻石的价值，所以建议您到正规的网站去购买，如果你决定了在网上买钻戒的话呢，一定要找正规的网站呀，毕竟买钻戒的钱可不是一笔小的数目。我同事就是在金太福的网上商城为他女朋友实名制定制了一枚钻戒，定制的话可以考虑金太福钻石婚钻定制中心。据说金太福钻饰定制中心，专注于定制情感的钻饰。将爱情的点点滴滴融入到设计中。深受都市白领的青睐，我们办公室里的女同事都觉得他女朋友很幸福，我们都羡慕的不得了，都觉得这个男同事很体贴，我觉得这样的钻戒也很适合你跟你女朋友。

1、钻石透过密封袋检测出来采用X射线透视技术。这种技术是利用X射线能够穿透物体的特性，将被检测物品放置在X射线源和探测器之间，通过探测器接收和记录X射线的信息，从而得到物品的内部结构和成分信息。

2、在钻石检测中，测试人员将钻石样品放置在密封袋内，然后将密封袋放置在X射线透视仪器下方。透视仪器会发射X射线，并通过探测器接收和记录X射线透过袋子后与钻石相互作用的信息，然后利用计算机分析这些信息，从而得到钻石的大小、形状、内部结构和成分等信息，进而判断钻石的真伪。

1、首先，想要更好的辨别出人造钻石。可以在购买钻石的时候，在钻石的表面哈一口气，如果水雾很快的就散去了，就说明这个钻石是真的钻石，如果没有，就说明这个是人造的钻石。

2、其次，就是看钻石的颜色。要知道的是，天然钻石的颜色都是非常的自然和纯粹的，而人造钻石由于技术的缺陷，所生产出来的钻石的颜色都是非常的沉重的，像是棕色、**。因此，在辨别钻石的时候，也可以从颜色入手。

3、最后，想要更好的区别人造钻石，还可以在选购钻石的时候，在钻石表面滴一滴水，如果水珠没有散开，就说明这个钻石是真的。如果水珠散开了，就说明这个钻石是假的。这一点利用的就是钻石的亲油疏水的特性。

扩展资料：

钻石的用途：

1、工业用途

地质钻头和石油钻头金刚石、拉丝模用金刚石、磨料用金刚石、修整器用金刚石、玻璃刀用金刚石、硬度计压头用金刚石、工艺品用金刚石。若涂在音响纸盆上，音箱音质会大为改善。

2、慢性毒药

文艺复兴时期，用金刚石粉末制成的慢性毒药曾流行在意大利豪门之间。当人服食下金刚石粉末后，金刚石粉末会粘在胃壁上，在长期的摩擦中，会让人得胃溃疡，不及时治疗会死于胃出血，是种难以让人提防的慢性毒剂。

3、观赏宝石

钻石由于折射率高，在灯光下显得闪闪生辉，成为女士最爱的宝石。巨型的美钻可以价值连城。而掺有深颜色的钻石的价钱更高。目前最昂贵的有色钻石，要数带有微蓝的水蓝钻石。

钻石分为一型和二型两种，这主要是根据它是否含有N元素：一型含；二型不含。而蓝色的钻石是二B型的，是半导体。