人造钻石真钻石区别看起来大不大？

一、“合成钻石和天然钻石几乎没有差别”这句话不严谨

合成钻石和天然钻石肉眼观察外观时，几乎没有差别，没有任何一个人，哪怕是专业人士，可以用肉眼分辨出天然和合成钻石。如果有人告诉你，肉眼可以区分合成和天然钻石，合成钻石很假，那这个人一定是在骗你。

Gemesis公司生产的两粒CVD合成钻石

但是从放大观察和大型仪器检测，是可以鉴定区别两者的。具体方法有以下几点：

放大观察。HPHT合成钻石：常见金属触媒包体，呈云雾状分布的点状包体，与生长区相对应的色带或色块等。CVD合成钻石：内部特征较少，有时可见不规则或点状包体。

紫外荧光。HPHT合成钻石：长波下常为惰性；短波下为无至强的淡**、橙**、绿**、绿蓝色等，不均匀，部分有磷光，通常短波荧光强于长波。CVD合成钻石：荧光可为弱-强的橙**、橙红色、黄绿色、蓝绿色或惰性，通常短波荧光强于长波。

发光图像。HPHT合成钻石：多呈明显的生长分区特征，不同生长区，发光颜色不同。CVD合成钻石：发光颜色多呈橙黄、橙红、蓝绿、绿、蓝紫等，可见层状生长纹。

紫外-可见-近红外吸收光谱。HPHT合成钻石：**HPHT合成　钻石从550 nm至短波吸收逐渐增强，无色合成钻石通常可见227 nm吸收峰，多数可见270 nm吸收峰；有时可见880 nm等特征吸收峰。CVD合成钻石：通常可见227 nm，有时可见270 nm、737 nm等特征吸收峰。

红外光谱。HPHT合成钻石：**HPHT合成　钻石主要为Ib型，可见1344 cm-1特征吸收峰以及1130 cm-1特征吸收宽峰，经过HPHT处理后可为Ia+Ib型；无色HPHT合成　钻石为IIa型或IIa+IIb型，蓝色HPHT合成钻石为IIb型。CVD合成钻石：CVD合成　钻石主要为IIa型，也可有孤氮或硼的吸收峰存在。

光致发光光谱。HPHT合成钻石：低温（液氮）条件下，多具8832 nm/8849 nm特征发光双峰。CVD合成钻石：低温（液氮）条件下，可具596 nm/597 nm、7366 nm/7369 nm等特征发光峰。

磁性。强磁铁确认待测样品具有磁性，部分HPHT合成钻石会呈现有磁性，主要还是因为有金属包体的缘故。

一、按照不同的形成方式，也可以将钻石分为两大类：天然钻石和仿造钻石。

1、天然钻石

天然钻石大都经过地球深部高压、高温而形成，其形成时间较长，一般都需要上亿年；还有一种形成方式是陨石撞击，急速下降的陨石在撞击到地球的时候形成瞬时高温高压，改变周围矿石结构，从而形成钻石。

2、仿造钻石

仿造钻石的方式有几种，其中现在比较常见的是实验室培育钻石，即将一颗小钻石放在实验室特定环境下，让钻石“生长”为大钻，这种钻石和天然钻石相差不大。

二、按照不同的克拉重量和价值，钻石可以分为碎钻、小钻、中钻、大钻、名钻几大类。

一般来说，02克拉以下的为碎钻。重量为02-03克拉的称为小钻。031-1克拉的称为中钻。10-10克拉的称为大钻。十克拉以上的称为名钻（有自己的名字）。

三、按照钻石颜色可以划分为两个大类：白钻和彩钻。

1、白钻

市场中常见的无色钻石，在诸多钻石镶嵌类首饰中几乎都是选用这种钻石。

2、彩钻

彩色钻石指钻石具备显著颜色，或罕见的天然致色钻石，都属于彩色钻石之列。彩色钻石拥有几乎你能想象的任何色彩，其中有十二种不同的主要色彩。彩钻可以只含一种颜色，也可以是两种或者三种颜色的混合体。

已知的彩钻颜色主要有：**钻石、橙色钻石、粉色钻石、蓝色钻石、绿色钻石、红色钻石、棕色钻石、灰色钻石、变色龙钻石、黑色钻石、紫色钻石。

钻石可以区分为Ⅰ型和Ⅱ型

型：能透过400-300nm的紫外光，并在红外区显示与N相关的吸收带，根据N的分布可分为：

a型：N以小片晶形式存在于钻石晶体结构中。

b型：N以分散状形式存在于钻石晶体结构中。

Ⅱ型：能透过低到220nm紫外光，并在红光区无明显吸收带，自然界含量少，且形态为不规则状，著名例子是库里南和塞拉利昂之星。

Ⅱa型：不导电，具有最高的导热性，室温下至少是铜的五倍，在短波紫外光下不发磷光。

Ⅱb型：半导体，短波紫外光下发磷光。

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( )。

1、钻石中的VVS,VS,SI级别是指钻石的净度分级标准；

钻石有4C分级，分别为:颜色、净度、切工、质量（即重量）。

根据国标GB/T16554—2010中将净度级别分为LC, VVS, VS, SI, P五个大级别。又细分为十一个小级别LC(FL, IF) 、VVS(VVS₁，VVS₂) 、VS（VS₁，VS₂） 、SI（SI₁，SI₂） 、 P（P₁，P₂，P₃）。

极别特点： LC 级为内外部无瑕级

VVS 级为极微瑕级

VS 级为微瑕级

SI 级为微瑕疵级

P 级为重瑕疵级

一般，对于质量低于00940g的钻石和已镶嵌的钻石，净度级别划分到五个大级别。

2、钻石分数是指:钻石质量的计量单位简写符号为pt,

“分”是国际通用的宝石质量单位，多用于小于1克拉钻石的质量的计量，分于克拉的换算关系为：1ct=100pt (1克拉=100分)

钻石的璀璨是大家都喜欢的，有的人也会裸钻投资，可想钻石的魅力，那再次之前肯定要弄清怎么去鉴别钻石，钻石是否为天然钻石。

如何鉴定钻石是否是天然钻石

首先是要掌握特征。从假钻石的反光度看，反射力弱，光暗，也就是闪光力不强;用放大镜看磨工棱角上是圆形而容易磨毛。放在蓝布上，面朝下，尖冲上，只有外围的边上一个圆圈透不过下面蓝色，其他部分全部把下面的蓝色反射出来。拿在手上，从尖端朝下看，手指纹全部看得到。真钻石的顶面看光度反射力强，尤其在强烈的灯光下或阳光下，它反射得五颜六色灿烂夺目;磨工的棱角呈锋利状，尖的不易磨损。放在蓝色上蓝色反射不出来，放在手上看不到手指纹的。

还有一个方法是，用真钻石的尖边，如钻刀划，如果一划一道深沟，则是假钻石。用假钻石划真钻石则划不动。真钻石相互划，也是划不动的。五色石的锡兰钻都能划玻璃，只能划出不深的道儿。一般商家不容许如此动手脚，因此最安全的办法是到正规的大商店购买有国家权威部门鉴定证明的钻石。

如何为鉴定正规钻石证书

不同钻石鉴定机构出具的证书虽然格式不同，但是主要内容大体都是相同的，一般都会标注测编号、饰品名称、包括镶嵌物和载体在内的总重量、饰品的照片、鉴定师姓名、鉴定证日期及对不同品种饰品特性的一些定性或定量的描述，并在书上标明鉴定机构的名称、获准认证的标志以及珠宝玉石辨别鉴定依据和标准。这样的证书可以作为该饰品的身份证明。

小4C分级证书的基本信息

1、钻石形状、规格(即钻石尺寸);

2、钻石克拉重量、颜色级别、净度级别、切工级别;

3、钻石颜色级别坐标图、净度级别坐标图及切工级别坐标图;

4、分级人、审核人签字、检测日期等。

大4C钻石分级证书包括的基本信息

1、钻石形状、规格(即钻石尺寸);

2、钻石克拉重量、颜色级别、净度级别、切工级别;

3、钻石比率级别;

4、钻石颜色级别坐标图、净度级别坐标图及内部包体素描图、切工级别坐标图及切共数据投影图、腰围激光刻字照片、八箭八心理想示意图等;

5、分级人、审核人签字、检测日期等。

钻石的培育是一个将小钻石培养长大的过程。

（1）源自钻石种子：在实验室中，利用先进的设备和前沿技术还原自然环境，将砂砾大小或是薄片装的钻石作为种子，置入培养仓内，为钻石的生长提供原子结构模板；

（2）高温高压环境：在培养仓里，温度和压强将迅速升高，大道地底深处过百里公里处的高温高压环境，人工创造天然钻石苛刻的形成条件；

（3）通入含碳养料：石墨（C）或甲烷（CH4）将碳源加入培养仓，在高温高压环境和特殊处理下，原料中的碳原子间的化学键将断裂，成为游离的碳原子；

（4）种子培育大小：游离的碳原子会被附近的碳原子结构吸引，所以他们会逐渐附着在钻石种子上，与钻石种子的碳原子结合，形成新的化学键，从而让种子逐步长大。

培育钻石分类

市面上可以批量生产钻石的方法有两种: Chemical Vapor Deposition 化学气象沉积，简称CVD, 以及High Pressure High Temperature 高温高压，简称HPHT。

CVD化学气象沉淀法

化学气相蒸镀乃使用一种或多种气体，在一加热的固体基材上发生化学反应，并镀上一层固态薄膜。所谓CVD（Chemical Vapor Deposition化学气相沈淀）钻石是以一块天然钻裸石为母石，利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助，在微波炉中以高压方式，让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上，经过一层层增生，可形成大至10克拉之透明钻石。为使CVD的钻石生长顺利，碳源常用已具钻石结构的甲烷。甲烷可视为以氢压出的单原子钻石。这种「长大」的钻石，品质与天然钻石几无二致，肉眼难辨。

HPHT高温高压法

HPHT有几种不同的机器，原理都是类似的，在机器中心创造出一个高温高压的环境，能把碳原料粉末压成钻石。中间需要金属催化剂，因此很多HPHT钻石都会有金属杂质包含在内。早期只能制作**小颗粒，作为工业磨料使用；随着技术进步，很多国内厂商可以制造出无色大颗粒，金属包含物也越来越少，达到了珠宝等级。国内产能主要集中在切割后裸钻重量1克拉以下。俄罗斯有一家曾经长出一颗切割后10克拉的大钻石，不过这种大颗粒万里挑一，目前不能量产

钻石净度分级表如下：

1、FL（无瑕级）：FL级钻石没有内部或外部特征，所有天然钻石中仅有不到1%的钻石属于FL级净度，极其罕见。

2、IF（内无瑕级）：在显微镜下，IF级钻石没有内含物，只是在表面上可能会有一些小瑕疵，因此仅以表面特征来确定级别。

3、VVS1/VVS2（轻微瑕）：这个净度级别的天然钻石的内含物非常微小且少量，即使是受过专业训练的眼睛在10倍放大镜下都很难看清，一般在放大30倍后才可确定，VVS1＞VVS2。

4、VS1/VS2（轻微内含级）：钻石具有很少量内含物，放大10倍后才可确定，这个净度级别的天然钻石也比较好，VS1＞VS2。

5、SI1/SI2（微瑕）：此净度级别的钻石在10倍放大镜下有比较容易看到的内含物，其中SI2的钻石从亭部一侧观察时，肉眼可见包裹体。如果肉眼无瑕疵，SI级钻石还是不错的，SI1＞SI2。

6、I1/I2/I3（内含级）：这个净度级别的天然钻石内含物显著，肉眼可见并影响钻石美感，I1＞I2＞I3。