实验室是如何培育人工钻石的？

由于钻石具有产量稀少、外观美丽、耐久这三大要素，在上世纪一些珠宝商的营销下，钻石成为了人们趋之若鹜的宝石，价格大幅上升，俨然成了宝石之首。“钻石恒久远，一颗永流传”的广告语，也在我国掀起了钻石热，一段时间内很多新娘都戴上了钻戒。

由于钻石巨大的销售价值，以及它简单的化学成分，因此很多科学家开始琢磨着怎样合成钻石，经过多年的研究之后，科学家终于在1953年人工合成了钻石，只是受限于当时的技术，人工合成的钻石还达不到宝石级别，很少用在饰品上面，大多用在工业上面。

实验室合成钻石也分为HPHT钻石和CVD钻石两种，分别表示它的加工方式：高温高压（High-Pressure High-Temperature）以及化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition）。

在很长一段时间内，人造钻石的技术都没有很大的进步，直到2010年，蒙宇飞博士合成出当时世界上最大的无色切割CVD钻石，重达23克拉，自此以后，人工合成钻石的技术发展到了一个新的阶段，也给钻石市场带来了巨大的震荡。

实验室人造钻石和天然钻石没有任何质量上的区别，反而在品质上要更胜一筹，从外观上根本就无法区分，即使是专业的鉴定师，也必须借助专业的仪器才能进行区别。

实验室培养的人工钻石应用在首饰上，是一件不可避免的事情，尽管一些老牌的钻石珠宝商还是刻意夸大天然钻石的价值，企图人为地区分两者的价值，但在2018年，美国联邦贸易委员会取消了天然钻石和人造钻石的区别，统一定义为钻石。

1、水晶

水晶密度为265克/立方厘米。密度(比重SG)：266(003，002)g/cm3。

这意味着一定体积水晶的重量，是相同体积水的重量的256-266倍。块状变种水晶密度可能稍高些。无色水晶与无色长石因折射率和密度十分接近故较难区分。

主要方法是放大检查。长石有两组极完全解理，显微镜下可见两组解理相交而成的“娱蛤状”包裹体或细直的纹理，而水晶则无解理发育，仅有时可见断续不规则的裂理。

2、钻石

密度(g/mLat 25°C)：35，矿物性脆，贝壳状或参差状断口，在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开，具有平行八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理。矿物质纯，密度一般为3470-3560kg/m3。

3、玻璃

玻璃的主要成分也是二氧化硅，但它不是晶体，是一种混合物，密度不确定，玻璃的密度计算为，(24~28)×10³。

扩展资料：

密度特性——

密度反映了物质本身的一种特性，它因此可以受到外界因素的影响。一般来讲，影响物质密度的主要物理量为压强和温度。 

在进行鉴定的时候，如果发现钻石的密度小于标准数值，那么这个钻石可能就是伪劣产品。在一般情况下，如果不能很好地确定钻石的密度，可以采用轻轻在钻石上刻画的方式来辨识，如果钢笔能够在钻石的表面画出一条连续的直线，那么这枚钻石多半不会是假的。

钻石密度相对于其他的珠宝饰品可以算是非常高的，但是钻石虽然坚硬，同样也具有很大的脆性，遭到硬物撞击也会很容易碎掉。

因此我们在日常生活中应当注意对钻石的保养，例如在搬运重物或是做一些粗活的时候尽可能把带有钻石的饰品摘下来，以免在平常的磕磕碰碰中产生划痕，平时要尽可能注意不要让钻石摔到地上。钻石密度相对来说还是比较高的，但是如果我们不注意保养仍然会使之黯然失色。

参考资料：

参考资料：

参考资料：

嵌宝首饰是首饰中的一大类别。目前市场上主要有两种嵌宝首饰，一种是天然宝石，如翡翠、钻石、红宝石、祖母绿、猫眼、蓝宝石等，或称翠钻珠宝首饰，这是珍贵的装饰品。另一种人造宝石，如人工合成钻石、人造猫

嵌宝首饰是首饰中的一大类别。目前市场上主要有两种嵌宝首饰，一种是天然宝石，如翡翠、钻石、红宝石、祖母绿、猫眼、蓝宝石等，或称翠钻珠宝首饰，这是珍贵的装饰品。另一种人造宝石，如人工合成钻石、人造猫眼、人工合成红宝石等。天然宝石和人造宝石最大的区别是前者颜色纯真，后者颜色虽然艳丽但是显得浅薄；前者永不褪色，后者随着时间的推移，颜色也会减褪。目前，人工合成的宝石技术己可以假乱真，无论在颜色、透明度、在光学和物理现象上几乎可以和天然宝石一样。如国内市场上常见的人造钻石、人造刚玉、宝石等价格也十分昂贵。但是，合成宝石还是可以从经验中得到区分。最大的区别是一般合成宝石内部几乎无暇疵，而天然宝石多少有瑕疵，而且天然宝石内部都有生长纹，根据晶体生长纹可以分辨真假。天然宝石的生长纹都沿六边形的晶体形方向规则地排列，因此在宝石内部可以细察到平行直线，有时很明显，用肉眼可见，有时则很隐蔽，需用纸衬托，再用放大镜才能细察到。而人造合成宝石的生长纹则为圆弧形。从外貌上也是能够分辨的。无论柒日色、透明度或者在宝石星芒的表现上，合成的宝石明显的过于规则而缺少自然的痕迹。天然的宝石则不然，其光彩从内部闪出，颜色显得纯正、深沉。天然宝石价值极高，人造合成宝石价格也不菲，故购买嵌宝首饰应去珠宝首饰专营商店。至于马路摊贩上用玻璃、塑料等材料仿制的所谓嵌宝首饰，则没有什么价值，仅是装饰玩具而已。

白银首饰鉴别法

人们购买白银首饰主要的目的是用于打扮；作为礼品馊赠亲友；个人财富保存。

怎样判断白银首饰品的真伟许多人在这个问题上吃亏上当。白银首饰品有如下主要特征，我们可以根据这些特征来进行判断。

比重判断白银比重为105，比其他具有银白色金属或合金都大得多，如铅的比重仅为27。

声响判断白银柔软，抛落在坚硬物体上发出的声响疲软，而其他金属发出声响清脆。

颜色判断其他金属具有的白色终究与银白色有所区别，火烧冷却后，区别尤其明显。用火烧烤后，如是真白银，银色不变；若是假白银，或是成色低劣品，则烧烤后即会变黑。另一方法是用硝酸点滴在银器饰品表面，抹去硝酸后，饰品表面仍呈银白色，这说明含银量相当高；若是银含量低的饰品，则会呈灰黑色。

首先要查印记，按国家标准“GB1187-8P”的规定，含银量不小于925‰的称为925银，打银925印记；含银量不小于990‰的称足银，打足银印记，或打银990印记。

其次，纯度愈高，银色愈洁白，表面细腻，均匀发亮，有润色。如果含铅质，表面带有青灰色；如含铜质，表面粗糙有干燥感。被氧化了的白银禁管表面有“黑锈”，但其色泽黑而呈光亮，铅、锡、白铜则没有光泽。

由于白银密度较一般常见金属略大，一般地讲：“铝质轻，银质重，铜质不轻也不重。”因而掂掂重量可对其是否为白银作出初步判断。此外，白银硬度较铜低，而较铅、锡大，故可用大头针稍用力划实物的表面进行测试，如留有痕迹而又不太明显，便可初步判定为白银饰品。

对于市场上常见的伟造白银，赵经理讲，伟造白银一般是用白铜、铅、锡、铝等制造的，其特点是：白铜质的外表呈灰白色，茬口呈砖灰色，生绿锈；铅质的呈灰蓝色，质软，用指甲可划出道痕；锡质的呈银白色，质软；铝质的呈白灰色，质地较软，比重轻。

翠玉如何鉴别

翡翠的收藏与鉴赏及A、B、C货的辨别

一、缅甸玉又称翡翠玉。曾在我国的清末民初风行一时：如清朝内务府大臣荣禄的一只翠玉翎管，价值黄金两。30年代中期，北京翡翠大王铁玉亭有一副手镯，以银元卖给了上海的杜月笙。由于缅甸翡翠玉硬度高〈也称水种〉，光洁明亮。且好的翡粹日色既鲜亮又平和，有很高的保值和收藏价值，故而称为“玉中之王”。被很多爱玉、佩玉的人所喜爱。日苯�新西兰还把翡翠做为本国的“国石”。由于翡翠玉产在紧邻中国的缅甸，且大部分成品在中国加工的特殊地缘关系，加之中国人对翡翠玉的特别偏爱，西方国家也普遍认为翡翠是中国的“国玉。

二、缅甸翡翠玉的颜色。缅甸翡翠玉的颜色因地域的习俗的不同，其细分方法稍有区别，在玉石王国的缅甸，把翡翠分为三大类12个等级。国内珠宝界则根据其翠色的不同，把它细分到30余种等级。总论缅甸玉的颜色基调，大致可分为以下六种。

1、白色。基本上不含其它杂质元素

2、红色。含化学元素铁〈Fc3〉〈俗称为翡〉

3、绿色。含2以上的铬〈Cr〉〈俗称为翠〉

4、黑色。含2以上的铬〈Cr〉及铁〈Fe2〉

5、紫色。含元素铬〈Cr〉铁〈Fe〉钴〈Co〉

特别是缅甸玉中的绿色，除其色泽艳丽、十分耐品之外，它不分身份、地位、年龄、性别均可佩戴。因而十分符合中国人含蓄、平和、温雅、亲切的性格。社会需求量日益攀升。价格也成倍、甚至百倍地增长。目前，国际市场上一只满绿的翠色手镯，价格已高达1000多万元。即使是翠色稍次些的缅玉饰品，只要是真A货，水头足、工艺清湛、色彩协调，也价格不菲。

三、缅甸翡翠的品质及鉴别常识。不管是从缅玉的矿藏量或开采量来讲，好的翡翠都很有限，因此，一些投机者和唯利是图的商人便“乘稀”而入。大量造假贩假，从中牟利。即使在翡翠王国的缅甸，假货也比比皆是；假石头、假饰品随处可见。

目前市场上流行经营的缅玉种类，按真假等级划分，主要有以下四类：

A货既是天然质地，也是天然色泽。鉴别办法从以下三点着眼:

(1)三思而行、斟酌行事。由于矿藏和开采量的关系及人们需求量较大的特定条件，目前市场上很好的缅玉较少。特别是颜色翠绿，地子透亮的品种则少之又少。

(2)一般如秧苗绿、波菜绿、翡色或紫罗兰飘花的品种当为常见。

(3)灯光下肉眼观察，质地细腻、颜色柔和、石纹明显；轻微撞击，声音清脆悦耳；手掂有沉重感，明显区别于其余石质。

B货将有黑斑俗称“脏”的翡翠，用强酸浸泡、腐蚀，去掉脏、棉，增加透明度，再用高压将环氧树脂等注入因被强酸腐蚀而产生的微裂隙中，起到充填裂隙的作用。

(1)B货初颜色不错，仔细观察，颜色发吊发邪，灯下观察，色彩透明度减弱。

(2)B货在二年内逐渐失去光泽，满身裂纹，变得很丑。这是由强酸对其原有品质的迫坏引起的。

(3)密度下降、重量减轻。轻微撞击，声音发闷，失去了A货的清脆声。

C货完全人工注色。

(1)第一眼观察，颜色就不正，发邪。

(2)灯下细看，颜色不是自然地存在于硬玉晶体的内部，而是充填在矿物的裂隙中，呈现网状分布，没有色根。

(3)用查尔斯滤色镜观察，绿色变红或无色。

(4)用强力褪字灵擦洗，表面颜色能够去掉或变为褐色。

D货，冒充翡翠饰品的D货主要有以下两大类。

(1)玉石类。即其它玉质冒充翡翠。主要有泰国翠玉和路┐西亚翠玉、南阳独山玉、青海翠玉、密玉和澳洲绿玉及东陵石等。上述翠玉与缅甸翡翠的区别：一是硬度低，二是密度小(重量轻)，光泽较弱。

(2)绿色玻璃及绿色塑料。这些替代品大部分颜色发呆难看，光泽很弱。相对密度很轻，硬度低(用钉子可以刻动)，无凉感。

钻石的鉴别

透视试验——将具有圆钻型切工的宝石擦净，台面朝下，放在一张画有一条线的白纸上，透过宝石观察纸上的线可初步判断宝石是否为钻石。若为标准圆钻型切工的钻石，透过钻石看不到纸上的线（人造钛酸锶、合成金红石同钻石相似没有透视效应）。而绝大部分仿制确由于折射率不同，都有足够的光线漏出亭部刻面，透视观察可以看到纸上的线的一部分。

亮度强弱估测——宝石冠部的外反射和经内部全反射折射出光量的能力，称为亮度。将钻石及其仿制确放置于同一光源的同一环境下台面朝上观察，切工精细的标准圆钻型钻石，几乎所有从冠部进入的光线都从冠部反射出来，显示出极强的亮度。而仿制确其折射率和切工均同钻石存在差异，从冠部进入的光线会不同程度地从亭部漏掉，从而使亮度降低。

油性试验——用一支油基墨水的特制笔或圆珠笔，在钻石的台面划一条线，则会留下一条不间断直线。而其他的仿制确不具有亲油性，在划线处留下断续的点线。

水滴试验将钻石及仿制确的台面擦干净，各滴一小滴水珠，观察水珠保持的时间和轮廓。在钻石上水珠将很长时间保持球形，而仿制确上的水滴则会在相对短的时间内散开。

哈气试验——将待测样品和己知钻石样品一同放在玻璃上，对着它们哈气，观察雾气消失情况。钻石上的雾气很快消失，而仿制确上的雾气要消失的慢。

感觉试验——在室温下用舌尖接触钻石及其仿制确时，钻石比仿制确要凉得多。

仪器鉴别

放大检测——在放大镜或宝石显微镜下观察。（一）钻石除极高品质外，一般都含有少量微细矿物包裹体。常见的包裹体有：黑色的石墨、棕色的尖晶石、红色的铬尖晶石、镁铝榴石、无色的撖榄石等30多种。(二)由于钻石的稀少和珍贵及高硬度，对钻石的切磨是相当讲究的，钻石的切割比例、冠部、亭部角度、都是经过计算得出的。钻石的台面及小刻面是平直的，没有屈曲的现象。棱、角是笔直而锐利的，三条或三条以上的棱严格地交于一点，而仿制确由于硬度低，切工差，棱和角往往是圆滑的。（三）钻石极高的硬度使它很不易被磨损，即使磨损也局限在个别小刻面的棱和角。而仿制确由于硬度低，小面棱被磨损后往往比较毛糙。

热导仪测试——热导仪可以快速、简便、准确地将钻石及其仿制确区分开，尤其是对于镶嵌钻石首饰的鉴别意义更大。不同的物质对热的传导性不同，钻石的导热性是宝石中最好的（导热率为1000～2600W/m℃）。将热导仪的探笔头部接触样品，接通电源，依据热电偶上热量传出的速度，由发光二极管显示发亮的数目或液晶屏显示的文字，即可知道钻石的真伟。

反射仪测试——反射仪与热导仪的优缺点正好互补，即热导仪上易混淆的宝石可以在反射仪上明显区分，而反射仪上特征相似的宝石则可通过热导仪明显区分。

X射线荧光仪测试——X射线在宝石鉴定中的应用相当重要。X射线属于高能射线，会造成宝石晶格损伤，改变宝石颜色，一般情况下不采用这种鉴定方法。

电子天平或其他衡器——用电子天平或其他衡器测试裸钻及仿制确的密度是区分它们十分有效而简易的方法。钻石的密度（3529克/每立方厘米）与绝大多数的仿制确的密度相差较大，仅天然黄玉的密度（356克/每立方厘米）同钻石相似。

钻石与仿制确的区别

钻石与天然无色宝石的区分——与钻石最相似的宝石是锆石，因为无色锆石也具有较大的折光率和色散，加工好的锆石也有光芒四射的外表，因而是钻石最好的天然代用品之一。钻石与锆石的区别其实也很简单。钻石是等轴晶系的宝石，没有偏光性和双折射，而锆石则有偏光性和很大的双折射率，从其冠部向下看其亭部的面棱，会发现一条棱变成了二条即出现“双影”现象，而钻石绝对仍是一条棱。另外利用硬度法也易区分。只需将要鉴定的宝石刻划一颗合成的蓝宝石即可知，如能划出痕的则是钻石，如打滑、划不动的则不是钻石。其他的天然无色宝石，由于折光率往往较小，因而即使切磨很好，也很难有“光芒四射”和“五彩宾纷”的外表。钻石的折光率是242，己超出一般折光仪的读数范围，而一般的宝石，如无色黄玉、水晶等很容易测出其折光率（如其他特征与钻石相似时，一般不测定折光率，以免划伤折光仪）。另外，一般宝石的加工往往不严格，经常会发生漏光现象，而稍大一点的钻石（如30分以上），由于其价值贵重，加工往往严格，一般不会漏光。

钻石与人造仿钻石的区分——另一类与钻石最像的赝品是立方氧化铣，简称CZ。因为这种合成宝石最早是苏联人研制的，又极像钻石，很多人都称之为“苏联钻”（值得注意的是，有的顾就认为苏联的钻石都是假的，其实苏联也是天然钻石的资源大国）。立方氧化锆属等轴晶系，硬度高达85，折光率和色散也很大，加工好的“苏联钻”也具有火光闪闪的诱人外貌，有时其“美”甚至超过一般加工较差的天然钻石。要区分天然钻石与其他的人造仿钻石并不困难。（一）所有的人造合成品的硬度都低于9，对于未镶宝石，用刻划硬度的方法即可区分，能刻划合成蓝宝石的就是钻石，反之则不是钻石。用这种方法也可有效区分一些表面镀膜的玻璃仿制确。（二）一般人造代用品的颜色都很“白”、很干净，而天然钻石除了一些96色和VVS以上的高档品外，大多带些**调及可见一些“缺陷”。（三）合成代用品的硬度较低、价钱便宜，因而加工粗糙，磨出的宝石常会“漏光”、出现“毛边”或边棱圆化等现象。

钻石与人造钻石、改色钻石、夹层钻石的区分——第三类赝品是人造钻石，它和天然钻石往往具有几乎完全相同的物理性质，如硬度、折光率、色散等，仅凭感官无法区分它们，较简单的区分是合成钻石内通常合有一些金属矿物包裹体，会有“磁性”，而天然钻石则没有磁性。方法是：在麦克风前放上磁铁，将钻石在麦克风前快速移劲，合成钻石会产生微小的声音，表明有磁性。钻石的改色是本世纪初“镭”的放射性被发现以后的事。颜色好的彩钻比无色钻更有价值，因而促进了将浅褐色或微**钻石改成彩色钻石技术的发展，区分天然与改色彩钻已成为必耍。从人工彩钻（由辐射或高能加速器轰击产生）的台面向下观察，会出现伞状的一些色圈或暗影，吸收光谱中会有594nm的特征吸收线。另外，其荧光、放射性及导电性与天然彩钻也有一定的区别。夹层钻石主要是因原料形状特殊，工匠往往将两粒本来较小的钻石“拼合”加工成一颗较大的钻石，而有些是用钻石做顶，水晶或无色合成刚玉做底来做成一颗二层“钻石”，并且在镶嵌时用“金爪”或“金边”将底层挡住，蒙骗顾就。对这类钻石可用放大镜仔细观察柒赛部是否有胶合界面，往往可见一些小的气泡和胶，或在钻石内部某个层面上可感到有一层雾状物。如果宝石是未镶嵌的，则放入二碘甲烷或清水中观察，效果会更好。

钻石与镀膜钻石的区分——第四类赝品，镀膜钻石可能将会是市场上最为先进的仿制确，它是高压与化学蒸汽沉积法相结合而生产的，这种合成钻石成本低、条件简单。当这种合成钻石镀膜厚度大于10微米，用“热导仪”测定时，它具有与天然钻石相似的反应。但这种代用品还是有缺陷的，一是镀膜表面为细小钻石多晶体，一般呈灰蒙蒙的外观。二是镀膜钻石的比重与天然钻石不同，这是鉴定的关键。

真假水晶鉴别

真假水晶鉴别

★眼看：

天然水晶在形成过程中，往往受环境影响总含有一些杂质，对着太阳观察时，可以看到淡淡的均匀细小的裂纹（即冰裂），和柳絮状物质（即棉）。而假水晶多采用残次的水晶渣、玻璃渣熔炼，经过磨光加工、着色仿造而成，没有棉和冰裂。

★舌舔:

即使在炎热夏季的三伏天，舌舔天然水晶表面，也有凉爽的感觉。假水晶则无。

★光照：

天然水晶竖放在太阳光下，无论从哪个角度看它，都有美况的光彩。假水晶则否。

★硬度：

天然水晶硬度大，用碎石在饰品上划一下，不会留痕；若留有条痕，则是假水晶。

★用偏光镜检查：

在偏光镜下转动360度有四明四暗变化的是天然水晶，没有变化的则是假水晶。

★用二色检查：

天然紫水晶有二色性，假水晶则没有。

★用热导仪检测：

将热导仪调节到绿色4格测试宝石，天然水晶能上升至**2格，而假水晶不上升，当面积大时上升至**一格。

识别翡翠饰品

节日临近旅游市场走入旺季，种、水、色好的中高档翡翠正在作为主流饰品进入普通家庭，因为其色泽美况，寓意深刻，象征吉祥，拥有丰厚的文化底蕴，它所具有的一些微量元素对佩戴者能起到调节微循环的功效。业内人士的估计是：未来的五年内，中国市场对中高档翡翠饰品的需求将增加十倍。节日旅游旺季一向是翡翠饰品的旺销季节，请观音、购生肖、求吉祥、讨口彩，不过，近年不少消费者一直反映，节日期间到外地旅游购得翡翠饰品存在严重质量问题。为此，消费者如何识别？

据上海宝玉石协会专家介绍，目前市场上的翡翠以是否经过化学处理为标准，分为A货、B货、C货三种，能够保值增值比较珍贵的是A货，即未经过任何化学处理的天然翡翠；B货是经人工酸洗漂白处理，然后充填氧树脂的翡翠，C货是人工染色的翡翠。由于B货、C货经处理后外观色泽非常艳丽，一些缺乏诚信的商家常以此冒充A货。

专家建议消费者购买时掌握几个窍门。一是认清商品的标识，A货翡翠通常直接标注为“翡翠”，B货按国家标准必须标明“翡翠（处理）”，C货则标注为“翡翠（染色）”，对没有上述标识或标识不清的翡翠，最好不要购买；二是要求商家开具正规发票，写明翡翠质量，对于5000元以上价高的货品可向商家索要质检证书；三是要认准知名品牌，目前市场能保证质量只售A货翡翠的有张铁军翡翠、老庙黄金九天名玉、亚一玉器城、老凤祥、豫园商城华宝楼、时代城隍翡翠街等。

怎样辨别珍珠的真假

如今的珍珠市场，真是越来越让人敬不懂了，工艺珠做得天衣无缝，简直让人敬不出一点迫绽。在北海、海南等旅游景点，一些小贩经常围住游客穷追不舍，许多貌似清水珠的饰品出现在工艺品市场上。若是以塑料薄膜覆层的工艺珠，很好鉴别，两颗珠一对磨直打滑，且颗颗精圆走盘，就象是一个模子里做出来的，一刮般掉一层皮。而一些以贝壳为核，涂上涂料的工艺珠，鉴别起来就较为困难，有的珠形甚至用车床车成带有各种淡水珠肌理纹的外形，一擦直掉粉，就象真的一样，就是有点“真”过了头。那么，对天然或养殖珍珠的鉴别，应该抓住哪些要害问题呢？

一、看光泽不同成因的珍珠从表面或内部珍珠层反射的晕彩不禁相同。俗话说的“珠光宝气”，需要结合实物细心品味，珠光主要是从珍珠的内部细密结构层反射出来，并经过光的衍射产生的特有光泽，对这种光泽可避开直射光线在暗光下观察，这类似于在暗视域宝石显微镜下观察宝石内部的生长线和内含握醅反映了珠层厚薄的珠光强弱在弱光照明下显得特别清晰。塑料薄弱反射出的光“贼亮”，而用炭料涂层的工艺珠光泽有一定的欺骗性，要仔细辩认。

二、观察珍珠表层特征珍珠表面瑕疵多少直接影响到珍珠的美观程度，但没有瑕疵的珍珠很少，每一颗珍珠不同的瑕疵，正好是它不同于其他珍珠的胎记，给真伟的鉴别提供了依据，珍珠表面瑕疵表现为瑕点或环带，当珍珠层之间有异物侵入时，表面便会鼓出一个瑕点。有时需借助10倍放大镜仔细观察，多少总会找到一些环带现象。

三、用手摸伟珠有腻感，真珠爽手，挂在颈项上有凉快感。

四、用牙试或两颗珠子对磨如前所述，塑料珠一对磨就打滑，而将珍珠沿着牙的尖峰磨擦会有砂感，若是好珠，这种砂感特别均匀，感觉简直好极了，这是因为构成珍珠层的结晶体，排列是有序的，就象房顶板那样凹凸不平，排列整齐，行话叫做叠瓦状排列，故磨擦时会使人感觉好象有砂似的。

五、用火试灼烧时，伟珠出现火光，灼烧面出现黑烟色，表面珠层脱落，真珠灼烧面未见黑烟色，表层完好不脱落。至于珍珠的选择，首先应该明确，淡水珠和海水珠是属于二个不同档次的商品，就象岫玉与翡翠，不可相提并论。同一类型的珠子，选择时要综合考虑它的颜色、光泽、珠母层厚度，选择时要综合考虑它的颜色、光泽、珠母层厚度，形状瑕疵(斑点)等因素，作出自己的最终选择。

一、人造钻石就类似于现在所谓的莫桑钻，人造钻石没有办法达到天然的结构，不管是在颜色上，还是在光泽度上都与天然钻石相差较远。

虽然现在各个国家已经采用了人工合成的方式制造钻石，并且拥有了几十年的历史，但是目前技术还相对来说不太成熟，制作出来的珠宝首饰也不能够完全和真正的钻石相比。虽然我们人通过基本的肉眼观察不能够发现太大的区别，但只需要通过稍微鉴别就能够发现其中的差别。人造钻石是用高温高压合成的方式，形成类似宝石和珠宝的形状。

二、天然钻石就是经过打磨的金刚石，这是一种天然的矿物原石，是非常珍贵稀少的一种单质晶体，被很多人称为爱情的象征。

天然钻石具有很高的密度，所以他具有非常坚硬的特征，基本上不会出现破碎的情况。现在市面上的钻石有三十分到五克拉不等，天然钻石的价值也是根据钻石的大小来决定，一个优质的钻石必须保证大、形状完美、透明度、光泽度高、内部不含有杂质或者杂质含量低，这样的钻石戒指才能够卖上一个好价格。目前世界上仅有30多个国家拥有钻石资源，并且产量也很低。

三、人造的钻石之所以不值钱，是因为人造钻石的产量高、品质低，并且制造出来的成本比较昂贵，不具有很高的性价比。

其实真正的人造钻石价格也很昂贵，虽然会比天然的钻石稍微便宜一些，但是不会便宜太多，毕竟在制作过程当中的成本也是非常昂贵。所以大多数人在两者之间选择的话，都会选择天然钻石，毕竟天然钻石是具有保值的功效，即使在很多年之后，他依然是一种非常稀有的品种，特别是很多人会收集一些大钻石。

沈才卿

作者简介：沈才卿，中宝协人工宝石专业委员会第一届副主任委员，第二、三届常务副主任委员兼秘书长，核工业北京地质研究院成矿模拟实验室高级工程师。

一、金刚石的性质

金刚石的化学成分是碳（C），可含有硼和氮等杂质。

结晶状态：晶质体。

晶系：等轴晶系，常见八面体、菱形十二面体、立方体等晶形，晶体常发育阶梯状生长纹、生长锥或蚀象。

常见颜色：①白色系列，无色至浅黄、浅褐；②彩色系列，深黄、褐、灰色，浅至深的蓝、绿、橙黄、粉红、红、紫红色，偶见黑色。

光泽：金刚光泽。

摩氏硬度：10。

密度：（352±001）g/cm3。

光性特征：均质体，偶见异常消光。

折射率：2417。

双折射率：无。

色散率：0044。

紫外荧光：长波下荧光从无至强均有，荧光颜色有蓝色、**、橙**、粉色等，短波较长波的荧光弱。

特殊性质：钻石热导率高于所有其他物质（最近人工合成的碳硅石除外），另外，发光性较特殊，将钻石置于日光下暴晒后，会发出淡青蓝色的磷光；在X射线照射下大多数发天蓝色或浅蓝色荧光，极少数不发荧光；在阴极射线下发蓝色或绿色光。

无论是天然金刚石还是人工合成金刚石，它们对所有的酸都是很稳定的，甚至在高温下酸也不能在金刚石晶体上显示出任何作用；但是，金刚石在碱、含氧盐类和金属等溶体中，很容易受浸蚀。由于金刚石的成分是碳，所以在纯氧中温度达到700～780℃可燃烧；在空气中不断加热至800～1000℃时也可燃烧；在真空中800～1700℃条件下，仅在结晶表面的薄层有石墨化，内部无变化；在惰性气体中，约1700℃以上时，整个结晶体迅速发生石墨化，最后成为石墨粉末，石墨化的开始温度随结晶体而异，在1600～1800℃之间。金刚石的熔化温度为（3700±100）℃。有缺陷的金刚石晶体，在加热时往往破裂，但结晶完好的金刚石晶体可以加热到1800～1850℃，且可急速冷却，此时它们不仅没有被破坏，反而由于消除了局部应力而使晶体得到强化。

最常见的金刚石晶体是八面体，其次是斜十二面体，真正的立方体是很少的。金刚石的硬度最高，却很容易裂开，它最容易沿晶体面网间距最大的（111）面裂开，这个面也称金刚石的“解理面”，著名的金刚石“库利南”原石重 31069克拉，就是利用金刚石的解理面劈成许多小块的。对于晶体完好、无可见缺陷的金刚石来说，将晶体劈开的压力在300～1000N/cm2之间。

二、金刚石的人工合成历史、方法和原理

1人工合成金刚石的历史

1953年人工合成金刚石首次在瑞士 ASEA公司试验成功，但没有报道。1955年2月15日美国通用电气公司最先报道了人工生长金刚石获得成功的消息，取得了发明权。自此，世界各国纷纷进行人工合成金刚石的试验和开发，起初人们只能大量合成出细小的、质量不高的工业级金刚石，主要供工业方面应用。但人们一直在设法长出优质的金刚石大单晶。终于在1970年，美国通用电气公司宣布用晶种法、经过七天时间生长出了5～6mm的宝石级金刚石，晶体重量达1克拉左右。后来，他们致力于提高晶体生长速率的研究，只需几十小时就可生长出上述同样大小的金刚石。1992年，该公司合成出热导率比天然金刚石大2倍的超级金刚石，颗粒重量达到3克拉。南非 De Beers公司在20世纪70年代初能生长出宝石级金刚石，1987年生长出了1114克拉的大单晶，是浅**、透明的宝石级八面体歪晶形金刚石，1990年又宣布生长出了143克拉的金刚石大单晶，资料表明，后来又合成出重30多克拉的黄—棕色金刚石晶体。前苏联科学院西伯利亚分院1990年宣布生长出了75mm，重15克拉的不同颜色的宝石级金刚石。他们是目前世界上唯一能将人工合成钻石（通常将加工好的金刚石称钻石）进入市场的国家。如今，俄罗斯与泰国的合资企业 Tairus公司生产人工合成钻石，既供裸钻又供镶嵌好的钻饰。据报道，美国向俄罗斯购买了人工合成宝石级金刚石的技术，因此，市场上也有美国生产的人工合成钻石。

2我国的人工合成金刚石历史

我国的人工合成金刚石于 1963年获得成功，由于工艺比较成熟，还有专门生产设备的厂家，供求量又大，不少乡镇企业都能生产。据1998年统计，我国有大小人工合成金刚石厂3000家左右，年产量5亿克拉左右，但这些人工合成金刚石都比较小，只能作工业用，其质量属于工业级。对于大颗粒金刚石，曾于1974年由上海硅酸盐研究所用金属薄膜法生长出了优质金刚石大单晶，并于1977年生长出最大达4mm，重量达029克拉的含硼半导体金刚石大单晶，后于1985年又采用晶种法获得了直径32mm，重量为02克拉的优质人工合成金刚石大单晶。但直到现在，我国尚未进入商业生产人工合成宝石级金刚石的行列，也就是说，珠宝首饰市场上至今没有我国生产的人工合成钻石。据2002年年中的不完全统计，我国人工合成金刚石厂有4000～5000家，但生产单颗粒工业级人工合成金刚石的厂家只有450家左右，其他主要是生产聚晶金刚石或生产金刚石制品的。然而，这450家左右的人工合成工业级金刚石厂的产量较大，从消耗的原材料与触媒量估算（原材料与触媒的用量与人工合成金刚石的产量之间有一定的比例），我国人工合成工业级金刚石的年产量应当有12亿克拉左右，估算年生产能力可达15亿～20亿克拉。通过强强联合或兼并，我国目前年产量达2000万克拉人工合成工业级金刚石的厂有10家左右，最大的厂家可达年产量1亿～2亿克拉人工合成工业级金刚石。六面顶金刚石压机用的叶蜡石外形见图1，合成金刚石原料分选机见图2。

图1 六面顶金刚石机用叶蜡石外形

3我国人工合成工业级金刚石的优势与劣势

我国人工合成工业级金刚石年产达12亿克拉左右，但目前全世界年产人工合成工业级金刚石（除中国外）有7亿～8亿克拉，其中主要生产国及公司有：俄罗斯，年产 2亿克拉左右，美国，年产2亿克拉左右，De Beers公司年产2亿克拉左右，可见我国年产量的优势很大。但是，我国生产人工合成工业级金刚石的劣势也很大，主要差距有：①每一次合成金刚石产量（单产）的差距：国外达到单产600～700克拉；我国97%以上的人工合成工业级金刚石生产厂用的是六面顶金刚石压机，最少的单产仅10克拉左右，好的能达到单产30克拉左右，最好的能达到单产40克拉左右；二面顶金刚石压机单产较高，可达60克拉左右，可见与国外人工合成金刚石单产差距很大。②人工合成工业级金刚石质量的差距：人工合成工业级金刚石的质量主要有下列几方面：合成金刚石单颗粒抗压强度、晶体形态、热稳定性、抗冲击强度、粒度大小等，与国外主要生产国生产的人工合成工业级金刚石比，我国生产的人工合成工业级金刚石质量比较差。国内同类产品比较，二面顶金刚石压机生产的人工合成工业级金刚石的质量比六面顶金刚石压机生产的人工合成工业级金刚石质量好。③价格差距：我国出口的人工合成工业级金刚石以原料为主，每克拉平均销售价为10美分左右；国外的人工合成工业级金刚石原料平均售价70～80美分，最高售价可达1～2美元。价格是由产品质量决定的，这也印证了我国生产人工合成工业级金刚石的质量较差的评价。④设备的差距：国外以二面顶金刚石压机为主要生产设备，其压力相当于6000～10000t，合成腔的体积大，所以单产高；我国有97%的人工合成金刚石是用六面顶金刚石压机生产的，其优点是投资低，技术难度不高；但缺点是合成压腔小，单产低，质量差；对于二面顶金刚石压机来说，其压力比六面顶金刚石压机大，但压力相当于2500吨，比国外的二面顶金刚石压机的压力小很多，合成腔也比国外的小，所以单产比较低。我们能把压力提高吗？！难。据说主要是国内生产的相当于6000吨压力用的合成腔材料质量达不到要求。目前，国内已有单位从国外引进相当于6000吨压力的金刚石压机用以生产高质量的人工合成工业级金刚石。

图2 合成金刚石原料分选机

4我国人工合成金刚石的最新进展

1）在20世纪90年代，原国家建材部人工晶体研究所，曾用化学气相沉淀法（CVD）法生长出2mm厚、5mm边长的黑色金刚石戒面供应市场。据北京航空航天大学陈汴琨教授介绍，2006年我国某单位已能用此法生长出厚1mm左右，面积100cm2左右，重量为150克拉的金刚石块体，只不过价格还偏高，这样一块金刚石原料的价格在1万元人民币左右。

2）2003年8月14日，《宝玉石周刊》刊登了“我成功在440℃下合成金刚石”的消息。中国科学技术大学陈乾旺教授领导的研究组在关于“低温还原 CO2合成金刚石”研究中，实现了在440℃的低温条件下，以CO2为碳源成功地合成了250μm的大尺寸金刚石，首次实现了从CO2到金刚石的逆转变，在国际学术界引起极大反响。陈乾旺教授和同事们自行研制高压反应釜进行实验，用安全无毒的CO2作原料，使用金属Na作为还原剂，在440℃和80MPa的条件下，经过12h的化学反应，终于将CO2还原成了金刚石。目前，已能生长出12mm的金刚石，有望达到宝石级，CO2转化金刚石的产率达89%,X射线衍射及拉曼光谱的分析结果都证实，这些合成的颗粒就是金刚石，它无色、透明，可与天然金刚石媲美。该工艺重复性很好，用其他碳源和还原剂也取得了成功，有关结果已申请国际专利。

5人工合成金刚石的原理

众所周知，金刚石的化学成分与石墨相同，都是碳（C），但石墨很软，金刚石很硬，区别在于石墨为六方结构，金刚石为立方结构。要把石墨的六方结构转化成金刚石的立方结构，条件很苛刻，需2700℃温度和125GPa的压力。这样高的温度和压力给生产设备的制造带来相当大的困难，且转化率不高。后来人们采用了过渡族金属元素铁、钴、镍、铬、锰等组成的“触媒剂”，便可以在1200℃和4GPa下使石墨转化成金刚石。石墨在触媒作用下转变成金刚石的结构简图见图3。

图3 石墨在触媒作用下转变成金刚石的结构简图

比较转变前后的结构变化，可以看出石墨层间距缩小了大约13×10-10m。石墨层中的相邻原子分别相对于层平面垂直方向向上和向下位移了大约25×10-10m，变成相距为50×10-11m的双层。双层中原子间以共价键连接形成了扭曲的六边形格子，原子间距伸长为154×10-10m。这样，上双层的下次层与下双层中的上次层的原子彼此完全对应，且亦相距154×10-10m。只要原来的自由 2Pz电子成对地集中到这些相对应的原子对间形成键长为154×10-10m的垂直共价键，就可以变成金刚石的结构。这种转变方式显然要比把石墨中的碳原子拆散，再重新组成金刚石的转变容易得多。目前，世界各国的人工合成工业级金刚石都采用此方法，操作时采用一片高纯石墨片，一片金属触媒片交互重叠组装后放入专用装置中，再在二面顶或六面顶金刚石压机中进行合成（图4）。但我国至今没有生产宝石级合成金刚石（通常认为要达到 5mm大小的晶体）的厂家，几乎全部是工业级合成金刚石和金刚石产品深加工企业。

图4 两面顶金刚石压机及产品

对于宝石级大颗粒金刚石的人工合成，一般采用金刚石作晶种，用金刚石粉代替石墨作碳源，生长腔的中间温度比两端高，必须采用金属触媒剂。晶种触媒法生长宝石级金刚石的两种不同合成腔结构如图5。

图5 合成宝石级金刚石的两种不同合成腔结构

其生长工艺过程如下：腔体中部（热区）放置金刚石粉（或光谱纯石墨与金刚石粉的混合物），用镍铁（1:1）合金为触媒剂，金刚石晶种安放在两端冷区，在高温超高压条件下（55GPa,1300～1400℃之间），原料区的碳源迅速溶解于熔融触媒金属液中，在温度梯度30～50℃的推动下，热区中的碳向冷区的金刚石晶种方向扩散，在温度的降低过程中必然出现部分过饱和浓度的碳，这些碳沉积在金刚石晶种上，从而使晶种不断长大成金刚石大晶体，直到碳源消耗完为止。若在原料中人为加入某些杂质，就可以使金刚石着色，如加入氮（通过加入少量的钛吸附氮元素）可获得**或绿色；加入硼则可获得蓝色，并具有半导体性质；加入足够量的钛可使合成钻石变成无色；加入一定量的铁也可使合成钻石获得近于无色的合成钻石。在这里，触媒剂既起溶解碳的作用，又起加快金刚石生长的催化剂作用。

6人工合成金刚石方法面面观

人工合成金刚石的方法很多，上面说的两种方法是最常用的方法。因不同的用途还有不同的方法，随着科学技术的发展也发明了一些新的合成方法，总共有数十种，下面介绍5种：

（1）爆炸法

利用烈性炸药爆炸时产生的高温高压使石墨转化成金刚石，但由于保持温度和压力的时间很短，所以形成的金刚石颗粒很小，平均粒度不到10μm，最大粒度约40μm，最佳情况下，每千克炸药能合成 60克拉金刚石微粉，产品适宜制造研磨膏，也可作为聚晶金刚石的原料。此法的最大优点是便宜、投资少、单次产量高（可达500克拉）。

（2）液中放电法

将含有触媒金属的石墨电极及空心圆筒石墨（或金属）作成两电极，浸在低蒸发热的液体介质中（如四氯化碳），空心圆筒电极与石墨电极同轴，当接通很大的电流电压时，两电极间产生火花放电，使液体产生冲击波，形成高温高压区，石墨可转化成金刚石。此法可获得05mm的金刚石微粉，主要缺点是产量不高。

（3）常压高温合成法

也称CVD法，这是在常压下合成金刚石的方法。此法用含碳的甲烷气体或酒精浓度的白酒作原料，在常压下经加热分解出碳原子（等离子体），在电场的作用下，游离的碳原子在金刚石籽晶表面上沉积生长出金刚石，也可以在非金刚石表面镀金刚石微粒。用这个方法生长的金刚石原来速度很慢，颗粒很细，常用于表面镀膜，例如在导弹头上用此法镀金刚石薄层。近年来，国际上对此法的研究获得了技术上的突破，生长速度大大提高，已能生长出 10克拉以上的大单晶金刚石，成为各国竞相开发的热门工艺，我国也在迎头赶超。

（4）常压真空合成法

在真空炉中放入触媒金属，再撒上石墨粉，然后抽真空加热，在900℃下恒温10h，可用于钻头和磨料的工业级金刚石就在加热的混合物中结晶析出，经过分离即可使用。

（5）还原二氧化碳合成金刚石

2003年8月14日，《宝玉石周刊》刊登了“我成功在440℃下合成金刚石”的消息。中国科学技术大学陈乾旺教授领导的研究组在关于“低温还原CO2合成金刚石”研究中，实现了在 440℃的低温条件下，以 CO2为碳源成功地合成了250μm的大尺寸金刚石，首次实现了从 CO2到金刚石的逆转变，在国际学术界引起极大反响。

三、人工合成金刚石的用途和前景

人工合成金刚石有着广泛的用途。

1）我们常见的地质勘探用金刚石钻头，切割石头和道路的金刚石锯片（图6）。加工宝石用的金刚石磨盘、金刚石微粉抛光膏，金刚石拉丝模等等都少不了金刚石，并且用量是很大的，据1975年统计资料，全世界每年金刚石用量为125亿克拉，其中绝大部分用的是人工合成金刚石。

图6 人工合成金刚石制的锯片

除此之外，人工合成金刚石在高科技和国防工业上也有很大的用处。

2）利用金刚石的高导热性，可以用来作固体微波器件及固体激光器件的散热片，为制造微型雷达和通讯设备创造了有利条件。

3）利用Ⅱa型金刚石的半导体特性，及耐高温与散热、高硬度和抗腐蚀等优良性能，可以做金刚石整流器、金刚石三极管、金刚石温度计等，在宇宙航行中可大显身手。

4）厨具革命：在日用消费品领域，各种厨具的表面可镀上合成金刚石膜，这样，钻石的低摩擦系数使食物更不易粘在锅底；钻石的高硬度使厨具不会轻易遭到损坏等。

5）无油轴承：在现有的轴承表面镀上合成金刚石膜，可大大降低摩擦系数，不用油且不易损坏，同时可保护轴承免遭海水的腐蚀。

6）钻石窗：钻石对可见光及红外光等光谱范围内的电磁辐射是完全透明的，对高速雨滴及尘埃具有较强的抵抗力，又可迅速传导由于空气摩擦而产生的热量，这些特性使钻石在航天探测中具有重要意义。如1978年，美国先锋号宇宙探测器在对金星进行的探测中，就安装了钻石窗，由于金星的大气压是地球的近100倍，因此当探测器在金星的大气层中下降时，钻石窗既能承受巨大的热量和压力，又能使金星大气层中的红外线穿过钻石窗而不被吸收，从而使探测器能成功地测量到金星大气中的红外辐射。当时的这一钻石窗是从一块宝石级天然金刚石上切下来的，现在可以用CVD方法人工合成出类似或更大直径的钻石窗了。

7）超级计算机应用：采用数字集成电路的大型计算机的运算速度取决于信号在各块芯片之间的传送速度，人们采用了三维多芯片模块，但信号在芯片之间的高速传送会释放出大量的热量，以前用液氮来解决，现在采用芯片直接安放在高纯度的合成金刚石膜上进行散热，可大大提高超级计算机的运算速度。

由此可见，人工合成金刚石对工业的发展、科学技术的发展和国防工业的发展具有重要作用。从这里，我们也看到了人工合成金刚石或钻石的前景非常广阔。

参考文献

沈才卿，吴国忠1994人造宝石学 北京：中国地质大学出版社

郭永存等1984金刚石的人工合成与应用北京：科学出版社

何雪梅，沈才卿吴国忠1997宝石的人工合成与鉴定北京：航空出版社

何雪梅，沈才卿2005宝石人工合成技术北京：化学工业出版社

张蓓莉等1997系统宝石学北京：地质出版社

《宝玉石周刊》（报纸）2003年8月14日