钻石的基本性质

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。

相信大家都听说过钻石恒久远，一颗永流传这句话吧，正是这句话让钻石风靡全球，我们印象最深最普遍认为钻石的颜色是白色的，其实钻石家族中也是五彩缤纷的，不单单只有一种颜色，所以，接下来由我简单的介绍一下钻石的各种颜色，彩钻。

红色钻石

天然红色钻石十分罕见，现在研究一般认为天然红色钻石的颜色是由塑性变形和掺杂氮元素共同制造的。

如果单纯由于塑性变形有可能产生饱和度较高带紫红色调的粉红色。如果具有塑性变形的钻石含有一定量的氮元素，则可以吸收日光中的短波蓝紫光，塑性变形吸收部分橙黄绿光，二者的共同作用使钻石呈红色。

实际上，更多的偏紫红色的红色钻石，主要是由于塑性变形和色心致色共同产生的。

橙色钻石

天然橙色钻石十分罕见，几乎没有纯正的橙色钻石。目前出现的橙色钻石的颜色多数为偏棕橙色。因为天然橙色钻石几乎没有，对其颜色成因的研究也少之又少。一般认为，橙色钻石的颜色是由一个中心位于477nm的宽吸收带产生的。另外，含氮元素较高的钻石具有较强色心同样可以产生橙色。

**钻石

**钻石是彩色钻石中最常见的。**钻石可以视为无色——浅**系列的延伸，即当一颗**钻石的饱和度大于Z+色比色石时，它就不再属于D~Z颜色级别的“无色”钻石，而与其他颜色的钻石一同属于彩色钻石系列。

**钻石的颜色都是由钻石晶格中的杂质氮所产生的，绝大多数天然**钻石晶体具有N3色心， 属于Ia型钻石。只有很少量的天然**钻石属于Ib型。一般Ia型**钻石的饱和度却小于氮含量相同的Ib型**钻石。

绿色钻石

天然绿色钻石较为罕见。绿色钻石通常是由于长期天然辐照作用而形成的。当辐射的能量高于晶体的阀值时，碳原子被击出晶格位置，形成一个空位，使钻石的晶体结构发生变化，从而产生一系列新的吸收，可使钻石产生绿色。

蓝色钻石

蓝色钻石中不含氮元素，但含有极少量的硼元素。硼原子在钻石的晶体中产生一个受子能带。受子能带能够吸收近红外辐射和长波的可见光，因而使钻石呈现蓝色。受子能带与价带之间的能差很小，价带电子在热的作用下即可跃迁到受子能带，使钻石导电，所以蓝色钻石是半导体。

粉红色钻石

天然粉红色钻石的颜色主要是由钻石晶体的塑性变形所产生。钻石晶体在地幔中的高温高压环境下，由于不均匀侧向力的挤压，钻石的晶体结构产生独行变形。这种塑性变形改变了钻石晶体在缺陷处的物理和光学性质。

黑色钻石

过去黑色钻石主要用于工业用途，很少用于珠宝首饰。近些年，大颗粒的黑色钻石逐渐被人们所接受，黑色钻石首饰也有流行的趋势。绝大多数天然黑色钻石的颜色是由晶体中含有的石墨所致。

显微镜下，这些石墨一般为微小片状，较为均匀地分布在钻石晶体中。因为石墨对可见光的吸收率极高，几乎吸收所有的入射光。由于钻石的折射率很高，表面光的反射很高，所有经切磨的黑色钻石与其他颜色的钻石一样具有表面神圣的闪烁光斑，十分诱人。2012年1月，科学家研究证实黑色钻石是超新星爆炸后幸存物坠落地球后形成的。

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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。

一、根据形态的不同，钻石也可以分为天然钻石和仿钻两大类。1天然钻石大部分天然钻石是在地球深部的高压高温下形成的，这需要很长的时间，一般是几亿年。另一种形成方式是陨石撞击。快速下落的陨石撞击地球时，形成瞬间高温高压，改变了周围的矿物结构，从而形成钻石。2模仿钻石仿制钻石的方法有几种，其中最常见的是在实验室中培育钻石，即把一颗小钻石放在特定的实验室环境中，让钻石“生长”成一颗大钻石。这种钻石类似于天然钻石。二、根据克拉重量和价值的不同，钻石可分为碎钻、小钻、中钻、大钻和名钻。一般来说，碎钻小于02克拉。重02-03克拉的叫小钻。031-1克拉的叫中钻。10-10克拉的叫大钻石。十克拉以上的叫名钻(有自己的名字)。第三，根据钻石的颜色，可以分为白钻和彩钻两大类。1白色钻石市面上常见的无色钻石，在很多钻石镶嵌首饰中几乎都会用到。2彩色钻石彩钻是指颜色明显的钻石，或者稀有的天然彩钻，都属于彩钻的范畴。彩色钻石几乎有你能想象到的任何颜色，其中有十二种不同的主色。彩色钻石只能包含一种颜色，或者两种或三种颜色的混合。已知的彩钻颜色主要有:黄钻、橙钻、粉钻、蓝钻、绿钻、红钻、棕钻、灰钻、变色龙钻、黑钻、紫钻。钻石可分为_型和_型。型:能透射400-300nm紫外光，在红外区显示与N有关的吸收带。根据N的分布，可以分为:A型:N以片状存在于金刚石的晶体结构中。B型:N以弥散形式存在于金刚石晶体结构中。_型:可透射低至220nm的紫外光，在亮区无明显吸收带。自然含量少，形状不规则。著名的例子是库里南和塞拉利昂之星。A型:不导电，导热系数最高，室温下至少是铜的5倍，短波紫外光下无磷光。B型:半导体，短波紫外光下磷光。

一、钻石与仿制品的鉴别

由于钻石是一种深受人们喜爱的，但价格昂贵的宝石。因此，人们一直需要一些廉价而外观又很像钻石的仿制品。钻石的仿制品可以是天然宝石矿物，也可以是人造或合成材料，但由于这些仿制品的物理性质与钻石总有不同之处，人们可以通过各种方法将它们区别开。表15-2-1列出钻石及其常见代用品的物理性质。

表15-2-1 钻石及其代用品的物理性质

(一)钻石肉眼鉴定

1毛坯的肉眼鉴定

(1)观察光泽：钻石具有特殊的金刚光泽，是区别其他无色透明矿物(或材料)的重要特征，观察时要尽量从光滑面进行光泽的观察。

(2)观察钻石的外观形态和表面特征：钻石最常见的晶体形态是八面体、立方体及二者的聚形，在无色透明矿物中能出现这几种晶体形态的矿物为数较少，即或具备相似的形状，如无色的尖晶石、锆石等，但由于其他性质与钻石相去甚远亦可彼此区分。钻石的另一个特征是晶面花纹，钻石的不同晶面常有特征的生长纹(晶面花纹)，如八面体面常有三角形生长纹等，这些均可作为钻石的识别特征。

(3)估计钻石的密度：钻石用手掂量，有“打手”的感觉，合成立方氧化锆密度为595g/cm3，几乎是钻石的一倍。

2成品抛光钻石肉眼及10倍放大镜下鉴定

(1)切工特征

1)比率：切磨钻石，特别是品级较高者，通常有很好的精确性和对称性。如多条面棱总是相交于一点，各个小面的形状与大小及比率基本一致。但钻石仿制品的切磨常比较差。

2)抛光：钻石的不同刻面上的抛光痕的方向往往不一致。而仿钻各刻面的抛光痕的方向较一致。

3)腰棱：由于钻石硬度很大，在加工时，绝大多数钻石的腰部不抛光而保留粗面，呈毛玻璃状，又称“砂糖状”。钻石仿制品由于硬度小，虽然腰部亦不精抛光，但在粗面上仍能看到打磨时的痕迹，如平行排列的钉状磨痕等，此外，天然钻石腰围及其附近常发现三角形，阶梯状生长纹或原始晶面。

4)刻面棱线：天然钻石硬度大，刻面之间的棱线平直而锐利，而仿制品硬度小，棱线呈圆滑状。

(2)光泽与火彩：钻石具有金刚光泽，色散适中，火彩柔和。受过专门训练的人，可以依据光泽和火彩存在的较小差异，与仿钻区别开。

(3)观察重影：具有较大双折射的仿钻材料，在10倍镜下均可见明显的刻面棱重影现象，也称双轨现象，可与单折射的钻石区别，如锆石、合成金红石、合成碳硅石等，但在观察时，要注意正确的方法，避免从平行光轴或近于平行光轴的方向观察。

(4)内含物的特征：钻石为天然矿物，一般带有特征的矿物包裹体，生长结构等各种天然信息，这是钻石与其他仿制品的根本区别。例如，由平直且平行解理诱发的解理裂隙——羽状纹；特征的生长纹、双晶纹以及钻石腰棱上残留的原始晶面上的晶面纹理等——生长结构；典型的晶体包裹体有石墨、无色或白色橄榄石、红—红褐色晶形完好石榴子石、黑色的晶粒状铬铁矿、小钻石晶体等。

此外，还有一些简单的鉴别方法也具有实际意义，但有一定的局限性。例如，线条试验法，将标准切工的钻石台面向下放在一张有线条的纸上，垂直观察，几乎看不到纸上的线条，非标准切工不适用；倾斜试验法，将样品台面向上，置于暗背景中的，垂直观察离观察者最远的区域，出现暗窗者是仿钻，合成CZ、钛酸锶等折射率高的不适用；亲油性试验，用油性笔在钻石表面划过时可留下清晰连续的线条，而仿制品则会聚成一个个小液滴；托水性试验，用毛细管将小水滴点在样品上，水能在钻石表面保持长时间隆起，反之则为仿制品。

(二)常规仪器鉴定

常用比较简便的仪器进行鉴定和区分：

1热导仪测试

钻石的热导率很高，应用热导仪可以快速地鉴别钻石与仿钻石，但要注意合成碳硅石在热导仪测试中也会像钻石一样发出蜂鸣声，进一步区别可以通过刻面棱重影，内含物特征等进行。

2偏光仪检查

钻石为均质体矿物，而水晶、锆石、无色蓝宝石，托帕石及白钨矿等均为非均质体，理论上用偏光镜应很容易区分开。但天然产出的钻石常出现异常消光，给这种方法带来困难。

3折射率测定

对于水晶、托帕石等低折射率的样品，可以通过测定折射率将他们区别开，但大部分钻石仿制品折射率较高，不能用折射仪测定，而且容易损坏折射仪，因此一般不用测定折射率的方法来进行鉴别。

4密度测量

用静水力学法或重液测量未镶嵌的裸钻或毛坯也是鉴别钻石真伪的有效手段。

5色散

钻石的色散0044是无色透明天然宝石中最高的，因此易于与其天然宝石的代用品相区别。而一些人造的仿制品，如钛酸锶、合成金红石等的色散比钻石大得多，也不难区别。

6分光镜及分光光度计

天然产出的钻石大多数是Ia型(约占98%)，由N3中心致色，这类钻石在415nm处有一强吸收。

二、合成钻石的鉴别

1颜色

大多数合成钻石为**，有一种为近似琥珀**。

2内外部显微特征

(1)合成钻石内常可见到细小的铁或镍铁合金触媒金属包裹体，常呈长圆形，平行晶棱或沿内部生长区分界线定向排列，或呈十分细小的微粒状散布于整个晶体中，在反光条件下，这些金属包裹体可见金属光泽。

(2)合成钻石晶面上常会显示不寻常的树枝状生长花纹。

(3)天然钻石一般呈八面体或立方体等单形或聚形，而合成钻石则发育八面体、立方体、菱形十二面体和四角三八面体等单形组成的聚形。

3荧光特征

合成钻石在长波紫外光下常呈惰性，而在短波紫外光下因受自身不同生长区的限制，其发光性具有明显的分带现象。

4吸收光谱

无色—浅**天然钻石在415nm、452nm、465nm、478nm有吸收线，特别是415nm吸收线的存在是指示无色—浅**钻石为天然钻石的确切证据，而合成钻石则缺少415nm吸收线。

1996年戴比尔斯(deBeers)推出的Diamondsure仪器，用于天然钻石和人工钻石的鉴别，该仪器采用分光光度计的原理，专门测量样品是否具有415nm吸收线，如再配合使用另一种名为Diamond view的仪器，便可以准确鉴别天然与人工合成的钻石。

5异常双折射

天然钻石在正交偏光镜下观察常具弱到强的异常双折射，干涉色颜色多样。多种干涉色聚集形成镶嵌图案，而合成钻石异常双折射很弱，干涉色变化不明显。

6阴极发光

合成钻石的不同生长区因杂质成分(如N)的含量、结构不同，而导致在阴极发光下显示与天然钻石完全不同的颜色和生长条纹等特征。

三、优化处理钻石的鉴别

钻石优化处理的目的，一是改善钻石的颜色；二是提高钻石的净度。

1颜色优化处理品的鉴别

除了用颜料涂层法改善的钻石极易鉴别外，其他方法改善颜色的钻石很难鉴别。对用辐照法增色的钻石，人们已找出了一些与未经处理钻石的差别，如，吸收光谱的不同，但对常规鉴定没有太大的帮助。对于高温高压法去黄变白的钻石就更难鉴别了，为了区分，目前只好采用在钻石腰棱刻字的方法加以限制。如，在高温高压下，Gepol法将Ia型褐色系列净度高的钻石中石墨转化为钻石，使钻石色级可升高至D—G级。GIA采用在钻石腰棱激光刻“Ge pol”印记。还有在高温高压下，将Ib型钻石中N原子迁移形成Ia型，使颜色变浅，色级升高的方法也比较难鉴别。

2净度处理品的鉴别

(1)激光钻孔处理钻石：利用激光技术在高温下对钻石进行激光打孔直达包裹体，将钻石中的有色或黑色包裹体除去再用化学药品进行清理。激光处理过的钻石，会在钻石表面留下永久性的激光孔眼，从亭部观察可见激光孔道。

(2)玻璃充填：充填钻石常具闪光效应，暗域照明下常见的橙黄、紫红、粉色，其次为粉橙色闪光，而亮域照明下可见蓝绿、绿色、绿**、**闪光，同一裂隙的不同部位可表现出不同的闪光颜色，但总体比较单一。而未经填充的裂隙呈现七彩的光谱色。