人造钻石和天然钻石,除了来源不同外,其它方面几乎没有什么不同,即使是专业的宝石学家,也需要借助专门的设备来分辨。
人造钻石,也称为合成钻石,是模拟天然钻石在地幔中形成时的自然条件,在高度受控的实验室环境中生成的钻石,人造钻石与天然钻石具有相同的光学和化学特性。
人造钻石根据不同的制造方法,分为HPHT(高温高压)钻石和CVD(化学气相沉积)钻石两种。人造钻石可以有多种色系可以选择,也可以制造出非常稀有的花色。
随着人造钻石的技术不断成熟,已经可以合成23克拉的无色切割CVD钻石了,这已经是宝石级别的钻石了;由于人造钻石可以大量低成本地生产,已经严重影响到天然钻石的价格,特别是中科院突破了以籽晶片和甲烷气体来制造钻石的技术,每个气体槽中每星期可以培育出一克拉大小的人造钻石。
天然钻石是在数十亿年的高温和高压条件下自然形成的,产生于地表之下大约 150公里深处, 钻石的碳原子在所有方向上的键合都基本相同。由于天然钻石产量比较少,能切割成宝石级别的钻石更少,所以天然钻石的价格到现在都很昂贵。
2018年7月,美国联邦贸易委员会对钻石作出了新的定义,不再区分天然钻石和人造钻石,而是统一称之为钻石,这给钻石行业予以了沉重打击,因为在新规中写道:不可在商业行销中,以合成一词,制造对手的合成钻石不是真钻石的印象……这是误导(消费者)。
随后,钻石行业的各大巨头也开始销售人造钻石,但还是有意区分出天然钻石和合成钻石市场,当时两者之间的价格相差近10倍。
还有一个极其微小的差别就是两者的硬度不同,天然钻石的莫氏硬度为10,而人造钻石的莫氏硬度为925。
实践证明,目前的手段是可以合成高质量的钻石的,前一阵中科院造出钻石的新闻还上了热搜。目前Diamond Foundry是在培育钻石行业的领军企业,据说是第一家开始做培育钻石珠宝的品牌,2012年创立于美国硅谷,用黑科技培育珠宝级的钻石,所培育出的钻石畅销全球,在各种场合众多好莱坞明星都有佩戴DF的产品,比如说艾玛沃森、茱莉亚罗伯茨等等,Diamond Foundry培育出来的钻石和矿钻石的成分是完全一样的,都是纯净的碳原子,而且在颜色、净度上比同等级的矿钻都普遍要更好。Diamond Foundry的培育钻石切工也非常好,不会为了保证钻石的克拉数就牺牲切工让钻石不闪,他家的切工真的精益求精,都是追求把钻石切出最闪的火彩。在性价比这个层面来说,培育钻石的性价比比起矿钻高太多了,买矿钻50分的价格在Diamond Foundry买1克拉绝对没问题。
人造钻石是把“碳种”放入净化干净的真空室,再把甲烷与氢气加热约3000摄氏度;然后泵入反应室,形成充电等离子体,气体就会分解,甲烷就会释放碳原子,并附在这些“碳种”上,最后复制钻石的晶体结构。
1、价格不同:培育钻石是人工合成的,价格低。培育钻石就是人为模拟天然钻石的形成条件,使非金刚石结构的碳转化为金刚石结构的碳,就变成了培育钻石了。
2、形成方式不同:天然钻石钻石是在地球深部高压、高温条件下形成,而培育钻石是人工合成的。
3、特性不同:天然钻石不能用吸铁石吸附,但是少量培育钻石是可以被吸附的,这是区别它们的最直接的方法。
培育钻石保养注意事项
要避免磕碰。钻石虽然是硬度最高的宝石,但是它结里面的碎性比较大,磕到了容易裂。钻戒也尽量不要和其他的珠宝放在一起,因为它容易划伤其他的珠宝。
远离化学品。钻戒的戒托通常都是由铂金或者18K金打造的,如果解除到化学品,例如香水,洗发水,沐浴露等等,都会造成一定程度上的腐蚀,导致变色和褪色。
“钻石骗局”听说过吗?钻石恒久远,一颗永流传。而钻石本质是碳单质,虽然晶莹剔透闪花眼,却可以人为利用石墨在高温、高压的环境中制造的,“骗局”的说法就来了。
钻石是在地球历史上经过一些极端的变化产生的,比如在小行星撞击地球地层下的高温高压环境,而地球历史上这样的事件是比较多的,还有地下本身压力、温度就高一些,也有可能形成钻石,但是由于埋藏地点,开采比较难,加上钻石体积、硬度的限制,后期加工的困难也高一些,所以钻石昂贵,物以稀为贵,这没什么矛盾,只有在非常极端的环境中才能产生体积巨大的钻石,人类目前发现的自然生成的体积最大的钻石是重达3106克拉的非洲之星母体钻石。
而现在人类的技术已经可以模拟钻石生成的环境,用碳来制造钻石,在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下,在中心放一颗很小的天然钻石作为种子,在种钻周围是高温金属液体,在金属溶液的上层是石墨,在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构,体积也比较受限。
所以在一定程度上讲,人造钻石确实没办法和天然钻石相比。但因为外观看起来与天然钻石没多大区别,主要在于后期加工,造假又比较低廉,也很受欢迎。好看耐用不就完了吗?然而也并非如此,人都是有点虚荣心的,手上戴个千百万年前形成的天然钻石和实验室中短时间形成的人造钻石,当然是前者更容易满足人的心理。
天然钻石:是世界上公认的最珍贵的宝石,矿物名称是金刚石。在矿物学上属于金刚石族。
人工钻石:分合成钻石、优化处理钻石。
人工钻石与天然钻石的区分方法:
1、人工钻石的鉴别方法
(1)合成钻石
[1]高温高压合成钻石
颜色:以**、桔**、褐色为主,价格很有竞争力;而蓝色和近无色等颜色,由于技术难度大,成本高而极难见到。
内部显微特征:可见细小的铁或镍铁合金触媒金属包体。部分合成钻石具磁性,可见不规则状颜色分带、沙漏形色带等。
净度:以P、SI级为主,个别可达VS级甚至VVS级。
吸收光谱:缺失415nm吸收线。
异常双折射:很弱,干涉色变化不明显。
紫外荧光特性:长波紫外线下荧光呈惰性,在短波紫外光下发光性有明显分带现象,为无至中的淡**、橙**、绿**不均匀的荧光,局部可有磷光。
[2]CVD合成钻石
颜色:多为暗褐色和浅褐色,也可以生长近无色和蓝色的产品,但非常困难。
内部显微特征:可见不规则深色包体和点状包体。可有平等的生长色带。
异常双折射:有强烈的异常消光,不同方向上的消光也有所不同。
紫外荧光特性:长短波紫外线下,有弱的橘**荧光。
(2)优化处理钻石
[1]颜色优化处理
①传统颜色优化处理:
古老的处理方法是在钻石表面涂上薄薄一层带蓝色的、折射率很高的物质,这样可使钻石颜色提高1-2个级别,更有甚者在钻石表面涂上墨水、油彩、指甲油等,以便提高钻石颜色的级别,也有的在钻戒底托上加上金属箔。这些方法很原始,也极容易鉴别。
②辐照改色钻石及其鉴定:
辐照改色是物理改色法,只用适用于有色而且颜色不好的钻石。
颜色分布特征:色带分布位置及形状与琢形形状及辐照方向有关。当来自回旋加速器的亚原子粒子,从亭部方向对圆多面型钻石进行轰击时,透过台面可看到辐照形成的颜色呈伞状围绕亭部分布,在这种情况下,阶梯形琢形的钻石仅能显示出靠近底尖的长方形色带。当轰击来自钻石的冠部时,则琢型钻石的腰棱处将显示一深色色环。当轰击来自钻石琢形侧面时,则琢型靠近轰击源一侧颜色明显加深。
吸收光谱:有595nm或H1b和H1c线的出现。
导电性:辐照形成的蓝色钻石不具导电性。
③GE钻石
又称为高温高压修复型钻石,处理后的颜色大都在D到G的范围内,但稍具雾状外观,带褐或灰色调而不是**调。高倍放大下可见内部纹理,常见羽毛状裂隙,并伴有反光,裂隙常出露到钻石表面、部分愈合的裂隙、解理以及形状异常的包体。这种钻石鉴定起来比较困难,通用电气公司曾承诺由他们处理的钻石在腰棱表面用激光刻上“GE POL”或“Bellataire”字样。
④Nova钻石
一种新的颜色优化处理方法,又称为高温高压增强型或诺瓦钻石(Nova)。该钻石发生强的塑性变形,异常消光强烈,显示强黄绿色荧光并伴有白垩状荧光。这些钻石刻有Nova钻石的标识,并附有唯一的序号和证书。
[2]净度处理
①激光打孔
传统激光打孔处理:钻石表面留下永久性的激光孔眼,而且因充填物质硬度永远不可能与钻石相同,往往会形成难以观察的凹坑。
KM内部破裂法:这种次生裂隙看起来与天然裂隙相似,但这种方法处理不好就容易使钻石破裂。
KM内部缝合法:表面可见蜈蚣状包体,呈不自然弯曲的裂隙,在垂直包体两侧伸出很多裂隙;在激光处理的连续裂隙中有未被完全处理掉的零星黑色残留物。
②裂隙充填
闪光效应:有明显闪光效应,暗域下常见闪光颜色是橙**、紫红色、粉色,其次为粉橙色。亮域下常见闪光颜色是蓝绿色,绿色、绿**和**。同一裂隙的不同部位可表现出不同的闪光颜色,充填裂隙的闪光颜色可随样品的转动而变化。
流动构造:裂隙内常保留充填物充填过程中的流动构造。
捕获气泡:看上去像一组指纹状包体,也可能很小,而呈亮点。
絮状结构:充填物质过厚时可产生一种絮状结构,有时这种絮状结构又可演变成一种网状结构,很容易发现。
微小裂隙:在一些充填裂隙中,发现有白色近于平行的细线,可能是裂隙中的微小裂隙。这一特征很微弱,仅在光纤灯的强光照明下才能观察到。
充填物颜色:充填物比较厚时,能见到浅棕色至棕**或橙**充填物的颜色。这种充填物的体色在充填的空洞和激光孔中才能观察到。
不完全充填:通常极细窄,看上去像细白的划痕或暗域下的擦痕,可能是钻石蒸洗时部分充填物被去除造成的。
表面残余:部分充填物残留于钻石表面。
[3]钻石膜
多晶体,表面有有粒状结构;用拉曼光谱测定,优质DF钻石膜,特征峰在33300px-1附近,半高宽;质量差的DF钻石膜,特征峰频移大,强度减弱,甚至在37500px-1附近出现一个宽峰。
[4]拼合钻石
由钻石(作为顶层)与廉价的水晶或人造无色蓝宝石等(作为底层)粘合而成,粘合技术非常高,可将其镶嵌在首饰上将粘合隐藏起来,使人不容易发现。这种宝石台面上放置一个小针尖,就会看到两个反射像,一个来自台面,另一个来自接合面,而天然钻石不会出现这种现象。仔细观察,无论什么方向,天然钻石都因其反光闪烁,不可能被看穿,而钻石拼合就不同,因为其下部分是折射率低的矿物,拼合石的反光能力差,有时光还可透过。
2、天然钻石的鉴别方法(这里介绍肉眼鉴别方法)
(1)毛坯鉴定:
[1]光泽:金刚光泽,“亮晶晶”的外表。
[2]外观形态和表面特征:常见晶体形态是八面体、菱形十二面体及二者的聚形,在无色透明矿物中具有这几种晶形的矿物为数较少。另外,还有一个特征是钻石的晶石花纹,不同晶面具有不同特征的生长纹,如八面体晶面常见三角形生长纹,三角形的尖端指向八面体的晶棱;立方体晶面常具正方形或长方形生长纹,与立方体平面呈45度夹角;菱形十二面体晶面则常见平行于长对角线方向的凹槽等。
[3]密度:天然钻石352g/cm3。
(2)抛光后鉴定:
[1]线条实验:样品台面向下放在一张有线条的纸上,如果是钻石则看不到纸上的线条。
[2]倾斜实验:将样品中台面向上,置于黑色背景中,从垂直于台面方向开始观察,将观察者处向外倾斜,观察台面离观察者最远的区域,如果出现一个暗窗,则说明该样品不是钻石。
[3]亲油性实验:用油性笔在天然钻石表面划过时可留下清晰而连续的线条;相反,划过钻石仿制品表面时,墨水常用聚成一个个小液滴,不能出现连续的线条。
[4]托水性实验:充分清洗样品,将小水滴点在样品上,如果水滴能在样品的表面保持很长时间,则说明该样品为钻石。
1、目前完全可以人工合成宝石级钻石,技术也已经比较成熟,只是生产成本太高,达不到市场化的要求;
2、除非借助专业鉴定设备,正常情况下不容易分辨;
3、好处是现在技术一般掌握在著名大公司手里,产品即使出售也会在腰棱上刻字,做出标记;
4、人工合成宝石,可简称为人工宝石,是指人们运用现代科学技术的基本原理和方法,选用适宜的原材料;
5、通过合理的工艺与技术流程,在实验室或工厂里制造出来的用作首饰及装饰品的材料。
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