钻石的人造钻石

玻璃

玻璃不仅可以用来制作假钻石，而且几乎可以用来作为任何天然宝石的代用品。用玻璃磨成的假钻石很轻易区别，因为它的折光率低，没有真钻石那种闪烁的彩色光线。一种非常简单的区别方法是，用白瓷碗盛一碗清水，将有怀疑的宝石浸入清水中，冒充钻石的无色玻璃制品似乎消失在水中看不清轮廓，真钻石的轮廓暗黑，在水中十分清楚。

人造尖晶石

和玻璃一样，生产它的目的就是为了作为许多种天然宝石的代用品和冒充品。它和钻石的区别是，缺少闪烁的彩色光线，将它浸入二碘甲烷中，也会轮廓模糊不清，而真钻石则十分清楚。

水晶和托帕石

这是两种天然矿物。无色透明的水晶和托帕石在琢磨后，粗看也有点像钻石，细看类似玻璃，缺少闪烁的彩色光线。另外，它们都是“非均质”的，而钻石却是“均质”的，用偏光仪能迅速地区别开来。

人造蓝宝石

人造蓝宝石是大规模生产的物质。它不仅作为宝石的代用品，在工业上也有很多用途。无色透明的人造蓝宝石在琢磨后也可作为钻石的代用品。常有这种情况，一件镶有大量小钻石的胸针或项链等首饰，可能一部分钻石是真的，而又混入了一些人造蓝宝石制成的假钻石。由于宝石镶在首饰上，测试不便，此时可将整件首饰浸入“二碘甲烷”这种液体中。真钻石在液体中边缘暗黑，好似在液中凸起，非常清楚；人造蓝宝石（或水晶）在“二碘甲烷”中几乎消失看不见，这样真假便一目了然了。在没有“二碘甲烷”时，用清水也可以，虽然真假的差别较小，但仍然很清楚。

此外，人造蓝宝石也是“非均质”的，而钻石却是“均质”的，二者用“偏光仪”也很轻易区别。

锆石

锆石是一种天然矿物，它本身也是一种中档宝石，无色透明的锆石经过细心琢磨后，是钻石的良好代用品。锆石的折光率近于2，色散也与钻石相近。因此从外观上看，锆石也会闪烁着彩色光线，与钻石很相像。在后述的各种人造假钻石出现之前，锆石是最佳的钻石代用品。

铌酸锂

这是一种典型的人造化合物，没有天然产的矿物，商品名称又叫“锂铌石”（linobate）。铌酸锂的硬度为摩氏55，与普通玻璃及钢刀相似，折光串与钻石相近，为221—230，色散是钻石的3倍。

铌酸锂本身是透明无色的，因此是钻石的良好代用品或冒充品。不过区别并不困难，首先，它琢磨后的成品和钻石、金红石一样，有明显的双影。另外，它的硬度太低。

钛酸锶

这也是一种人造化合物，没有天然矿物，它的商品名称为“钛锶矿”或“神石”（fabu1ite）。钛酸锶硬度为摩氏55，用钢针可能划伤它。比重513，为钻石的146倍。它的折光率与钻石完全相同，也是241，色散是钻石的4倍。因此，用无色透明的钦酸镕琢磨成宝石后，闪光强度与钻石完全相同，但色彩比钻石还要绚丽。

钛酸锶比铌酸锂更像钻石，因为它也是均质的，用放大镜观察没有双影现象。

钇铝石榴石

这也是人造化合物，没有天然矿物，商品代号为UAG。均质体，硬度高达825，比重455，折光率183。在1960年以前，无色透明的钇铝石榴石曾作为钻石的代用品。不过它的折光率太低，琢磨出的成品远不如钻石美观。自从后来生产出性质更接近于钻石的代用品如钆镓石榴石后，钇铝石榴石除作为其它宝石的廉价代用品外，已不再用它磨制假钻石。

立方氧化锆

这是专门制造出来作为钻石代用品或冒充品的人造化合物，没有天然矿物。

自从70年代中期制成立方氧化锆后，上面叙述的9种人造宝石原料，只用作别的中低档宝石代用品，不再用来磨制假钻石了。

立方氧化锆之所以能取代所有的磨制假钻石的原料，是由于它有着与真钻石非常相近的性质。首先，立方氧化锆的折光率为217，色散006，与钻石很接近，又与钻石同属均质性。立方氧化锆的硬度高达85，这使它琢磨成宝石后，可以镶嵌在首饰上长期佩戴，不会被划伤磨毛而失去光泽。立方氧化锆可以制出透明度极佳、完全无色的产品。这样，将它磨成宝石后，外观与钻石非常相似。据说在刚生产出来的那几年，用它冒充真钻石使一些有经验的宝石界人士也上过。

当然，立方氧化锆与钻石仍有不少差别；首先是硬度，什么物质也比不上钻石，立方氧化锆也不例外的低于它。此外，立方氧化锆的比重高达56—6，是钻石的16—17倍。有条件用仪器测一下比重，立即可以区别。立方氧化锆的商品代号为CZ，因此，用它磨成的假钻石 也常叫做“CZ钻”。CZ钻由于价格非常低廉，可外观又极像钻石，因此获得 了广大顾客的欢迎，不仅一般人常戴镶CZ钻的首饰，就是拥 有真钻石首饰的人，平时为了安全，也佩戴镶CZ钻的首饰。立方氧化铬的产量也与日俱增，仅美国的年产量已超过l0亿克拉，即200吨

莫桑石

是合成产品，也是最新的钻石模仿品。其常见颜色是微**的，化学成分是碳化硅，摩氏硬度925，比重322。具双折射率，折射率2648-2691，双折射率是0043。

莫桑石的导热能力与钻石接近，用钻石热导仪测试莫桑石会出现钻石反应，所以不能依靠热导仪鉴定莫桑石有一95度的硬度笔将它不显眼的位置会留下轻微摩擦纹，钻石的硬度是摩氏10度，所以不受影响，由于莫桑石的高硬度及高折射率特性的原因，已切割的蜞桑石表面反光及光泽与钻石极为接近

1954年，人造钻石首次成功合成，当时，一批通用电器公司的研究员在实验室里制造出一颗钻石，他们仿造钻石在自然界形成的环境，给碳加以极度的高温和高压。同样在上个世纪五十年代，另一种制造合成钻石的方法被研发成功，这种叫化学气相沉积（CVD）的方法，在很低压力和相对低的温度下，将碳从含碳的混合气体沉积成钻石基体。

一、概述

材料科学是现代文明的三大支柱(能源、信息、材料)之一，是人类文明的物质基础。晶体生长是材料科学研究的重要内容，合成与生长各种新型的功能晶体材料是21世纪高科技发展的前沿课题。随着人们对宝石材料的需求剧增，人工宝石的生长成为晶体生长中的一个重要分支。无疑，了解掌握人工宝石的生长原理、方法、鉴定特征成为宝石学的重要内容。

人工晶体是用科学的方法在实验室或工厂里人工制造的晶体。人们将那些可以作为宝石用途的人工晶体称为人工宝石。人工宝石主要分为两类，一类是合成宝石，这类产品与其对应的天然宝石具有相同的化学成分、晶体结构与物理性质，即是天然宝石在实验室的复制品。例如，红宝石与合成红宝石；祖母绿与合成祖母绿。这类宝石必须在宝石名称前加前缀“合成”。另一类是人造宝石，这是指那类纯粹由人工研制，在自然界没有与其相对应的晶体，但外观与天然宝石十分相近，人造宝石定名时应直呼其名，不可与其相似天然宝石的名称相联系。例如，钛酸锶(SrTiO4)外观与钻石相似，但决不能称为“人造钻石”等易引起误解的名称。我国的“国标”中将拼合宝石和再造宝石也划入人工宝石之列。

人工晶体的发展史也是合成矿物的发展史，人类不仅可以在实验室里制造出与天然宝石相同的合成宝石，而且可以创造出自然界没有的宝石矿物。远在1902年法国化学家维尔纳叶( Verneuil)就发明了用焰熔法生长红宝石，这是最早合成宝石的成果。但在以后的40年里，人工合成晶体的发展缓慢，直到20世纪60年代，出现了水热法合成水晶和合成祖母绿，以及其后随着电子、通讯和航天工业的发展，又相继合成与生长了多种新型的功能晶体材料，从而更加促使晶体生长科学技术的进一步发展。实验业已证明，一些高新科学技术的发展，无一不和晶体材料密切相关。

我国人工晶体的研究，开创于20世纪50年代中期，50 多年来，该领域的研究从无到有，从零星的实验室研究到现在初具规模的产业，进展相当迅速。现在我国的合成水晶，合成金刚石已成为一个高技术产业，立方氧化锆、合成各色刚玉等宝石与磷酸钛氧钾(KTP)等非线性光学材料，均已进入国际市场的竞争行列。部分晶体的研制已达到了国际先进水平。目前中国的研究人员正在进行更广泛更深入的探索。空间微重力条件下的晶体生长研究已经起步，由传统的块状晶体发展起来的具有量子效应和超晶体结构的薄膜晶体材料也越来越被重视。总之，我国人工晶体材料的成就和发展，推动了我国科技和人工宝石的应用。

二、晶体生长的理论基础

晶体生长是一门综合性很强的多学科交叉的科学。它的发展需要物理学、化学、晶体学、晶体生长和工程技术方面的专家通力合作互相配合才能发展。因此，学习晶体生长也必须具备一定的相关知识。

晶体生长的理论基础是晶体生长的热力学与动力学，可以认为，晶体生长是控制物质在一定的热力学条件下进行的相变过程，通过这一过程使该物质达到符合所需要的状态和性质。通常晶体生长是使物质从液态(熔体或溶液)变为固态，结晶为单晶体。即为热力学中相平衡和相变的问题。相图(也叫相平衡图)则是将物质体系中各相可能存在的状态，随成分和温度(或压力)改变的情况表示出来的一种图示。它可以展示出整个晶体生长过程的大概趋势。图9-1-1是最简单的水的单元系相图。在一个体系中各相平衡时遵循相律的规则。相律是表示一个多相平衡体系的自由度(f)与相数(Ф)、组分数(c)及影响平衡的外界条件数目之间的关系的一个方程式。相(Ф)是指体系中均匀一致的部分，它与别的部分有明显的分界线。例如，在一个大气压下，冰为一相，水为另一相。同一种物质的固态由于结构不同，也属于不同的相，例如金刚石与石墨为两相Ф=2。但气体状态即使是不同成分的气体也都是单一的相。组分(C)是体系内可以独立变化的元素和化合物。图9-1-1中水、冰、水蒸气组成的体系，一个组分H2O，c=1，称单元系，盐水是NaCl的水溶液，组分数c=2(NaCl和水)。自由度(f)是指一个平衡体系的可变因素(温度、压力、成分等)的数目。图9-1-1中在水的区域内温度和压力可以任意改变，而不产生水蒸气或冰，其自由度f=2，在相图的三条线上两相共存，如CA线上水蒸气与冰共存，由于温度与压力有一个对应关系，自由度f=1。而在图中C点水、冰、水蒸气三相平衡，即这3个相只有在C点固定的温度和压力下平衡共存，体系无可变因素，自由度f=0，称不变体系。人们可以根据相图中相变化的情况来选择温度和压力等条件，进行晶体生长。

图9-1-1 水的相图

晶体生长是一个相变过程，但又是一个动态过程，要得到尽可能完美的晶体，还必须考虑生长动力学因素，包括成核理论，界面动力学，输运过程等。这是晶体生长的一个重要内容，但已超出本教材大纲的要求在这里就不详细介绍了。

三、晶体生长的方法

晶体生长的方法和工艺很多，根据生长环境，可分为从熔体中和从溶液中生长晶体两大类。此外还有气相生长和固相生长等方法。

从熔体中生长晶体的方法已有很长研究历史，这类方法是指将不加助熔剂的原料，加热到熔点以上熔融成熔体，控制生长条件直接从熔体中生长晶体的方法。熔体生长通常具有生长快、晶体的纯度高及完整性好等优点，但常常需要过高的温度，并受耐火材料和坩埚材料等限制。目前熔体生长的工艺和技术已发展得相当成熟。熔体生长的技术和工艺很多，用于人工宝石生长的方法主要有：焰熔法，冷坩埚，提拉法，坩埚下降法等，有些资料将高温高压法和区域熔融法也包括在该类方法中。

从溶液中生长晶体的历史悠久，基本原理是将原料(溶质)溶解在溶剂中，采取适当的措施制造溶液的过饱和状态，使晶体在这种溶液中生长。这类方法晶体可在远低于熔点的温度下生长，黏度低、晶体易长成大块且具有较完整的外形等优点，因而这类方法发展很快。不足之处是组分多，影响晶体生长的因素复杂，生长速度慢，周期长。溶液生长法主要有三大主体：常压溶液法(水溶液法)，高压溶液法(水热法)，高温溶液法(助熔剂法或熔盐法)。常压溶液法主要用于常压下可溶解晶体的重结晶。如：食盐、白糖和一些化学药品。一般不用于宝石生长。水热法和助熔剂法是生长人工宝石的重要方法，下文将详细讨论。

商丘为全球最大的人造钻石生产区，人造钻石是一种人工培育出来的钻石，主要的培育方法是是将一颗小颗粒的钻石，放到专业的合成仪器中。经过2300℃高温的融合，小颗粒的钻石将会成长为一颗大钻石，河南商丘最大可以培养出30克拉的人造钻石。人造钻石从肉眼上难以分辨与天然钻石的区别，售价也比天然的钻石低几倍，颜色还要比天然钻石璀璨灿烂几倍，需要精密的测量仪器才可以分辨的得出来是天然的还是人工的。

当我们在商场中购买的钻石的时候，区区30分的天然钻石，就可以卖到上万元左右，这也令很多年轻人望而却步。河南的商丘，为了解决世界缺少钻石这一大问题，特意研发出来了人造钻石，来满足市场上的需求。像河南研发出来的人造钻石，1g的价格也就二三百元，却可以达到和天然钻石相同的装饰效果，甚至要比天然的还要璀璨几分。当我们在市面上购买钻石的时候，尽量是选择在商场中购买，问清楚这颗钻石是天然钻石还是人造钻石，切记不要在非法的网络上购买钻石，以免被其他人坑骗。

人造钻石的产量是相当高的，还可以培育出不同人群需求的类型。像培育出来的30g拉的钻石，经过专业人员这颗人造钻石去除杂质和修整以后，足足可以得到十克拉以上的成品。要知道这在钻石的行业中，10克拉以上的成品就已经属于收藏级别的了。其实钻石的根本并不是要升值，国内也没有回收钻石的地方，钻石只不过是可以起到一个佩戴效果，人造钻石质优价低也是年轻人不错的一种选择。

那么，在贵金属的行列中，你是比较推荐购买哪一种呢？

南非作为钻石生产大国，生产的钻石一直是被认为是最优质的。而莫桑钻，有很多人还不了解。这个最近突然在朋友圈火起来的人造钻石，究竟能否代替真的钻石呢？我们选择哪一种钻石更好呢？

一、什么是莫桑钻

莫桑钻，化学名称叫合成碳化硅，其外表和钻石相似，需用至少10倍的放大镜观察其内含物来辨别，是最新的钻石模仿品。莫桑钻最初是由美国C3公司投资4500万美元开发、研究，1998年6月推出的专利产品。

如果真的是莫桑石，那么其实也是值钱的。而事实上莫桑钻的产量极低，微商们口中的莫桑钻绝大多数都是人工合成品，价值不大。

二、南非钻和莫桑钻的区别

两者最大的不同就是它们的来源不同：南非钻石是大自然的馈赠，钻石需要经过勘探钻石地点、钻石开发、筛选、切割、打磨、专业机构鉴定等一系列过程才能被打造成成品展现在消费者的面前。而莫桑钻则是人工合成的，这也造成了两者的价格差距很大，市面上一克拉重的钻石售价大概在一万元到三万元之间不等，而一克拉莫桑钻常常只需要小几千。

莫桑钻是不能代替钻石的，那么，我们还值得花钱去买莫桑钻吗？我觉得这还得看个人。

虽然莫桑钻价值比钻戒低很多，但是普通人还是不容易辨别出来的。而且由于莫桑石是双折射宝石，拥有更强的光彩，看起来更加炫彩夺目。

所以小编认为，如果只是想要买一个装饰性的戒指，看重的是它的造型，莫桑石是值得买的，毕竟人都会喜新厌旧，之后不戴了也不可惜。要问哪种钻更好，我觉得还是要看自己的需求。