钻石基本常识
1、钻石的性质
钻石是具有等轴对称的结晶质的碳。它的矿物学名称为金刚石。钻石是宝石级金刚石的称谓。
化学成分:碳
硬度:10(最大)
光泽:金刚光泽(最好)
颜色:据含微量元素不同呈各种颜色。如无色、浅黄至**、褐色、浅绿至绿色、蓝色、粉红至红色等。常用于首饰钻石为无色至浅**属含"N"系列。
2、钻石的特性
①钻石是人类最早利用的宝石材料之一。
②钻石是地球是最硬的材料。
③钻石是最受欢迎的宝石--宝石的定义:美丽、稀少、耐久、无害。在钻石中充分体现出来
④钻石是所有种类的宝石中,质量评价最为严格,评价标准最国际化的宝石。
3、钻石的矿物学分
I型:钻石含杂质"N"(氮),不能透过波长为250nm的短波紫外光,I型钻石占所有钻石的98%强,又分成两个亚型,Ia和Ib。
Ia型:含"N"杂质,约01%,"N"的集合体"N3"形式存在于晶格中,并导致主要是415nm的吸收,从而引起**,并称为Cape系列或**系列。大多数的Ia型钻石在紫外光下,具有强弱不一的荧光,通常为蓝白色。
Ib型:含"N"杂质,最多可达020%,"N"以孤立原子的方式替代钻石晶格中的"C"原子。Ib型钻石的光谱吸收比Ia更强,从500nm开始到紫外都有吸收,可形成**的彩色钻石,并称为Canary系列。Ib型约占所有I型钻石的01%,但合成钻石几乎全是Ib型。
Ⅱ型:钻石几乎不含"N",光谱可透过低于220nm的短波紫外光,Ⅱ型也分成两个亚型,Ⅱa和Ⅱb型。
Ⅱa:几乎所有的大钻石都属于Ⅱa型。颜色为无色或略呈灰色或褐色,约占所有钻石的2%。
Ⅱb:含微量的硼"B"呈蓝色,并且具有半导体特性,十分稀少。"铁达尼号"影片中的那颗--"海洋之星"又被人称为"希望之星",当时在印度被发现时,拥有者希望送英国呈献给英女王以便获得一官半职,遗憾的是一路上谁拥有它谁就死去。同时它还被称为"灾难之星"(意为谁拥有它谁就有灾难)。
4、圆钻(Brallant)及圆钻琢型
①、具有圆钻型式琢型的钻石简称圆钻,圆钻是成品钻石的主流,非圆钻的成品钻石通称为异型钻。
②、圆钻琢型:圆钻琢型是一种标准的形式由冠部、腰棱和亭部三个部分组成。冠部由1个正八边形的台面和8个三角形的星小面,8个四边形的上主面风筝小面及16个弧边三角形的上腰小面,共33个面组成。亭部由8个四边形的下组小面和16个弧边三角形的下腰小面,一个底小面共25个面组成。
③、圆钻能最佳地表现出钻石的亮度,亮度是下列光学效应的总和。
a、光泽:钻石表面的反射光
b、内反射:亭部刻面对入射光的完全反射。
c、火彩:由色散作用使白光分解成的色光。
d、闪光:钻石晃动时产生的闪耀(对光源的反射作用)。
④、圆钻是钻石分级最重要的对象。
5、钻石的分级(4C)
切工越精良的标准圆钻越璀璨,价值越高。宝石级的每颗钻石都非常美丽且独特。因为它们是天然的,所以不可能找到两颗完全相同的钻石。工匠们总是尽可能地利用金钢石材料,因此一点细微的差别都能决定它们不同的价值,钻石评价分级是从颜色(Colour),净度(Clqrity),切工(Cut)和克拉重量(Carat)开始的。由于它们的4个英文单词开头一个字母都是"C",因此钻石分级又称为钻石4C分级。
颜色(Colour)分级
GIA的色级是用英文字母表示,最高色级由D开始,最低色级为Z,共有23级。
颜色分级的条件
①、**系列或略带有其它色调的钻石,按其所带色调的深浅进行分级。
②、颜色分级的依据是比色石,样品和比色石的比较、确定所属的色级。
③、分级必须在合适的光源下进行。
④、分级必须在中性的颜色环境中进行。
净度(Clarity)分级
①、内部特征又称内含物或包裹体:指包含在钻石内部的各种缺陷。外部特征又称为外部缺陷:指位于成品钻石表面的缺陷。
②、净度级别的定义:无瑕(FL)、内部无瑕(IF)、极微瑕(VVS)VVS1、VVS2、微瑕(VS)VS1、VS2、小瑕(SI)SI1、SI2、重瑕(P)P1、P2、P3。
激光处理钻石
①、净度要与处理前的净度相当。
②、激光孔洞要作为内含物参加分级。
③、激光处理必须注明。
切工(Cut)分级
圆钻切工(Cut)分级通常分为:很好、好、较好、一般、差。镶嵌钻石通常分为:很好、好、一般。
标准圆钻:当钻石切割比例得宜它也更物有所值,当你凝视钻石看见光线于钻石中折射出来,散发出犹如彩虹的火彩光芒,那就是切工精良的标准钻石。
克拉重量(Carat)
克拉重量钻石的重量级别:钻石重量以克拉来计算,1克拉等于02克,1克拉可分为100分,一颗05克拉的钻石常称为50分。钻石克拉重量的评价,一般5分为一个单价级别,如:5分-9分、10分-14分、15分-19。但1ct以上的钻石就称为大钻石了,几十克拉重的钻石,就相当的稀有,而价值连城。因而钻石的单位价格与钻石重量成正比。
商业活动中称克拉台阶:由于拥有克拉整数例如拥有一颗200ct的钻石要比拥有一颗195ct钻石更为荣幸。因而克拉整数的价格要比不足整数的高得多。又例如100ct的价格要比099ct的价格高出15%左右。这种价格上的突变被形象地称为克拉台阶。
吸收光谱是鉴定宝石比较可靠而重要的依据,这句话是正确的。具体原因如下:
1、宝石特征识别
不同类型的宝石具有不同的吸收光谱特征。通过比对测量到的光谱与已知宝石标准库中的光谱数据,可以确定宝石的种类和品质。例如,红宝石和蓝宝石在红外区域有独特的吸收峰,而橄榄石在紫外区域有明显吸收带,这些特征可以帮助鉴定师准确识别宝石的种类。
2、宝石真伪鉴定
某些宝石的真伪可以通过吸收光谱检测来判断。例如,天然红宝石和人造红宝石之间的吸收光谱特征存在差异,可以通过对比谱线位置和强度来区分它们。此外,吸收光谱也可以检测是否存在宝石的处理或改色现象,从而确定宝石的真实性和品质。
3、宝石质量评估
宝石的颜色、纯度以及内含物等特征可以通过吸收光谱进行评估。不同的宝石在吸收光谱上呈现出不同的特征,这些特征与宝石的色彩和净度相关联。通过分析光谱数据,可以判断宝石的颜色饱和度、色调和纯度,并评估其品质。
宝石的共性:
1、宝石均为单晶体
宝石在自然界主要以单晶体形式出现,个别会出现双晶体。在形成环境比较理想的条件下,会呈现相对完好的晶体形态,如海蓝宝石往往形成完整的六方柱状体。这些完整的晶体形态展示一种美丽的魅力,可以供人们欣赏、收藏,但大多数情况下,晶体的形态是不完美的。
2、宝石多呈透明体
宝石是单晶体,其组成的化学元素主要是惰性气体型离子和部分过渡型离子,其化学键主要是离子键、共价键及其二者的混合或复合键,这些化学键所形成的晶体呈透明状,因而宝石大部分为透明体。如钻石晶体由碳原子以共价键形成,所以钻石是透明的。
3、宝石的导热性
宝石晶体对热的传导能力相对较强,即传热的速度较快,作为首饰使人们有凉爽的感觉。不同的宝石由于化学组成和化学键及其他因素的影响,它们之间的导热性差异也较大,如钻石晶体是自然界导热能力最大的—种晶体;而水晶晶体的导热能力相对要低。
绝大多数棕色钻石的颜色是由晶体的塑性变形造成的。在塑性变形过程中,钻石晶体不仅处于高温高压环境,而且还受到不均匀侧向力的挤压,使之晶格变形。如果具有塑性变形的钻石再经过一个没有侧向力的高温高压处理过程,钻石晶体就可能在内应力和热振动的作用下部分甚至完全消除原有的塑性变形,从而部分或完全消除由塑性变形引起的可见光吸收,达到部分或完全消除棕色的目的。
图2-20 钻石和石墨的压力与温度的稳定相图
消除钻石塑性的高温高压改色处理的温度与压力必须在钻石的稳定区域;典型温度和压力是1400℃和5500M Pa,实际使用的温度与压力大约在图中有阴影的椭圆范围内
对钻石进行高温高压处理的设备,与人工合成钻石的设备相似,甚至就是同一设备。图2—20所示为钻石和石墨的压力与温度的稳定相图,钻石的高温高压改色处理的温度与压力必须在钻石的稳定区域,典型温度和压力是1400℃和5500M Pa,实际使用的温度与压力大约在图中有阴影的椭圆范围内。在如此高温高压下,钻石晶体的塑性变形晶格会部分甚至全部恢复到立方体结构,从而部分或全部消除由塑性变形造成的棕色。澳大利亚阿盖尔矿所产的许多棕色钻石,又称为香槟色钻石,属于不含氮的Ⅱa型钻石,经高温高压处理后塑性变形可以部分甚至完全消失,颜色有可能变成无色或接近无色。相对于棕色钻石,无色钻石具有较高的价格,也容易被顾客接受。
部分具有塑性变形的棕色钻石经高温高压处理后并不能完全去除棕色,其原因之一是钻石晶体的部分变形超出塑性变形的范围,成为不可恢复的永久性变形。即使在高温高压下,钻石晶体中的永久性变形的晶格也不会恢复成立方体结构。
澳大利亚阿盖尔矿所产的多数棕色钻石是含氮的Ⅰa型,除有塑性变形外还存在N3色心。经高温高压处理后,可以完全或部分消除塑性变形,N3色心则成为主要的致色因素,使一部分棕色钻石变为**。这类经高温高压处理的Ⅰa型棕色钻石的**饱和度取决于N3色心的强度。N3色心的强度越高,也就是聚合氮含量越高,**的饱和度越高,其颜色可以达到彩**的颜色级别。当经高温高压处理的la型棕色钻石的N 3色心很强,并且塑性变形不能完全消除时,颜色有可能呈现为较浅的偏橙棕色。
高温高压处理的另一应用是改变色心的类型,将Ⅰb型的钻石改变成Ⅰa型钻石,从而降低**的饱和度,以提高颜色等级。钻石在结晶过程中可能搀杂氮元素。在结晶后的初始阶段,氮元素以单原子的离散态存在,钻石的类型为Ⅰb;在继续的高温高压作用下,离散态的氮原子逐步聚合为聚合体,钻石的类型变为Ⅰa。当氮原子在钻石晶体中的浓度相同时,Ⅰa型钻石的**饱和度要远小于Ⅰb型,其原因是Ⅰb型钻石的离散态氮原子在可见光的短波范围产生一个很宽的吸收带,而Ⅰa型的聚合氮原子主要由N 3色心在415nm附近产生一个零声子锐吸收峰和伴随的更短波的吸收带,另外A 聚合体和B聚合体不产生可见光吸收。Ⅰa型钻石的N 3色心声子吸收峰对可见光的吸收要远远小于Ⅰb型钻石的宽吸收带的吸收。
人工合成**钻石都是Ⅰb型,晶体中的氮原子以离散态存在。通过模拟地幔下的高温高压环境,对合成**钻石进行高温高压处理,使单氮原子聚合在一起,将Ⅰb型钻石转化成Ⅰa型钻石,以提高颜色级别。
目前,已经可以直接合成Ⅰa型钻石。在合成过程中,钻石结晶完成后,继续维持一段时间的高温高压即可产生N3色心而获得Ⅰa型合成钻石。维持高温高压的时间越长,转化的氮聚合体越多,颜色越好。
过去鉴定合成钻石的一个重要依据是Ⅰb型,因为合成钻石都是Ⅰb型,天然Ⅰb型钻石很少,大约只占天然钻石的01%。如果一颗钻石为Ⅰb型,过去,有足够的理由怀疑它可能是合成钻石,同理,过去没有Ⅰa型的合成钻石,所以Ⅰa型钻石都鉴定为天然钻石;现在,再不能仅凭钻石的类型来判定钻石是否为天然产出。一般情况下,经高温高压处理的合成钻石的离散氮不能完全转化为氮聚合体,实际类型为Ⅰa+Ⅰb型。据此,钻石鉴定时,有理由怀疑Ⅰa+Ⅰb型钻石可能是合成钻石。
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