钻石的培育是一个将小钻石培养长大的过程。
(1)源自钻石种子:在实验室中,利用先进的设备和前沿技术还原自然环境,将砂砾大小或是薄片装的钻石作为种子,置入培养仓内,为钻石的生长提供原子结构模板;
(2)高温高压环境:在培养仓里,温度和压强将迅速升高,大道地底深处过百里公里处的高温高压环境,人工创造天然钻石苛刻的形成条件;
(3)通入含碳养料:石墨(C)或甲烷(CH4)将碳源加入培养仓,在高温高压环境和特殊处理下,原料中的碳原子间的化学键将断裂,成为游离的碳原子;
(4)种子培育大小:游离的碳原子会被附近的碳原子结构吸引,所以他们会逐渐附着在钻石种子上,与钻石种子的碳原子结合,形成新的化学键,从而让种子逐步长大。
培育钻石分类
市面上可以批量生产钻石的方法有两种: Chemical Vapor Deposition 化学气象沉积,简称CVD, 以及High Pressure High Temperature 高温高压,简称HPHT。
CVD化学气象沉淀法
化学气相蒸镀乃使用一种或多种气体,在一加热的固体基材上发生化学反应,并镀上一层固态薄膜。所谓CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沈淀)钻石是以一块天然钻裸石为母石,利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助,在微波炉中以高压方式,让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上,经过一层层增生,可形成大至10克拉之透明钻石。为使CVD的钻石生长顺利,碳源常用已具钻石结构的甲烷。甲烷可视为以氢压出的单原子钻石。这种「长大」的钻石,品质与天然钻石几无二致,肉眼难辨。
HPHT高温高压法
HPHT有几种不同的机器,原理都是类似的,在机器中心创造出一个高温高压的环境,能把碳原料粉末压成钻石。中间需要金属催化剂,因此很多HPHT钻石都会有金属杂质包含在内。早期只能制作**小颗粒,作为工业磨料使用;随着技术进步,很多国内厂商可以制造出无色大颗粒,金属包含物也越来越少,达到了珠宝等级。国内产能主要集中在切割后裸钻重量1克拉以下。俄罗斯有一家曾经长出一颗切割后10克拉的大钻石,不过这种大颗粒万里挑一,目前不能量产
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X倍放大镜。是鉴定钻石真伪最常用到的仪器,而且便于携带。它的作为主要用来观察钻石的表面的缺陷、抛光质量和钻石净度等。
显微镜。主要用来观察钻石内部的包裹体、解理,生长线以及色带等。最重要的查看钻石激光编码,验证钻石的身份真伪。
折射仪。折射率是钻石重要的光学参数,由于钻石是等轴晶系的晶体,在光学性质方面是均质体它只有一个折射率为2417。因此折射率是判别钻石真伪的又一力证。
紫外荧光灯。紫外荧光灯使用与检测群镶钻石或仿钻首饰,群镶钻石在紫外荧光下发光性完全不同,可能为惰性或发出不同颜色和强度的荧光,群镶仿钻材料的发出性完全不同,其荧光强度或颜色完全不同。
热导仪。热导仪是根据钻石具有良好传热性而设计制作的。绝大多数宝石不具备热导性或热导率极低,所以一般热导仪均为区别钻石与人造仿钻石制品而设计的,是鉴定钻石与其它宝石的专用仪器。
比重液。通常用三溴甲烷(比重289)和二碘甲烷(比重332)来稀释成五种便于使用的比重液:265、271、289、306、352钻石的比重为352,所以将待测的宝石置于比重液中,如果下沉的就一定是钻石,而浮在比重液上的就肯定不是钻石。
CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沉淀法)钻石是以一块钻石晶片为母石,在反应炉中通电的方式,让甲烷中的碳分子不断累积到钻石晶片上,经过一层层累积,可形成纯碳原子组成的钻石原石。为使CVD的钻石“生长”顺利,碳源常用已具钻石结构的甲烷。这种“长大”的钻石,成分与矿钻并无二致,是纯净的碳原子,是100%的真钻,其价格仅为矿钻的一半到1/3。
过往合成钻石及处理本钱仍然很高,品牌饰品尤其是在设备、技术、工艺等方面要求仍然很高,但目前世界上已有少量的合成钻石投放市场,但无价格上风。但随着科技的发展,目前人在钻石已经具备贸易价值。
主要鉴别特征:
(1)内含物 具有不同形态合金包裹体,这些包裹体呈浑圆状、棒状、板状、针状等,其排列方式与内部生长区界限相关。包裹体还可呈微粒状分散于整个晶体中。这些包裹体不透明,反射光下呈金**或玄色,具金属光泽。种晶及种晶幻影区;种晶幻影区是在钻石内部存在的沿四方形种晶片向外生长形成的、边沿由相对明亮的细线构成的四方单锥状生长区,无论种晶片是否在加工过程中被磨掉,该幻影区始终存在,在暗域场中或将钻石置于浸液中观察该现象表现更为清楚。
(2)颜色 尽大多数合成钻石呈**、渴**(大多数)具沙漏状色带;而自然钻石为无色、浅黄及其它颜色。
(3)吸收谱线 合成钻石 缺失自然钻石中无色-浅**系列具有415nm最为特征 谱线。另外尽大部分自然钻石为Ⅰa型,而合成钻石主要为Ⅰb型,少数情况下有双原子集合体氮存在。
(4)异常双折射 正交偏光下,自然钻石因生长及运移过程的复杂性表现出复杂的异常双折射特征,如不规则带状、波状、斑块状和格子状等,而合成钻石异常双折射表现较弱,某些合成钻石呈十字形交叉的亮带。
(5)发光特征 紫外荧光: 有些合成钻石在长波紫外光下呈惰性,在短波紫外光下显示中等至强的黄绿色荧光,并且具分带现象,与自然钻石的荧光特征不同。 阴极发光仪(电子激发下):合成钻石:颜色:**-黄绿色,规则分区(主方体、八面体区不同) 自然钻石:蓝色为主,层状生长或复杂的生长形式
(6)晶形及表面特征 合成钻石常以八面体和立方体聚形为主体,并且可发育菱形十二面体、四角三八面体或三角三八面体晶面。 表面可能显示树枝状生长纹或不规则的小丘或瘤状物与自然钻石不同。
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