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。

1、优点：从制造商处购买钻石的主要优势之一是绝对的质量保证；没有中间商，可以保证最划算的购买价格，没有额外的代理利益。

2、缺点：价格会虚高。以上就是直接从钻石市场采购的优缺点。

1、永恒存在的标志：

在几千万年前，地下深处炽热的岩浆沿管子上冲，由于火山口经常被堵死，上升的岩浆在极巨大的压力下冷却。其中含的少量纯碳在这种高温和巨大压力下结晶成为金刚石。

2、纯洁爱情的标志：

钻石纯洁透明、经久不变，钻戒像情人炯炯有神的眼睛，深VIP情地注视着你。它是纯洁爱情的标志，表示对爱情的永恒追求和忠贞。

保养方法：

1、当做家务时，不要让佩戴的钻石染上油污或漂白水，油污会影响钻饰的光泽；漂白水会使金属产生斑点。

2、不宜佩戴钻饰做粗重工作，钻石虽然坚硬、耐磨，但如依其纹理方向受到重击的话，也可能会受损。

3、切勿将钻饰与其它珠宝一起放在抽屉或首饰盒内，因钻石在摩擦时会将其它珠宝刮伤。同时，铂金首饰也不宜和黄金首饰同时佩戴，因黄金较软，若互相摩擦，不但会使黄金饰品受损，也会使黄金染在铂金上，使之变黄，且很难去掉。

4、每年应将铂金饰品送到珠宝店检验一下，查看钻石与镶托是否有松动与磨损，以便及时整修。

5、钻石对油脂有粘结性，粘上皮肤油脂、化妆品及厨房油脂的钻石 会失去光泽，因此应每月清洗一次。清洗方法是：将铂金首饰浸入首饰清洗液中约5分钟，取出后用小牙刷轻刷钻石，再将其放入滤网上用水冲洗，最后用软布吸干水分。

6、保养钻戒，切勿撞击：钻石是世界上最坚硬的东西，但其实它很怕撞击。由于特殊的分子结构，它虽然能在任何宝石上刻划出痕迹，却经不起碰撞。特别是“爪镶”的钻石，钻石腰部很脆弱。

7、保养钻戒，好好爱护：在做粗重活时应取下钻戒，以免导致戒托受重力变形，影响钻石牢固度。

爪镶 (Prong Setting)

爪镶是用金属爪(柱)紧紧扣住钻石，是最常见、最经典的一种镶嵌方法。其最大的优点就是金属很少遮挡钻石，清晰呈现钻石的美态，并有利光线从不同角度入射和反射，令钻石看起来更大更璀璨，使跳动的光芒展露无遗，是市场上最受欢迎的镶嵌方式。爪镶一般可分为六爪镶、四爪镶、三爪镶，时下结婚戒指则以六爪皇冠款最为流行，这是由6个爪把钻石高高托起镶嵌的，光线可从四周照射钻，使钻石显得无比晶莹剔透、华丽高贵，其外形酷似皇冠而得名。公主方钻则一般采用四爪镶。爪镶要求爪的大小一致，间隔均匀，钻石台面水平不倾斜。

包镶(Bezel Setting)

顾名思义包镶就是用金属边将钻石四周都围住的镶嵌方法，是一种最为稳固和传统的镶嵌方式，充分展现了钻石的亮光，光彩内敛，有平和端庄的气质。选购包镶钻石时需仔细观察，钻石尖底不能露出托架，否则会刮伤皮肤或对钻石造成破损。如果背部封底镶口，中央会有一小孔用以调整钻石面位置。包边与钻石之间应严密无空隙，均匀流畅，光滑平整。

轨道镶(Channel Setting)

轨道镶又称夹镶，是一种先在贵金属托架上车出沟槽，然后把钻石夹进沟槽之中的镶嵌方式。这种方法常常用于钻石分数较小的群镶款式，或作为豪华首饰的副石群镶。轨道镶对所镶的钻石质量要求非常高，必须要保证镶嵌钻石的直径、高低、腰厚基本一致，而公主方副石也要求它们的形状、大小、厚度一样，这样弯曲轨道镶嵌时才能够紧密吻合。这种镶嵌方法制作出来的首饰不仅外观线条流畅平滑，分布简洁美观，而且使整个首饰显得更加豪华珍贵。

钉镶(Pave Setting)

钉镶是利用金属的延展性，直接在金属材料上镶口的边缘用工具凿出几个小钉，用以固定钻石。在表面看不到任何固定钻石的金属爪，紧密排列的钻石其实是套在金属榫槽内。这种镶法需讲求钻石的大小和高度是否一致以及钻石的次序安排。由于没有金属的包围，钻石能透入及反射更充足的光线，突显钻饰的耀眼光芒。钉镶多用于群镶钻饰并成为豪华款的点缀。

人们佩戴和收藏珠宝玉石的历史悠久，市场中人们对珠宝玉石的需求量很大。因而，珠宝玉石投资越来越受到大家的欢迎。

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钻戒各镶嵌方式优缺点。一枚完美的钻戒，既要有你中意的钻石，又要有你心仪的镶嵌方式，这样才能打造一枚专门属于你的钻戒。钻戒各镶嵌方式优缺点，不同的镶嵌工艺，对钻戒最后的呈现效果有很大的影响。

钻戒各镶嵌方式优缺点1包镶

这一镶嵌技术让钻石完全地让形似画框的贵金属边缘所包围。

优点：就像照片放在相框中一样，将钻石腰部以下都包裹在金属托中，这样的镶嵌同样是经典，但花费金属较少，但是对钻石大小要求较高(小的再一包就看不见了)，其实这种方法也应该很牢固，而且不钩头发毛衣。

缺点：和爪镶嵌比起来，钻石不是那么醒目耀眼。

钻戒各镶嵌方式优缺点2爪镶

爪镶分为三爪镶嵌、四爪镶嵌和六爪镶嵌，这种镶嵌手法是所有镶嵌手法中最为常见的一种。之所以称其为爪镶，是因为它用长的细爪夹持宝石。这种镶嵌尽现钻石之美，便于观察钻石的车工、颜色、净度，该手法由纽约闻名珠宝商蒂芙尼发明

优点：最大的优点就是金属很少遮挡钻石，清晰呈现钻石的美丽姿态，并有利光线以不同角度入射及反射，令钻石看起来更大更璀璨。并且这种镶嵌抓钻比较牢固，当然，除2爪镶之外(这个出名的容易掉钻)，特别是四抓的，稳固而且遮钻较少。

缺点：假如一定要说缺点的话，这种镶嵌方法钻石高出戒托较多，可能有些人不喜欢，花费金属也较多。并且有的心形爪会钩衣服，或划手。

钻戒各镶嵌方式优缺点3卡镶

卡镶利用金属的张力固定钻石的腰部或者腰部与底尖的部分。简单来讲就是在两边金属各开个浅槽，将钻石的腰部卡进去。是时下较为新潮的款式。

优点：比较节省金属。并且钻石的裸露比爪镶更进一步，闪烁着熠熠的光辉。

缺点：这种做法对工艺要求挺高的，也容易掉钻，特别是需要改手寸的戒指，尽量不要挑选这个款式。

钻戒各镶嵌方式优缺点4钉镶

钉镶是在金属材料上镶口的边缘，用工具铲出几个小钉，用以固定钻石。在表面看不到任何固定钻石的金属或爪子，紧密地排列的钻石其实是套在金属榫槽内。小小的金属孔抓住每一颗宝石，成为一个精细的底座。

优点：由于没有金属的包围，钻石能透入及反射更充足的光线，凸显钻饰的艳丽光芒。精细别致。

缺点：不适合单颗钻石镶嵌。假如大面积使用，也是不适合改戒指手寸的，否则容易掉钻。

钻戒各镶嵌方式优缺点5埋镶

埋镶不使用齿口直接在金属上打孔，在孔口处车出细槽，把钻石嵌入，然后将周围的金属包裹其边缘，出现一圈金属环边，在视觉上给钻石放大的效果。这种镶法难度很大，钻石台面和周围的金属在同一平面上，也要求金属托要有一定的厚度，能把钻石整个埋在里面，而其亭部的底尖也不能露在外面。

优点：这种方式，一来省金属，二来钻石比较安全，不容易钩也不容易碰掉。三来这样镶出来的首饰显得稳重大方，很多结婚对戒上的小钻石都采用这种镶法，戴起来非常舒适。

缺点：镶法难度很大，钻石会被遮掉一部分。钻石埋在戒托中，与戒托表面持平。

钻戒各镶嵌方式优缺点6单粒镶

单粒宝石的镶嵌。

优点：钻石不会被金属遮挡。

缺点：有的人可能觉得这种镶嵌方式过于单调，而且这种手法对钻石的要求较高。

钻戒各镶嵌方式优缺点7密镶

小钻石的镶嵌技术，钻石互相间的镶嵌很紧密，故不显金属。密镶的表面看上去全由钻石铺平

优点：精细别致

缺点：不适合单颗钻石镶嵌。假如大面积使用，也是不适合改动戒指手寸的，否则容易掉钻。

钻戒各镶嵌方式优缺点8槽镶

这是一种镶嵌多个大小相同，规格也相同的钻石的镶嵌手法，基本方法是先将金属戒托制出一道沟槽来，再向中间镶钻。此手法也可以用来镶圆形、狭长方形和方形宝石。

优点：这种镶嵌法可令饰件的表面看来平滑，并且比较安全牢固。

缺点：和包镶一样，这种镶嵌方法不能很好的突出钻石。