宝石的优化处理

宝石的优化处理过程是通过改变宝石的颜色、光学效应或韧度改善宝石外观，它不包括宝石的切磨和抛光。

对于优化处理的宝石，已经被市场所接受，可以当作天然宝石出售。例如，斯里兰卡灰白色蓝宝石经加热处理变为蓝宝石，坦桑尼亚褐色黝帘石经热处理变为蓝色黝帘石，无色黄玉经辐射处理变为蓝色黄玉，以及玛瑙经过染色和熔烧呈现出各种颜色等。一些处理宝石出售时需注明也能被市场接受。如，辐射处理的蓝色钻石，裂隙充填的红宝石和祖母绿，染色的翡翠和石英岩等。而一些经处理后带有有害物质的宝石，则不能被公众接受。如带有残余放射性的黄玉等。

近年来，随着优质珍贵宝石资源的枯竭，随着新技术新材料的发展，改善宝石品级、丰富宝石市场越来越重要，宝石优化处理工作成为宝石科研的重要课题。

常用的宝石优化处理方法有表面处理、染色处理、热处理、辐射处理等。

1表面处理

在透明宝石底部涂上一层颜色或贴上一小块彩色箔，然后采用封闭式背面镶嵌以改善宝石的颜色，在不透明或半透明宝石表面涂上一层蜡，以增加宝石的光泽和色彩。

这些古老的改色方法，现在有时仍在使用。将浅**钻石亭部涂以一薄层蓝色以抵消色彩；在玻璃仿制品背部涂上不透明涂料以增加亮度；将绿松石表面进行蜡处理以改善光泽和颜色。

鉴定时用放大镜仔细观察不难发现各种处理的痕迹，这些处理一旦被除去，将会使宝石的外观发生变化。

2染色处理

这种处理方法常用于多孔的材料或含相当多裂纹和裂隙的宝石，染料可以渗透进宝石的孔隙或裂隙中。

染料可以是有机染料或无机的化合物，前者通过溶剂的扩散而致色，后者经过化学反应而沉淀。无机染色通常着色耐久，而有机染料颜色鲜艳但会退色。

市场上大多数祖母绿都经过油浸染色处理，有时是有色油注入其裂隙之中，改善了祖母绿的清晰度和颜色。石英岩、大理岩、玛瑙、玉髓等常染成各种鲜艳的颜色。染色翡翠大量出现常常以假乱真。灰玉髓和一些多孔隙的蛋白石在糖溶液中煮过，经浓硫酸处理后，除去糖中的氢和氧，所剩下的是均匀的黑色的碳，使宝石变为黑玉髓和黑欧泊。也可用硝酸银将珍珠染成黑色。

染色处理的品种很多，仔细观察时可能发现，颜色的分布与裂隙和孔隙度有关；吸收光谱和紫外荧光能显示染色剂的存在，查尔斯滤色镜和热针等也能发现疑点。

3加热处理

加热处理是在高温条件下改变色素离子的含量和价态，调整晶体内部结构，消除部分内含物等内部缺陷，以改变宝石的颜色和透明度。

加热处理是天然地质过程的重复和延续，对于他色宝石改善氧化还原条件，调节温度和时间，可以得到效果令人满意的适销商品。

浅色或无色蓝宝石在还原环境中加热处理，可变为蓝色蓝宝石；黑蓝色和深蓝色蓝宝石在氧化环境中加热可以退色。

热处理可以出溶或溶解刚玉中的金红石，以增强星光效应，或减少丝光使宝石透明度提高。热处理可使绿色、淡黄绿柱石变为海蓝宝石，使褐色黝帘石变为蓝色，使黄玉去黄，含铬的**变为粉红色。热处理还可作为染色的前期处理步骤以增加孔隙度，可以是辐射的后期处理增加颜色的稳定性，或改变及消除辐射的效果。

加热处理的过程与天然过程类似，故其结果常难以检测。有时可根据常见颜色经验、吸收光谱和内部色带的模糊、晶体的浑圆化等特征来识别。通常热处理属于宝石优化。检测中无需指明。

4扩散处理

扩散处理是另一种特殊的热处理方式，主要用于对无色或浅色刚玉的处理。是通过所需化学元素朝晶体内部扩散，在红宝石或蓝宝石的外层可诱发颜色和星光。表面扩散的办法是把氧化铝和其他适用组分涂在宝石的表面，而后在很高的温度下加热数日。蓝色是由铁和钛的扩散产生的，红色是由铬的扩散产生的，而**则是由于镍。为产生星光，需添加多余的钛。

扩散的穿透深度是很小的，只零点几个毫米。这是因为，即便是在很高的温度下，扩散过程也是受限的，而且非常缓慢。当重新抛磨宝石时，颜色层可能被磨掉。

扩散处理的宝石显示与热处理宝石的内部和表面同样会受损伤，但颜色层提供了补充的证据。宝石必须在处理前先琢磨成形，为保持薄的改色层只能极轻微地抛光以去除刻面上的损伤和某些标志。

扩散处理宝石表层颜色分布不均匀，颜色还可渗入开放的裂缝中。将宝石浸没在二碘甲烷（RI174）中，或使用散射光，宝石的腰棱和刻面棱会显示颜色的浓集。

5辐射处理

辐射处理是用原子微粒辐射和放射性物质辐射，使晶体结构产生缺陷，造成着色中心，使宝石产生颜色。

在宝石的优化处理中主要应用三种辐射源：①γ射线；②线性加速器产生的高能电子辐射；③核反应堆产生的中子辐射。

其中，核反应堆技术较线性加速器技术成本低，但其弱点是可带有放射性。中子辐射大量用于黄玉改色，而黄玉中的杂质元素如钪（Sc46）、钽（Ta182）和铯（Cs137）等可能被中子治化，产生长半衰期放射性核素。半衰期随宝石的产地不同，宝石中杂质元素的种类和含量不同而发生变化。世界很多国家都有自己的放射性标准，我国尚需制定有关首饰放射性的标准，以保障消费者的利益。

辐射处理可使无色和**钻石变成蓝色、绿色及粉红色；无色和粉色刚玉变成红色；无色锆石变成棕色、**；使含铁水晶变成紫色，使锂辉石、电气石变色等。

辐射处理的宝石有时是稳定的，难以检测。有时颜色在太阳曝晒或低温加热后会退色，颜色的分布可能不均一，如钻石出现平行于琢型宝石刻面的色带。吸收光谱和热发光曲线可能发生变化。

6激光处理

钻石常用激光打孔以减少深色包裹体的明显影响。用激光束烧出直径小于002mm的非常细的孔穿过钻石到达包裹体。包裹体可用激光束烧掉或用酸去除。随后可用玻璃或环氧树脂将孔充填以防尘埃进入。

许多激光处理的钻石是从冠部打孔的。用10倍放大镜从钻石侧面仔细观察，可看出这些孔。将钻石镶在首饰中会掩盖孔口，使激光处理的检测较为困难。

新近已开始采用一种称为“KM激光处理”的新类型。

这种新的处理方法用激光加热包裹体，使应力裂隙延伸到钻石的表面。这时可用酸处理这些裂隙以去除深色包裹体。这种处理，主要用于深色包裹体靠近钻石表面。如果包裹体原先张性环绕它，那将是较为理想的。这种处理通常留下一个具之字形横向管道，达到表面的裂隙。

7高压高温处理（HPHT）

高压高温处理是近年受到关注的新的优化处理方式。它是对塑性变形产生的结构缺陷致色的褐色钻石进行退色的方法。

如果这些褐色钻石经受非常高的压力和温度，塑性变形能被修复，钻石可变成无色。

在全球钻石中只有不到百分之一的钻石适用于这种处理。

由GE公司进行这种处理并由Lazare Kaplan公司销售的钻石在腰棱处刻有“Bellataire-year-serialnumber”字样；早先的钻石上刻的是“GEPOL”。

这些处理钻石的特征包括稍呈雾状的外观以及褐或灰色调而不是**调。在高倍放大下可看到内部纹理、部分愈合的裂缝、理解和不常见的包裹体。

如果钻石结构中有氮存在，当把钻石做高压高温处理时，会产生自然界中不多见的强黄到黄绿色。这些钻石还会显示强绿色荧光。

8其他处理

漂白剂在处理有机材料如象牙、珊瑚、珍珠上被广泛使用，但漂白剂可能对有机物的壳质和角质有影响，或影响到预处理中使用的任何有机染料。

用硝酸、盐酸和草酸的不同浓度清洗宝石表面的铁的氧化物，这一方法常用来处理褐色虎睛石的木质和杂质。

对多孔疏松的宝石进行灌胶、合成树脂和塑料等，同时进行染色处理，为增加其稳定性和颜色。绿松石中的多孔疏松的泡松，常采用此种稳定化处理。

拼合石常常是利用宝石原石的薄片制造的。有时拼合石的两部分都是天然材料，更多地是仅宝石冠部为真正的天然宝石，而亭部则由合成的材料或玻璃制成，属于仿制宝石。除二叠欧泊外，真正的拼合石非常罕见。

新型的填充材料是应用于祖母绿、钻石等宝石的裂隙的充填，可使裂隙的边界更模糊。如一种预聚合物塑性树脂——新型的工业裂隙堵塞剂，充填在祖母绿的裂隙中；用氯氧化物的低熔点，和铅玻璃充填钻石的孔隙，其充填物折射率约为24。在这些处理中可见气泡。荧光强度更大。

材料科学的进步，不断地促进着宝石优化技术的提高；而宝石优化技术也推动了材料学科的发展，推动了矿物学和物理化学在实用方面的显著发展。

天然的钻石即使有理想的透明度和美丽的颜色，如果未经人工精心琢磨，石起来并不十分美观，只是比其他石了光亮一些罢了。宝石金刚石的琢磨加工有个术语，叫做“批工”或“造工”。只在经过有经验的工一匠长时间的设计和耐心的琢磨之后，宝石金刚石才会成为闪烁着彩色光芒的钻石。钻石本身当然是营销骗局，无论从稀有度、工艺价值、设计感任何角度来说，都不值钱，所有价值都源自几十年对原料产出量的严格控制，以及对全人类孜孜不倦的营销和洗脑。然而大多数时候，理性斗不过人性，所以该买还是得买，知道自己买的是什么，就挺好了。我们手上的钻戒钻，迟早有一天会变成18世纪皇族贵族的铝王冠铝餐具一样，成为后人的谈资，以及随处皆是的物件，然而如果此刻它还是能给你带来幸福感和满足感，那就买吧。无论价格如何，它就像身边的每一个物件一样，在未来，见证着过去的时光。

为了将钻石原石切磨加工切磨成各种琢型的成品钻石，必然按步骤实施一系列加工工序。一般而言，切磨加工钻石有四个独立的步骤，即标记（marking）、分割（dividing）、成型（shaping）和抛磨（polishing）。

1、标记原石

主要在对钻石原石作正确评价基础上，将设计意途用专门的笔标记在钻石上，切磨加工师按标记对钻石实施切磨加工。标记是钻石切磨加工的第一步，这也是整个切磨加工环节中最重要的工作，它直接影响钻石切磨加工的经济效益，也影响最终钻石成品的完美程度，因此，做这项工作的人必须具备具坚实的宝石学专业知识，丰富的实践经验，并精通加工技术。他的最终目的是制造出最大、最干净、最完美形态的成品钻石，并创造最大的经济效益。

2、分割原石

出于各种原因，需要对原石进行分割。分割原石也是一项十分重要的工作，它也直接影响钻石成品的质量，并最终影响钻石成品的价值。分割原石时所需要考虑的重要因素有：钻石原石的形状、钻石的内部瑕疵、双晶及结晶学特征等。例如外形为八面体的钻石，通常采用原石截顶（topping the stone）的方法，也说是把原石锯成（图4-7）所示的不等部分。这样将获得更大的商业价值。以一颗6克拉的原石为例，若原石按截顶分割后，底部大的部分的重量大约为4克拉，顶部大约重2克拉，成品可能将示一颗重2克拉、一颗重1克拉。若按腰部等分的办法分割，两部分的原石重3克拉，仍以50%的出品率计算，将获得两件大约15克拉的成品，显然采用第一种办法所获得的商业价值会更大。

3、粗磨

粗磨是将钻石原石进行成型加工处理的过程，它是一项切削或切磨工艺，这项工艺类似于在车床上加工木头或金属。

钻石粗磨的过程是：首先将腰磨的钻石粘在一个夹具上，并把夹具装在粗磨机的卡上，

将另一颗充当切削夹在夹具上。操作者用手臂夹住长柄，当粗磨机带动钻石旋转时，使两颗钻石相互接触柄互磨成型。

4、抛磨

抛磨是对粗磨成型的钻石实施一系列工序而将其抛磨成最终成品的过程。抛磨设备的主要部件有磨盘、夹钳、夹嘴。抛磨是一项技术性能极强的技术，需要钻石切磨工懂得一定的工艺，并需要丰富的经验。

钻石首饰的加工

钻石的主要功能之一是佩戴，以装饰美化人们的生活，要佩戴，必须制作成首饰。因而钻石首饰的加工制作应是整个钻石加工环节中极其重要的组成部分。钻石首饰加工有下列二种最基本的方法：

4．3．1 手造法加工

手造法加工是最原始的钻石首饰制造方法，也是最基础的加工步骤，无论是铸造法还是锻压法，均要以手造的首饰为模具。所以手造师傅在首饰加工厂里常常是技术水平最高的。钻石首饰手造法加工的基本过程是：

（1）前期准备：加工师在拿到一张完整的珠宝首饰设计图样后，首先要进行读图，以了解珠宝设计师的设计意图，分析首饰的整体结构和钻石镶造方式等。在此基础上，预备加工材料，调整加工设备。

（2）分件加工：根据结构分析的结果，按取大优先的原则，将整个首饰分解成若干独立元件，然后依照各个元件的重量、薄厚、宽窄、粗细、长短准备金属材料，利用压片机、拨丝机、窝砧、坑铁、打金锤、剪钳等工具，经过压片、压条、拨丝、剪切、打金等工艺，制成各元件的基本外型；并用锉、钳等工具进行比较准确的元件成形处理。钻石首饰要按镶嵌方式，首先加工好主石及副石的镶口。

（3）拼合定型：依据设计图样形态，在橡胶皮泥上摆放加工好的零散元件，要注意整体的协调和高低位层次，这对于能否完美表达设计要求是非常重要的。在整体摆好后，用预先调配好的石膏浆浇在被橡皮粘住的首饰雏形上，当石膏干燥后，去掉橡皮泥，这时整个首饰的正面就会被石膏牢固的定型。

（4）整型焊接：先在石膏底托上清理出首饰面的焊点，准备好从高温到低温的几种金属焊，用硼砂做焊药，用风球-油壶-火吹构造的焊具，按先大后小的顺序，依次焊接上。焊接后洗净首饰毛胚的石膏粉，用低温金属焊，焊上细小的元件。要注意检查焊点的虚实，并尽能在较短时间内完成焊接，保持焊点的洁净。

（5）精细处理：焊接完的首饰虽已基本成形，但却相当粗糙，还需用锉、砂、纸、皮砂轮等工具，对其进行精细平滑处理，除去所有多余焊、锉痕。如果有锉不下去的砂眼存在，还需要用火焊将其修补好。做此工序时，必须快速准确，避免原有的焊点脱开。

（6）钻石镶嵌：钻石是整件钻石首饰的中心，所以从设计到加工的整个过程都应把钻石镶嵌放在首位。首先选择适当的镶嵌方式，利用吊机、细锉、钳、镊子、木夹子等工具，经过石型观测、宝石摆放、镶口定位、放石加固，完成钻石镶嵌工序。镶嵌时一般先上副石，后上主石，再利用吸珠将瓜打圆或用胶轮把包边打光。

（7）抛光清洗：抛光是为了提高金属表面的光洁度。通常使用的工具有打磨机、毛刷、上绿蜡的黄布轮以及上红蜡的白布轮等。

（8）后期处理：加工制作钻石首饰时，常常在钻石首饰的金属局部附加电镀彩色金属层（如电镀18K白金等），以达到新颖的艺术效果。此外，作为工业产品，出厂前还要在钻石首饰上打印厂标、金属纯度及钻石重量等参数，才能算是完成了整件钻石首饰的制作过程。

4．3．2 铸造法加工

铸造法是当前比较流行的贵金属钻石首饰加工镶嵌方法。此法的加工步骤如下：

（1）起板：即利用手造方法制造出首饰样板，并在其适当位置焊上能保证浇铸时引导金属液体顺利灌入的水口棒，作为浇铸用样板。在某些情况下，也采用浮雕的技法直接用雕蜡方法制造出首饰原形，称为起蜡板。

（2）压胶、注蜡：用塑性生橡胶片把首饰样板夹在其中，将生胶片塞入一个预选的铝框中，并使被压制的样板填满碎胶片，利用热压机（150℃±）在橡胶中压制30-60分钟，而后用手术刀，按一定技术规则将胶片割开，取出首饰样板就制成了所谓的胶模。用联接抽真空机的铸蜡机（70-90℃，1-12×105Pa）将熔融状的石蜡注入胶模中，冷却硬化后从胶模中小心取出，就成了所谓的蜡模。

将蜡模上的毛边去掉，并按客户要求修改圈口后，种在一根准备好的蜡杆上，从一个方向依次种上一批首饰蜡模，构成一个蜡树。较小的种在树顶部，而较粗大的放在树底部，种的角度应在45°左右，以保证液体金属能顺利灌入到所有的部位上。

（3）浇铸：先将蜡树称重后，固定在铸笼内，按劳1：40的比例将石膏粉与水搅伴均匀，放在抽真空机上抽真空大约90秒，取出后灌入铸笼，再抽真空约90秒后小心取出。石膏经大约2小时就能凝固，而后再经过1-2小时的蒸蜡，就可以将铸笼放入烘箱内进行石膏的烘焙了，经过约6小时的逐步升温过程即可完成石膏的烘焙，制成石膏模。

下一步则将金属料及补口在熔金炉中加热，当合金完全熔化并搅匀后，把金水浇铸到真空机或离心铸造机的石膏中，冷却后就制成了首饰毛坯。

（4）执模、炸金：执模是指对首饰毛坯进进行精心修理的工序；而炸金是指执模后对金属首饰进行除污加亮的工序。两道工序对于加工钻石首饰都必不可少。

（5）镶石及后期处理：经炸金后，通过与手造工艺相同的镶石、抛光、清洗、打字印，

　　做为世界上最璀璨、最坚硬、最昂贵的天然宝石，钻石一直是装饰和投资的不二选择。可是在佩戴钻戒的同时，如果仅仅是考虑到钻石很坚硬就忽略了日常维护，那你一定会发现你的钻石光芒日渐暗淡。

　　1钻石的维护：

　　不错，钻石很坚硬，可是钻石还有一种属性---亲油性。举个有趣的小例子：如果你把钻石丢入水中，那么它一定沉底;但是如果你把钻石丢入油中，钻石将会浮在中间。正是因为这种亲油性，钻石在日常佩戴中极易沾染油污，而附着在钻石表面的油污虽然不会对钻石的品质造成任何影响，但是至少钻石就不会那么亮了!

　　刚刚附着在钻石表面的油污极易清理，只要用洗洁精或者高浓度医用酒精泡一下就可以轻易去除。所以日常钻戒清洁的最好办法，就是在佩戴后用稀释过的洗洁精浸泡钻戒，第二天清早用清水冲净后再佩戴，钻石自然始终光亮如新。

　　而对于长期没有清洗的钻戒，洗洁精的力量显然不足以去除长期积累的顽固油垢。那就只有送回店里，用专业的清洗机清洗了。

　　2戒指的维护：

　　关于钻石镶嵌的牢固程度，由于材质本身的原因，任何品牌都不敢保证绝对不会掉钻。对于不同钻石镶嵌方式的可靠程度，已经另文讨论过，这里不再赘言。但是无论哪种镶嵌方法、无论采用的贵金属材质有多软，那都是用金属夹着钻石的，所以除非剧烈的碰撞，不然直接掉钻的可能性微乎其微。日常小挂蹭导致的慢慢松脱，才是钻石脱落的主因。如果大家能在饭后的休闲时间，偶尔用牙签挑一挑钻石以检查其是否松动，并及时回店维护就基本可以确保钻石的安全了。

　　至于戒托的磨损，那也是无法避免的，我们总不能不让带着钻戒的手接触任何硬物吧日常留心是一方面，如果希望戒指始终保持闪亮，定期的回店抛光维护是最好的办法。首爱通常建议您每6个月回店保养钻戒一次，除了做抛光、清洗处理外，给产生形变的钻戒整形也是避免钻石脱落的重要手段。

加工钻石最普通的方法是传统的打圆、锯和抛光。钻石由粘附在转盘片上的其它钻石或钻石粉末进行机械加工—部分钻石在加工过程中变成了钻石粉末。尽管钻石的重量减轻了，但由于经过抛光之后形状有了改变，它的价值反而提高了。当然，钻石的净度也有了提高。

除了傅统的机械加工方法，雷射在今天已经成为一种非常重要的分割方法。与傅统的机械相比，雷射加工的初始投资大，而且材枓的损耗也比较多。但可切成许多新形状的钻石。

然而，雷射也有其很大的优越性，在劈开钻石时无需考虑钻石晶体的生长方向，钻石的机械性能也无关重要。这就使得人们可以分割多晶钻石，先前这几乎是不可能的。由于劈钻石过程中的风险，特别对于大钻石而言，因此傅统劈钻法已很少使用。

打圆

也就是使钻石成为圆形，还是按照传统方法来操作：将钻石绕轴快速旋转并与另一颗钻石接触研磨。现在人工粗磨已经越来越多地被自动研磨机所取代。

抛光

依然按照传统方法进行：将钻石粉与油混合，粘附在一个铸铁的盘子上。最新的发展是开发了一种”硬盘”，钻石粉可以粘附在盘子上。

自动抛光机也已经出现，尽管还处于上升势头，但传统的手工抛光还是主要的加工方法。

对钻石净度影向最深的传统方法是抛光。粗抛光除去明显的杂质，提高了钻石的价值。为了获得最佳的效果，现在需要一种非常专业的技术秘诀，即电脑模拟以及精湛的手工技卫。

雷射打孔不同于另外两项新的技术。这项新技术首先用于加工钻石中明显的深色杂质。雷射可以在钻石上打出通往缺陷的微孔，将黑色的碳通过微孔排除。然后用侵蚀性的化学物质对钻石进行处理，提高压力和升温，使之深度沸腾，侵蚀性的化学物质通过雷射孔使深色的包裹体淡化，使得钻石的净度提高。雷射孔不难发现：用手镜或显微镜就可以很清楚地辨认。

深度沸腾技术也可以用于除去钻石内部的深色包裹体。典型的例子是处理由氧化铁渗入裂纹而引起的着色。深度沸腾可以除去这种颜色。