钻石鉴定相关仪器

一、热导仪

物质的热能可通过三种方式进行传递：传导、对流和辐射。在室温条件下，主要是传导。

热有四种固有的特性，即热导率、热扩散率、传热系数和比热容。其中热导率对于物质而言是一常数，表示每秒钟通过一定厚度的物质的热量。热导率的测量单位为瓦特每米每摄氏度（W/m·℃）。热导仪是根据宝石的导热性能设计并制造的，它是一种用途较为专一的鉴定仪器。由于在所有宝石中，钻石具有极高的导热性能，因此，热导仪主要用于鉴别钻石及其仿制品（见图2-1-56）。

图2-1-56 热导仪外观

（一）设计原理

对于非均质体晶体而言，因为晶体结构的异向性，不同方向热导率不同。

通常认为热量的传递是通过自由电子和光子进行的。因此，金属的热导率较非金属大，而非晶质体中由于结构单元的无序性，光子产生更多的散射，因此晶体的热导率（λ较非晶体大。然而钻石是一例外，虽为非金属，但其热导率却比金属还要大（见表2-1-4）。其原因是，钻石的热导率与钻石晶体中碳原子振动或共振频率有关。在钻石晶体中，C原子非常轻，而结合的键力却很强。因此，原子的震动或共振频率非常高，并且C原子振动时消耗的能量非常小，热量可以非常迅速地传过钻石而不会被吸收。

表2-1-4 几种材料的热导率

（二）结构

热导仪包括热探针、电源、放大器和读数表四部分。读数表可由信号灯或鸣叫器代替，显示测试结果。电源为热探针供热，并为整个仪器供电。整个热导仪的关键元件是热探针，仪器内部结构如图2-1-57所示。

图2-1-57 热导仪结构示意图

电热元件为铜针，铜针两端连接仪表形成电路，即组成了热电偶。接通电源，经预热，铜针升至一定温度即可测试。当铜针外端与宝石表面接触时，热量传递给宝石，铜针外端降温，温度变化通过热电偶测出，再经过放大器和读数表或蜂鸣器显示结果。

（三）测试

1）待测宝石必须干燥和干净，测试应在室温下进行。

2）打开仪器开关，预热。手握探测器，以直角对准测试宝石，若探头接触了金属托，许多仪器会自动发出警报声。

3）施加一定的压力，仪器显示出光和声信号，得到测试结果。

（四）注意事项

1）热导仪的探头非常精细，因此在使用过程中，必须小心以免损坏。使用完毕应立即盖上保护罩。

2）电池电力不足时应及时更换，以免测量结果不准确。

3）长时间不使用，应将电池取出，以免造成仪器的腐蚀与损坏。

4）定期清洁探头，测试前将探头在一张软纸上轻擦即可。

5）测试裸石时，应使用金属托盘作为底托，热导仪通常有此附件。测试小粒宝石，如分钻，光和声信号可能不会很强。

6）在测试时，铜针应尽可能与测试宝石表面垂直接触。

7）宝石表面应干净、干燥，排除宝石之外的干扰。

8）尽量控制室内空气的流通，如不要急促呼吸，不要正对空调或窗户测试。

二、钻石确认仪（DiamondSureTM）

钻石确认仪（Diamond SureTM）是一种快速的天然钻石筛选仪器（见图2-1-58），可以检测重量在010～10ct范围内的无色—浅**（Cape系列）抛光钻石，它可以在各种环境下对已切磨钻石进行鉴定、对有怀疑的样品建议做进一步检测分析。但是被“建议做进一步检测”的样品，样品必须经附加检验才可确认其准确的产品类别，因为该仪器尚不能识别某些罕见天然钻石（大约占所有普通钻石的1%～2%）。钻石确认仪主要用于检测无色或基本无色的钻石。通常来讲，棕色天然钻石或其他彩色天然钻石鉴别后很容易显示“请进一步检测”，但天然黄钻石例外。该仪器可以鉴别**合成钻石与天然**钻石。钻石确认仪并不适用于其他宝石或钻石仿制品的鉴别分类，也不能用于检测天然钻石进行了何种人工处理，如裂缝填充、辐照或热处理等。

图2-1-58 钻石确认仪（Diamond SureTM）及其显示内容

钻石确认仪操作简便，既可用来检测未镶嵌的钻石，也可检测简单镶嵌过的钻石。检测时，将抛光的待测样品台面朝下放在光纤点中心位置、按“检测”键，这时仪器将自动检测并分析样品的可见光吸收光谱，几秒钟后显示屏上将出现测试结果。如果样品处于良好的检测状态、操作准确，会有以下几种结果之一出现在液晶显示屏上：

1）显示“通过”说明样品为天然钻石，无需做进一步检测。

2）显示“通过，请作热仪检测”的样品，如果在热导仪检测时显示为“钻石”，则该样品为天然钻石。合成立方氧化锆在钻石确认仪上也显示这样的结果，但热导仪检测不会显示为钻石。

3）显示“建议作进一步检测”，如合成钻石将会显示这一结果或者是以下两种结果之一。许多钻石仿制品也会显示这一结果，偶尔在检测天然钻石时也会出现这种信息，尤其是彩色钻石，但是通过常规宝石鉴定就可以确认。

4）显示“请进一步检测（Ⅰb型成分）”：Ⅰb型成分是**合成钻石的特点。在极少数情况下，天然钻石也可能显示此特性（这种极少的天然钻石则被称为“金丝雀黄”）。大部分浅**合成钻石经检测都会显示此结果。

5）显示“请进一步检测（Ⅱ型）”：所有无色天然Ⅱ型钻石、合成Ⅱ型钻石以及钻石仿制品都会显示如此结果。偶尔也会有Ⅰ型钻石检测后显示此信息。如果需要鉴定类别，该仪器的检测结果还需要通过红外吸收光谱分析确认。

6）显示“请进一步测试（碳硅石检测）”：碳硅石一般都能被钻石确认仪辨识，大部分都会显示本条信息。进行一些简单的宝石鉴定测试就可区别碳硅石和钻石。

实验性检测表明天然钻石中大约只有1%的天然钻石在钻石确认仪检测会被要求“建议作进一步检测”，这其中包括了稀少的Ⅱ型钻石和极少部分Ⅰb型钻石，这并不能肯定它们就是合成钻石或钻石仿制品，这种情况下常规的宝石学方法鉴定是不可缺少的。

总之，钻石确认仪是一种天然钻石快速分辨仪器，易于操作，能将所有的合成品及仿制品筛选出去，能识别Ⅱ型钻石和合成碳硅石。DTC对60万粒天然钻石样品进行过测试，98%的天然钻石样品“通过”钻石确认仪检测，不需要其他检测；仅不到2%的样品需要做其他的检测，以判断其是否为天然钻石。

三、钻石观测仪（Diamond ViewTM）

Diamond ViewTM是Diamond SureTM的绝好补充，运用钻石观测仪对样品的荧光图谱进行分析，可对被钻石确认仪“建议作进一步检测”的样品做准确鉴定。 当然，Diamond ViewTM也可以作为检测或研究仪器单独使用。Diamond ViewTM的原理是依据天然钻石与合成钻石的荧光图谱显示不同的生长结构，合成钻石在短波紫外光下呈现特征的生长区结构荧光图谱，从而可与天然钻石相区分。Diamond ViewTM的组成部分包括：电脑及显示屏，照相装置，真空夹持镊子及其他辅助元件（见图2-1-59）。

图2-1-59 钻石观测仪（Diamond ViewTM）

使用时将已抛光的钻石样品置于真空样品仓的短波紫外光下，电脑显示屏上会出现样品的紫外荧光图谱，操作者可方便地对焦于样品表明并选择适当的放大率。按“UV”（即紫外光）键，可见光关闭，紫外光打开，当显示屏上出现合适的图谱时，按“Capture”（即抓图）键，图像会保留在显示屏上。紫外灯熄灭后，显示屏会自动出现磷光图谱，以作检查。通常情况下近无色的天然钻石磷光很弱，而HTHP合成钻石磷光都很强、持续时间也长。磷光图谱会显示在屏幕的右下角。

与Diamond ViewTM连接的电脑中存有各种天然和合成钻石的紫外荧光图样，可直接将待测样品的荧光图样与之对比，从而得出结论。

总之，对钻石确认仪“建议作进一步检测”的样品，可借助钻石观测仪作荧光图谱分析。钻石观测仪可利用强短波紫外灯照射样品，激发样品获取荧光图谱，如HPHT合成钻石的荧光图谱显示特别的几何型生长区结构，从而达到进一步检测的目的。

四、590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

用热导仪测试钻石和合成碳硅石时，两种材料均显示为钻石，二者无法区分。为此美国C3公司设计了590型测试仪，用于热导仪测试之后进一步区分钻石和合成碳硅石。590型测试仪体积小，携带方便，用途专一，操作简便（见图2-1-60）。

图2-1-60 590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

590测试仪的设计原理是在导热性测试后，检测宝石对紫外光的吸收。钻石不吸收紫外光，紫外光可以穿透钻石，而合成碳硅石对紫外光有强烈的吸收。

测试时使宝石台面与仪器光导纤维探头端部保持垂直并接触（镶嵌钻石的金属托不能与探头接触）。如果是钻石，就能激活蜂鸣器和绿色指示灯；如果是合成碳硅石，只要宝石的台面与探头保持接触且未翻转，则绿色指示灯和蜂鸣器就应处于关闭状态。

590型测试仪为精密光导纤维电子仪器，必须在正常温度、湿度下使用，不得储存在有化学品的地方。光导纤维探头的端部应保持清洁。清洁探头时，应使用蘸过酒精的棉签轻轻擦拭其端部，然后用柔软的棉布擦干。由于光导纤维探头从测试仪中伸出，所以必须小心操作，以免对其造成损伤。590型测试仪在不用时，必须把防护滑板盖住测试口以保护探头。不得用手指直接触摸从590型测试仪的窗口可以看见的卤灯，因为卤灯在点亮后温度很高，皮肤上的盐分和油分对其有损坏。应用清洁的塑料或布擦拭卤灯，如果卤灯被手指触摸到，必须在使用前用酒精棉签擦拭干净。

五、反射仪

在宝石鉴定中，反射仪主要用于测试折射率超过标准折射仪极限的高折射率宝石的近似折射率，如人造钇铝榴石、钆镓榴石、钛酸锶、合成立方氧化锆、钻石等。

（一）原理

反射率是指单位时间内从界面单位面积上反射光的强度与入射光的强度之比。宝石对光线的反射程度取决于该宝石的分子结构和成分，还取决于宝石表面的抛光程度。

反射仪是根据宝石的反射率性质设计的一种仪器，它可以测量从宝石表面返回的光量。宝石的反射率与折射率之间存在准线性关系，即：

反射率＝反射光线的强度/入射光线的强度＝（n1-n2）2/（n1+n2）2

式中：n1——宝石的折射率；

n2——周围介质的折射率，空气的折射率为1。

根据各种宝石的折射率，可以依上式计算出各种宝石的反射率。由于宝石的折射率有一定的变化范围，因此宝石的反射率也存在一定变化范围（见表2-1-5）。

表2-1-5 常见宝石的折射率与反射率（R）

（二）反射仪的结构和使用

LC特朗姆帕（Trumper）于1959年设计出了世界上第一台测定宝石反射率的仪器。目前采用电子反射仪，利用远红外线发光二极管作为入射光源，用袖珍的光电管检测从宝石表面反射的光量，从而达到鉴定宝石品种的作用。

反射仪的右上角（或下半部）有一个圆形测光孔，孔内构造如图2-1-61所示。内部有一个发光二极管和一个光电接收器。测试时，将宝石抛光良好的台面对准测光孔，盖好遮光罩，打开开关。仪器通电后二极管发出一束波长930nm的红外光，以大致7°～10°的入射角射到宝石台面上，经台面反射后，射入光电管的接收器。接收器的光电管产生光电流，所产生的电流大小与从宝石台面反射回的光的强度成正比。光电流传到反射仪的仪表显示器中，通过指针偏转所指的刻度，即可知道所测宝石的品种。

图2-1-61 反射仪原理图

反射仪显示器上的刻度，分为高、低两档。低档反射率范围是278%～8%；高档反射率范围是8%以上。两档在测定时可由按钮变换。只有宝石的折射率大于180，即反射率高于8%时，才适用于反射仪。

（三）使用反射仪的注意事项

目前，大多型号的反射仪已把反射率转换成了折射率，但其测量精度不如常规折射仪，只能达到±005。使用反射仪应注意以下事项：

1）对于折射率低于180的宝石，不宜使用反射仪，尽量用折射仪来测定。

2）所测样品必须具有抛光良好的平面且大于测试孔，否则接收不到仪器信号或导致读数过低。

3）样品内部的包体的反光可导致读数出现偏差。

4）每个样品从多个方向测量，以保证结论的准确性。

5）样品表面要求洁净无污物，否则影响光的反射，导致结论错误。

6）可以将热导仪和反射仪结合使用。

另外，应特别注意合成碳硅石在空气或氧气中经高温处理后，表面可形成一层的二氧化硅薄膜，降低了合成碳硅石的反射率，使其在反射仪上的读数与钻石相似。

如何鉴定钻石。

第一；

如何鉴定钻石，对于鉴定钻石的工具的准备是重点，在鉴定钻石的时候都是需要哪些工具，而专家首先在工具上来个给你支招，对于钻

石鉴定工具的了解是如何鉴定钻石的第一步，通常的情况下，钻石的鉴定工具都是有“测钻笔”放大镜、以及热导仪、还有就是LED钻石

灯源，这些都是专家支的第一招。

第二；

现在专家要支的招就是告诉你如何鉴定钻石的时候为何要用到工具中的“钻石灯源“主要的就是因为首先钻石鉴定对光源的效果要求非

常苛刻，有效、精准的光源对于提高钻石级别的鉴定精度有着重要的作用正是因为如此所以在鉴定钻石的时候这一点是首先要学到的。

第三；

放大镜的使用也是在如何鉴定钻石的时候一个比要的工具，具体的就是在鉴定钻石的时候会帮助你来分清楚钻石的净度，可以看清楚钻

石里的净度是否有瑕疵，颜色的级别是否高，以及钻石的切工怎么样，这些都是通过放大镜可以观察出来的，所以这一个小招数对于专

家来说也是需要支一下的。

第四；

在如何鉴定钻石这样的问题上，专家建议最常使用的一个招数就是热导仪，如何使用这种工具，具体的做法就是根据钻石的导热性最大

这一特性，利用钻石热导仪进行检测，如果是天然品，可使热导仪发出蜂鸣叫，并亮红灯，这是鉴定钻石最准确且简便的方法。

第五；

测钻笔也是专家支招中的一种，如果对于钻石的知识了解的不是太清楚的话，那么测钻笔对于你在如何鉴定钻石这样的问题上时非常方

便的解决方法，最为主要的就是因为这种方法即使是外行人也可以快速，简单的使用，并且测出钻石的真假。

看到了专家支的招，想必现在的你对于如何鉴定钻石已经驾轻就熟了吧，在买钻石的时候这些知识的掌握都是必备的，不论是从哪个角

度来说，掌握了钻石鉴定的方法对于自己以后买钻石都是一个有帮助的事情。

常见的钻石鉴定工具有哪些？天然钻石有着非常珍贵的特质，消费者在购买裸钻或者钻石饰品的时候都会特别的慎重，害怕自己买到假的钻石，所以对钻石进行一些简单的鉴定是非常必要的，而钻石鉴定的工具都是利用钻石一些独有的特性，像热导率、硬度、比重等等来区别钻石和其他仿制品，不同的工具会针对钻石不同的特性来进行测量。

1、热导仪，顾名思义热导仪的发明肯定是跟天然钻石出色的导热性有关，导热性就是物质将热量从一个区域传向另一个区域的能力，天然钻石的优良的导热性是其最显著的一个特征，因此热导仪也被广泛的运用到钻石的鉴定当中。利用导热仪鉴定钻石，如果是天然钻石的话，导热仪会发出蜂鸣声，并亮起红灯。不过钻石仿制品莫桑石与钻石导热性相似，因此热导仪是不能区分钻石和莫桑石的。

2、硬度计，大家都知道钻石是所有已知的自然界物质中最坚硬的物质，因此利用钻石的硬度来鉴定钻石的真假也是一个不错的方法，而硬度计就是利用钻石硬度的特性来进行钻石鉴定的，标准的硬度计就是一个大小仅有65×55×23毫米的长方盒，内含有经过精密研磨的摩氏硬度分别为6、7、8、9的标准硬度片，用被测钻石刻划硬度片，只有当其硬度大于9时才能被认定为真钻石。

3、比重液，比重就是指物体的重量与其体积的比值，不同的宝石有着不同的密度和比重，因此利用比重液来鉴定钻石的真假，需要自己调试比重液，钻石的比重为352，我们通常是用三溴甲烷(比重289)和二碘甲烷(比重332)来稀释成与钻石相同的比重，将待测定的宝石放入比重液中，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。当然现在已经不用那么麻烦的来调试比重液了，比重计会更加方便大家测定

一、热导仪(导热仪)

热导仪(图12-10-1，12-10-2)是依据钻石导热率比其他宝石大的特性。钻石是目前世界上导热能力最高的物质。它高于金属银的导热率。虽然导热率高，但是基本不导电(除天然蓝钻石外)，所以工业上用它做大功率半导体的基片，向外散热快，达到冷却的目的。

图12-10-1 钻石碳硅石分辨仪(导热仪型)

图12-10-2 热导仪

1热导仪的用途

(1)可以区分钻石与仿钻石(莫桑石除外)

(2)改进后的热导仪可以区分莫桑石与钻石。

(3)此仪器经适当调整后，可以对某些宝石进行鉴别。

2热导仪的结构与类型

热导仪的类型主要有三种：①指针式；②灯声显示式；③与反射式折射仪两用式，与红外反射式折射仪(钻石、莫桑石分辨仪两用)。见图12-10-1。

Ⅱ 型热导仪(图12-10-2)它由探头、测量显示系统、警报系统及电源组成。

(1)探头：主要是一个热电偶及一个加热的恒温陶瓷圆片组成。向测量系统有四根导线，两根是通向测量系统的热电偶线，另外两根是恒温陶瓷的加热导线，热电偶探头伸向机外，另外还有保护探头的外套。

(2)测量系统是由集成电路加电阻、电容、三极管、发光二极管、蜂鸣器及电阻等组成的信号放大系统，使发光二极管亮或不亮来显示导热率的大小，达到测定的目的。如果是钻石，发光二极管就会亮到钻石区，同时会发出拉长的嘟! 嘟! 声(此声与警报声有所不同，前者是拉长间隔长，而后者短而连续急促)。

(3)警报系统是为了防止热导仪探头直接接触金属部分(金、银、铂等金属)使热导仪发出错误的信号而设置的。警报系统是由人体、金属、探头及仪器背面的一块直角三角形的金属板及蜂鸣器等组成。如果探头接触金属托，当金属托上的样品为金属样品时，就会与仪器的探头、金属板形成一个回路，蜂鸣器就会发出短促的嘟! 嘟! 的警报声，说明探头接触金属托，需重新放探头再测量。

(4)电源一般由一个9V的积层电池、一个带电位器的电源开关，它可以调节测量系统的电压，调节显示器上二极管发亮多少个(要按钻石大小与环境温度来调节，二极管亮多少个)。

注：①其他类型的热导仪基本原理与上述相同，只是显示器改为表头指针式。观察指针摆动的大小来确定是否是钻石，同样也有警报器。

②热导仪的灵敏度是可以调整的(在仪器中部有2个调整螺丝)。

③如果灵敏度调整到导热率在莫桑石与钻石之间，那这台仪器就可以鉴别钻石和莫桑石。

3热导仪的操作步骤

(1)把钻石或仿钻石用不起毛的擦布擦拭干净(如果是裸石就放在铝板的凹坑中)。

(2)打开热导仪的电源开关进行预热。

(3)查看仪器背面的表(按照环境温度与钻石的克拉数，查出初始要亮发光二极管的个数)。

(4)据查到数值预先调整仪器的初始状态(亮发光二极管的个数，用开关电位器进行)。

(5)手握住仪器，使探头向外。仪器正面向上，便于观察显示器的表现，而手的中指与无名指一定要放在背面的直角三角形金属板上(以便在探头接触金属时形成回路而发出警报)。另一只手要扶住铝条或首饰的金属托。

(6)用探头垂直接触被测宝石的表面。

(7)观察发光二极管亮的个数及移动的速度，听有无间隔较长的嘟! 嘟! 声，如果灯亮移动速度很快，可以到达钻石区又听到间隔较长的嘟! 嘟! 声，这就是钻石，反之不是钻石。

(8)如果用热导型莫桑石钻石分辨仪，经上述操作后，是钻石，发光二极管可以亮到钻石区，莫桑石只能点亮到莫桑石区，而不能到达钻石区。因为莫桑石的导热率略低于钻石，仪器是按照它们的导热率来设定的，所以该仪器能区分钻石与莫桑石。

4操作中必须注意的事项

(1)操作时必须根据环境温度与宝石大小(克拉数)设置初始值(预亮发光二极管数)。

(2)操作时手指必须接触仪器背面的直角三角形的金属板，以免误判定。

(3)探头要垂直被测的宝石表面。

(4)测试时必须预热仪器。

(5)灵敏度合适可以扩大应用范围，但各仪器都要自己确定。

5宝石的相对热导率表(表12-10-1，12-10-2)

表12-10-1 钻石及其他材料的热导率

表12-10-2 钻石及其他一些材料的相对热导率值

物质的热导率各不相同，同时影响因素很多，所以必须注意测定条件。如环境温度及钻石(试样)大小等。

二、钻石笔

钻石笔是依据钻石与仿钻石表面张力的不同而设计的。

工具是墨水笔和2～10倍的放大镜。

操作步骤及检验标准：

(1)用抛光剂及不起毛的擦巾，擦净样品表面(台面)。

(2)用笔在待测表面上快速划一条直线。

(3)用10倍放大镜观察墨线的连续性。

a若墨线是连续无间断的线，则可能是钻石，再进一步作其他测定来确定。

b若墨线是小墨珠间断排列，则不是钻石，是仿钻石。

应该注意的事项：

(1)要保证测试结果的准确性，必须待测表面抛光十分好而且干净，若表面有油污必须先除去。

(2)必须经练习，方可正确地使用钻石笔。

(3)必须分别测试台面与亭面两部分，以防二层石。

(4)测试操作可能存在某些问题，因此该测试方法只能作为辅助性手段。

三、反射——折射仪

1仪器制作原理

物质的反射率和折射率成正比，宝石的折射率越高其反射率就越高，对一些高折射率的宝石一般的宝石折射仪是无法测定其折射率的，而其反射率则是可以测定的。所以对高折射率的宝石用宝石的反射力来鉴定是有一定的效果。但同一种宝石由于内部含微量元素的不同，其反射率有一定的变化范围，另外由于表面的光洁度，包体及其他杂质，反射率也会有变化。所以只能用某一范围来圈定宝石。例如莫桑石、钻石、立方氧化锆、锆石、GGG、YAG等。图12-10-3仪器红外线按一定角度射到宝石表面，这时有一部分光线被宝石吸收，而另一部分光线被反射出来，进入光电接收器，测出反射光的强度(I)。用反射光的强度(I )与入射光强度(I0)之比表示反射率(R)，这一数字应该小于1。

反射率(R)=反射光强度(I)/入射光强度(I0)

反射率(R)乘上1000来表示。

图12-10-3 反射仪结构图

1—光电检测器；2—红外灯(LED)；3—测试按钮；4—50mV表；5—校准装置；6—9V电池；7—宝石；8—检测器；9—灯和检测器结合；10—红外灯；11—检测器与红灯的交角

一般反射仪是根据反射率与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)的关系来制作的。而反射折射仪的制作原理是根据反射率(R)和宝石的折射率(N)及周围介质折射率(n)的关系式，以及与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)关系式来制作。它们的关系式为：

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空气(周围介质)的折射率为1。

2仪器类型及结构

一个发光二极管(发出红外光)，在另一边有一个光电接收器，接收反射来的光，并与入射光强度进行计算以数字显示出来。(图12-10-3)

反射仪的类型，有钢笔式和台式两种。

钢笔式反射仪(例如Rayner Diamondscan型)(图12-10-4)，直径为18mm，长约155mm，可随身携带。使用6 V电池，可用于钻石与仿制品的鉴别。该仪器上的数字为相对反射率值。

图12-10-4 钢笔式反射仪

台式反射仪的型号主要Jeweler's，e(图12-10-5)、台式反射和热导仪混合型Gemanalyzer(图12-10-6)、紫外钻石，碳硅石检测仪Jemeter Digital90型(图12-10-7)。

图12-10-5 反射仪

图12-10-6 台式反射和热导仪混合型

台式反射仪的测定范围一般有两个：低值范围，反射率为8%以下，折射率为181以下(由玻璃至刚玉)，以合成尖晶石为标准。高值范围，反射率8%以上，折射率为181以上，由人造钇铝榴石至合成金红石，以钻石为标准。因而，该种反射仪所测定的宝石相对反射率范围较宽。

台式反射仪既可测定试反射率数据，又可用手柄探测针来测定宝石的相对反射率值。有的还带液晶指示器(Liquid crystal display)。

反射仪中使用的光为远红外光(930nm)。采用远红外光二极管为入射光源，用小型光电管检测从宝石表面反射的光线(图12-10-3)。

有的台式反射仪上不仅刻有反射率值，还刻有折射率值，既可测反射率，也可测折射率值。因而，这种仪器称为反射折射仪。

3操作步骤

(1)擦净宝石表面(用酒精或丙酮)。

(2)把台面平扣在仪器的出光口上。

(3)罩上黑色罩子，不要漏光。

(4)按下测量按钮。

(5)读出所测量数字。

(6)查读有关数据进行解读。

利用反射仪可以测定钻石及仿钻品的反射率，利用反射—折射仪(Reflectance refractometer)不仅可以测定钻石及其仿制品的反射率，而且还能测定钻石的折射率。

4应用范围及局限性

对于折射率为181以下的仿钻品，可用一般折射仪精确测定其折射率，易与钻石区分；但对于折射率大于181的钻石及仿制品，因不能用一般折射仪法测定，所以，反射仪及反射折射仪是钻石和高折射率仿制品鉴定和鉴别的较好仪器，用它可较有效地区分钻石(反射率为1723%，折射率为217)和碳硅石(反射率为204%～2098%，折射率265～269)。

用反射仪及反射折射仪，很难区分钻石和人造钛酸锶，因为人造钛酸锶的反射率(1709%)和折射率(2409)与钻石反映经和折射率很相近。

由于非均质仿钻品双折射现象的存在，样品表面打光程度的不同，使用的光源为远红外光，而不是黄光，因而，实际测定的反射率值与用公式计算结果有差异。

5注意事项

由于钻石及仿钻制品的反射率会受油污或表面缺陷的影响，因而在使用反射仪时，确保它们的测面平坦、洁净及无擦痕是十分重要的。

在使用反射仪和反射折射仪前，应以钻石和合成尖晶石标样的反射率为标准，进行调试，使反射仪上的相应刻度值与其标样反射率数值一致。在使用较简单的钢笔式反射仪时，还必须挡住宝石的背面，以防杂散光线进入宝石内，产生虚假的高值。

四、钻石碳硅石(莫桑石)检测仪

为了鉴别无色-浅**系列的钻石和合成碳硅石，美国C3公司推出了“Tester Model 590”检测仪图12-10-7。

图12-10-7 Tester Model 590钻石-碳硅石检测仪

1仪器制造原理及结构

无色—浅**系列的钻石可被长波紫外光透过(即具穿透性)。而合成碳硅石可将长波紫外光吸收(即具吸收性)。“Tester Model 590”检测仪就是利用钻石与合成碳硅石对长波紫外光透过各吸收的不同性质而制成的。该仪器上装有接收紫外光的细光纤管，并有声响及指示灯装置。

2使用方法

当长波紫外灯的光线射向钻石时，若钻石为无色—浅**系列，则长波紫外光从钻石台面进入内部后，通过折射、内反射过程，又折射回到台面上，进入接收器，发出声响，并使绿灯闪亮。若为合成碳硅石，则因进入晶体内部的长波紫外光线被吸收，无紫外光线折射回来，即无紫外光线进入接收器，因而，无声响，指示灯不闪亮。

应先用热导仪及其他检测方法，排除碳硅石之外的所有仿制品后，再使用该仪器鉴别钻石与碳硅石，但该种仪器不能用来鉴别彩钻和有色碳硅石。

钻石及其仿制品的鉴别特征，可见第十五章表15-2-1。

思考题

一、是非判断题

1正确观察宝石颜色应在阳光直照下观察。

2分光镜可以提供宝石颜色的光谱组成。

3手持分光镜是研究颜色光谱组成的常用宝石学仪器。

4光栅式分光镜的优点是透光度比棱镜式分光镜高。

5光栅式分光镜的色散元件是玻璃棱镜。

6任何光源都可以用来观察宝玉石的吸收光谱。

7吸收光谱仪所用光源必须是连续光谱的光源。

8应用吸收光谱仪时，任何一般光源都可以作为照明光源。

9粗晶多矿物组成的玉石可测得不同的折射率。

10含非均质矿物的玉石在正交偏光镜下可表现为全消光。

11X射线荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。

12X射线荧光分析仪主要用于测定贵金属______的成分。

13发光反应不仅要观察发出光的颜色、强度，还要观察发出光的分布特征。

14用静水力学称重法得出的相对密度有一定的误差，样品越大误差越小。

15静水称重法测试密度用有机浸液作介质时应作温度校正。

16宝石折射仪的RI测试范围主要取决于浸油的RI值。

17常规实验室，用折射仪测定任何宝石的RI值必须使用181的浸油。

18在宝石折射仪测定宝石折射率时所用浸油的折射率愈大愈好。

19适用于测弧面型宝石折射率的远视法(点测法)获得的是近似折射率值。

20宝石的折射率是指在589nm黄光下测出的折射率。

21反射式折射仪可测得n≥181宝石的折射率，但测不出宝石的双折射率。

22利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。

23查尔斯滤色镜只允许红光透过。

24查尔斯滤色镜的红色光透过率与黄绿色光透过率相比：a小 b差不多 c大得多

25查尔斯滤色镜下变红的样品中都含有铬。

26在查尔斯滤色镜下，蓝色、**、绿色蓝宝石的颜色不变。

27宝石鉴定中激光拉曼光谱仪可鉴别气液包裹体和有机质充填物成分。

28查尔斯滤色镜可以透过：a黄绿光 b蓝光 c红光 d紫光

29在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。

30热导仪可以区分钻石和合成α-碳硅石。

31放大镜的质量好坏主要取决于分辨率的高低。

32用二色镜鉴定宝石时不宜使用偏振的白光为光源。

33用二色镜在白光下所见的颜色即宝石不同方向的体色或表色。

34在任何条件下，均可以观察宝石的生长线和色带。

35红外光谱仪只能分清一部分A货或B货翡翠。

二、选择题

1吸收光谱仪使用时光源应该用：

a目前用5000～7000 K色温的钻石灯

b连续光谱白炽强光灯 c日光灯

2吸收光谱使用的光源：

a必须是连续光谱(400～700nm)光源

b任意白光就可以

c最好用高压汞灯作光源

3吸收光谱仪在使用前必须调整：

a仪器的进光狭缝、滑管焦距及刻度

b只调整滑管焦距

c滑管与刻度及清晰度

4无损鉴定蔷薇辉石与菱锰矿玉石雕件时，不应该测试：

a折射率值

b酸可溶性

c组构

5X射线荧光光谱仪可测出样品中的：

a部分元素的含量

b全部元素的含量

c矿物含量

6用天平测定宝玉石密度值时，称重值应精确到小数点后：

a第二位

b第三位

c第四位

7宝石鉴定用的、称重在100克以下的天平，其称重误差应小于1‰。

8静水力学法测定宝石的密度要求密度精确到小数点后第二位，则称重精度必须为：

a001g

b0001g

c00001g

9静水力学法测定密度值应精确到小数点后：

a一位

b二位

c三位

10通常所说的宝石折射率值是指在哪种光源下测得的

a460nm

b487nm

c587nm

d687nm

11宝石折射仪测定宝石双折射率时必须：

a宝石有较大的光滑平面和折射仪上要有偏光镜和**光源

b只要有较大的光滑平面就可以

c没有特殊要求

12折射仪测定宝石折射率时宝石界面与半球之间必须加接触液，该液的折射率：

a必须是181

b必须等于半球的折射率

c要介于半球折射率与宝石折射率之间

13折射仪在同一刻面与折射仪半球接触的情况下：

a可以测出最大双折射率

b不可能测出最大的双折射率

c可能测到一个折射率

14目前用的宝石折射仪其测得的折射率误差精度为：

a±0002

b±0001

c±0005

15宝石折射仪的估测值的误差是：

a±0001

b±0002

c±0005

16宝石折射仪的精度是：

a±0005

b±0001

c±001

17反射式折射仪测定折射率的原理是：

a反射率换算成折射率 b用折射角、入射角计算 c全反射原理

18下列哪种绿色宝石在查尔斯滤色镜下会变红

a翡翠

b海蓝宝石

c澳洲玉

d钙铝榴石

19下面哪一种绿色宝石在查尔斯滤色镜下不呈现红色色调

a水钙铝镏石

b东陵石

c翡翠

20为查明红宝石中有无玻璃充填，宜选用：

a亮域照明和斜照明

b暗域照明

c反射照明

21判别钻石与激光穿孔钻石或充填处理的钻石时，最好使用：

a亮域照明

b暗域照明和斜照明

c反射照明

22如果两个偏振片处在“正交位置”：

a有最大量的光通过

b全黑

c通过的光减少一半

d可见多色性

23用偏光镜观察有无消光现象时，两个偏光镜的振动方向：

a相互平行

b相互垂直

c呈45°

24用偏光仪在正交偏光镜下观察干涉图时必须加：

a干涉玻璃球

b干涉玻璃片

c偏振片

25宝石显微镜的垂直照明法是一种观察宝石

的照明方式。

a弯曲条纹

b包裹体

c表面

26宝石中所见的由于干涉产生的颜色通常称为：

a晕彩

b多色性

c体色

d残余色

27常规钻石分级中，放大镜最好用：

a无涂膜的10倍放大镜

b有增透的蓝色涂膜的10倍放大镜

c无增透涂膜的15倍放大镜

28选用观察钻石的10倍放大镜(宝石放大镜)时：

a没有什么特殊要求，无色差

b10倍放大镜其分辨能力都一样

c要求无色差，无球面差，无蓝色镀膜

29Ⅱ型热导仪上的金属板：

a是装饰品

b测试者手指必须接触它才能进行测试

c测试者千万别用手接触它

30热导仪：

a只能测定样品是否是钻石

b除测定钻石外还能测定另一些宝石

c一定能区分钻石与其仿制品

31二色镜两个方块中看到的颜色代表：

a宝石不同方向的颜色

b不同振动方向的颜色

c宝石两个互相垂直方向上的振动经二色镜分解后合成的颜色

32无损伤鉴定宝石气相包裹体成分的方法有：

d激光拉曼光谱分析

33用电子探针判别合成紫晶与紫晶是检测它们的：

a电子探针成分分析

bX射线荧光分析

cX射线能谱分析

a矿物成分

b主要化学成分

c微量元素

d晶体结构

34用红外光谱判别充胶翡翠与不充胶翡翠是检测它们的：

a结构是否破坏

b翡翠的矿物成分

c翡翠中的阳离子

d有机阴离子团

35用红外光谱鉴定酸浸充胶翡翠时在2800～3200cm-1处有吸收带，胶的弱吸收是：

a3000cm-1

b3040cm-1

c3060cm-1

d3200cm-1

36在紫外光灯下，含铁量高的宝石：

a无荧光

b有荧光

c可有可无荧光

37阴极发光仪所用辐照源发射出的是：

a电子束

bX射线

cγ射线

38用偏光显微镜观察宝石多色性，应在：

a单偏光下进行

b正交偏光下进行

c锥光下进行

39皇冠上有一颗透明的红色宝石，不拆下来如何区分它是红宝石还是红色尖晶石：

a测折射率

b测比重

c观察二色性

d用偏光仪测非均质还是均质体

三、多项选择题

1查尔斯滤色镜：

a允许蓝色和紫色光通过

b允许红色光通过

c允许绿色光通过

d允许部分黄绿色光通过

e允许**光通过

2石折射仪：

a测定折射率是根据折射定律来测定的

b宝石折射仪测得的宝石折射率代表与物台接触的平面上的折射率

c宝石折射仪测得的宝石折射率代表垂直折射光线并物台接触的平面的折射率

d测定宝石折射率时只要有足够光滑的平面就可以直接放上去测定

e测定折射率时如果没有接触液用水代替也可以

3使用宝石折射仪测宝石的折射率时：

a必须要加介质

b介质的折射率介于半球和宝石的折射率之间

c介质的n必须等于181

d介质可用水代替

e介质的n大于半球的折射率

4偏光镜：

a鉴定宝石是光性均质体还是光性非均质体

b在正交偏光下宝石不消光可以判定该宝石是非均质体

c可以用来测定宝石有无二色性

d上下偏光镜振动方向一致时看到宝石的颜色就是宝石多色性之一

e上下偏光镜振动方向一致时可能见到的是宝石的一种干涉色

5一块致密块状艳绿色非均质集合体玉石在查尔斯滤色镜下为红色可能是：

a翡翠

b碧玉

c独山玉

d钙铝榴石

e染色玛瑙

6与放大镜质量好坏有关的是：

a放大镜的放大倍数大小

b放大镜分辨率的好坏

c放大镜球面差的大小

d放大镜色差的大小

e放大镜外观的好坏

7使用热导仪时应注意：

a打开开关等指示灯亮后才能用

b按样品重量和测试时室温预先开亮到几节灯

c测定时必须用手直接接触金属

d打开开关就能用

e可同时测得折射率

8二色镜的应用：

a可以鉴别宝石有无多色性

b可以判定部分有色宝石是否是非均质性

c它可观察两个不同振动方向的颜色

d在任何色光下都可以观察二色性

e只有在白色光下才能观察多色性现象

9钻石分级鉴定用的10倍放大镜：

a要求无色差

b要求有球面差

c前工作距要大于20～25mm

d不能有镀膜

e放大镜的直径越大，其分辨率越好

10用二色镜观察一轴晶宝石多色性的最好方向是：

a平行光轴方向

b斜交光轴方向

c垂直结晶轴C轴方向

四、填空题

1用来判定宝石颜色特征的宝石学常规仪器有______、______和______等。

2吸收光谱仪的工作原理是__________。

3吸收光谱仪的光源应该用______的强光源，其波长应在______nm之间。

4测定宝石吸收光谱的仪器是______，其仪器可以分成______式和______式两种。

5用吸收光谱鉴定宝石的依据是：______和______位置以及______。

6测定宝石密度的方法有①______，②______，③______磁流体法。

7目前测定宝石密度的方法有______、______。

8静水力学法测定宝石密度时的计算公式是密度=______×______。

9常用的重液原料有二碘甲烷、______及一溴萘。

10一般书上列出的折射率都是______光下的折射率。

11一般书上标的折射率是______光下的折射率，其标正光源波长为______nm。

12用宝石折射仪测定折射率的原理是__________。

13折射仪可以测定宝石的轴性和光性。

14折射仪常用的单色光源是波长______的**光。

15折射仪可提供以下数据作为有效的鉴别依据：______、______等。

16用宝石折射仪测定宝石折射率时在宝石与半球之间加______，其折射率必须介于与______的折射率之间。

17如果折光仪使用得当，且宝石是易于观察的，可得到的信息有：__________、__________、__________、__________。

18测定宝石色散系数时应用______。

19查尔斯滤色镜只能透过______光和少部分______光。

20染成绿色的玉石，在查尔斯滤色镜下都变红。

21用查尔斯滤色镜鉴定绿色宝玉石，主要目的是检查该宝玉石的绿色中是否含______色光，借以判别宝玉石的品种和/或绿色的来源。

22使用偏光仪必须调整__________。

23偏光仪可用来观察宝石的二色性。

24宝石显微镜的9种照明方法分别是：明场照明、散射照明、点光照明、水平照明、掩蔽照明、偏光照明和______、______、______。

25热导仪操作步骤为①______、②______、③______、④、______⑤______。

26Ⅱ型热导仪的使用步骤依次是：__________、__________、__________、__________、__________。

27钻石放大镜必须满足______和______两个条件。

28钻石评价用的标准放大镜应该是______、______、______的。

29鉴定钻石用的标准放大镜应该是______、______、______。

30正确使用宝石显微镜时，首先要调节的是焦距，其调节步骤是______、______、__________、__________。

31二色镜两个方块中看到的颜色代表__________。

32二色镜的两个小窗口代表：a不同的颜色 b不同的波长 c两个互相垂直的振动方向的光的颜色

33二色镜中的二个颜色代表两个__________的颜色，二色镜使用时应注意__________和__________观察。

34二色镜一端的透镜应焦正在：a前端的窗口 b窗口外的宝石 c冰洲石棱镜的前端 d冰洲石棱镜的后端

35二色镜一端的透镜它应焦正在：a前端的方形窗口 b窗口外的宝石 c冰洲石的前端

36用二色镜观察宝石多色性时应从宝石的______方向观察并转动二色镜。

37电导仪能用于区分钻石与合成α-碳硅石。

38常用于宝石鉴定的紫外灯其长波、短波的主波长为：a380nm 及260nm b365nm 及254nm c356nm 及245nm d365nm 及245nm

39宝石鉴定中常用的紫外光灯平均长、短波长为：a245nm 和 355nm b254nm 和 365nm c276nm 和395nm

40宝石鉴定中常用的紫外光灯有______nm和______nm两个波长。

41宝石实验室中的二碘甲烷主要用途是做______，丙酮的主要用途是__________。

42二碘甲烷的密度是289g/cm3。

43配制相对密度为305g/cm3的重液通常用______作指示矿物。

44最常见的比重液有三种，其相对密度为______、______、______。

45包裹体成分的现代分析技术有：1______；2______；3______。

（1）光泽及色散：抛光良好的钻石光泽较原石更强，标准切工的钻石能很好地体现钻石的高色散值。钻石的仿制品，如CZ、人造钛酸锶等，光泽和色散值虽然接近钻石，但“火彩”呆板而单调，钻石的“火彩”较柔和。

（2）压线试验：将样品台面向下放在画有线条的纸上：从亭部向台面观察，若看不见台面下纸上的线条即为钻石；若能看到划线，说明是折射率值较低的钻石仿制品。因为钻石的切工通常是标准圆钻型，几乎没有光能够通过亭部刻面，因此看不见台面下纸上的线条。

但需注意折射率很高的钻石仿制品，如人造钛酸锶和合成金红石等，从亭部向台面观察也看不到纸上的线条。

（3）倾斜试验：将样品的台面向上，置于暗背景中，从垂直台面的方向开始观察，逐渐将样品向外倾斜，直至远离台面区域。如果亭部刻面保持反光现象，则为钻石；反之不是钻石，由于非钻石材料亭部刻面会产生漏光而出现暗窗。

（4）滴水性试验：将小水滴滴在样品台面上，若水滴能在样品表面保持较长时间，则为钻石；若水滴很快散开，则为钻石仿制品。

（5）呵气试验：对样品呵气，如果附在样品表面的水汽很快蒸发，则为钻石（钻石热导率大）；如果样品表面的水汽蒸发很慢，则为钻石仿制品。进行此项试验时，最好使用放大镜观察。由于水汽蒸发速度受室温的影响很大，该方法不宜在温度较高的夏季采用。

（6）相对密度测试：无论是宝石戒面还是原石，相对密度检验是鉴定钻石的有效手段之一。通常采用静水力学法，以四氯化碳作为介质，能得到精确的相对密度值。测量时需注意对于1克拉以下的样品，该测试方法误差较大。多数仿钻材料，如 CZ、YAG、GGG、铅玻璃等均通过相对密度的测定与钻石区别。

（7）吸收光谱：天然产出的钻石绝大多数是 Ⅰa型（约占98%），由氮元素致色，此类钻石在415 nm处有一强吸收带。但普通分光镜分辨率较低，415 nm处于紫区，不易观察。如用 U-V分光光度计（紫外分光光感计），采用低温技术可以获得准确的钻石吸收光谱。

（8）导热性测试：室温下钻石的热导率从Ⅰ型的1000 W／m·℃变化到Ⅱa型的2600 W／m·℃，热导率次高的刚玉仅为40 W／m·℃，巨大的热导率差异是有效的钻石鉴定基础。热导仪可快速鉴别已镶嵌的钻石饰品（合成碳硅石除外）。钻石与合成碳硅石可用“莫桑仪”测试区别，或利用包裹体、相对密度等特征进行区别。

1、监测可以用热导仪鉴别，钻石的导热性是固定的，热导仪可以初步鉴别钻石真假。

2、用十倍放大镜看钻石的火彩和内部结构，这个需要你对钻石有一定的了解。

3、用腰棱镜看钻石腰棱上是否有腰围码