簡(jiǎn)介 人造鉆石是一種由直徑10到30納米的鉆石結(jié)晶聚合而成的多結(jié)晶鉆石,早期的人造鉆石由于空氣中的氮原子進(jìn)入鉆石晶體而呈淡淡的糖稀顏色,經(jīng)過(guò)科學(xué)家的改良制作方法,現(xiàn)在生產(chǎn)的人造鉆石在外觀上和天然鉆石沒(méi)有任何差異,由于生成環(huán)境的不同,人造鉆石的的分子結(jié)構(gòu)并不是天然鉆石的完全八面體結(jié)構(gòu)而是一種復(fù)雜結(jié)構(gòu),從而會(huì)產(chǎn)生磷光現(xiàn)象。隨著人造鉆石生產(chǎn)技術(shù)的成熟,其造價(jià)低廉,且可以制作出各種顏色的鉆石而在珠寶市場(chǎng)上嶄露頭角。人造鉆石的鑒別方法:
人造鉆石與天然鉆石的唯一鑒別方法既是人造鉆石的磷光效應(yīng),人造鉆石在紫外線照射后會(huì)產(chǎn)生磷光,維持時(shí)間大約半秒左右。而天然鉆石沒(méi)有這個(gè)特性。人造鉆石的生產(chǎn)方法:
在2300℃、15到18萬(wàn)個(gè)大氣壓的高溫高壓環(huán)境下,在中心放一顆很小的天然鉆石作為種子,在種鉆周?chē)歉邷亟饘僖后w,在金屬溶液的上層是石墨,在這種環(huán)境下石墨中的碳原子會(huì)從金屬院子中列隊(duì)走向鉆石從而形成新的鉆石。這個(gè)俄羅斯的研究小組在冷戰(zhàn)結(jié)束后由于經(jīng)費(fèi)問(wèn)題而使人造鉆石研究一度停止,后來(lái)隨著美國(guó)珠寶商的注資又重新恢復(fù)過(guò)來(lái)。2005年美國(guó)的人造鉆石生產(chǎn)線的產(chǎn)能達(dá)到每小時(shí)5克拉。近期,俄羅斯的科學(xué)家們已經(jīng)研制出了直徑在3毫米左右與天然鉆石晶體結(jié)構(gòu)完全一致的人工鉆石。相信隨著研究的深入,在不遠(yuǎn)的將來(lái)就可以造出與天然鉆石一樣的人工鉆石。國(guó)內(nèi)人造鉆石水平進(jìn)展:
河南理工大學(xué)材料學(xué)院超硬材料研究所成功合成出重2克拉、尺寸達(dá)8.2mm的高質(zhì)量黃色鉆石,該樣品為目前內(nèi)地重量和尺寸最大的人造金剛石單晶。此項(xiàng)成果標(biāo)志著該校在國(guó)內(nèi)人工合成鉆石(寶石級(jí)金剛石)領(lǐng)域已處于領(lǐng)先地位。
據(jù)了解,優(yōu)質(zhì)寶石級(jí)金剛石單晶作為一種戰(zhàn)略性資源,在工業(yè)、科技及國(guó)防等眾多領(lǐng)域具有重要應(yīng)用,市場(chǎng)前景廣闊。此前,世界上僅有美國(guó)、英國(guó)、日本等幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家能夠合成寶石級(jí)金剛石單晶。巨大的商業(yè)價(jià)值使得寶石級(jí)金剛石單晶的合成技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)一直受到嚴(yán)密的封鎖。河南理工大學(xué)材料學(xué)院超硬材料研究所經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期、大量的探索,成功掌握了合成優(yōu)質(zhì)寶石級(jí)金剛石單晶的核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)了3-8mm優(yōu)質(zhì)金剛石單晶的批量化生產(chǎn),合成實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性超過(guò)90%。
河南理工大學(xué)目前已成功合成出黃色、藍(lán)色、綠色及無(wú)色透明的優(yōu)質(zhì)寶石級(jí)金剛石樣品。近期該校將沖擊更大尺寸(預(yù)計(jì)10-15mm)的寶石級(jí)金剛石單晶,為我國(guó)寶石級(jí)金剛石高壓合成技術(shù)的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。(《大公報(bào)》2009年9月8日第a15版)合成鉆石的鑒別合成鉆石及處理成本仍然很高,尤其是在設(shè)備、技術(shù)、工藝等方面要求仍然很高,但目前世界上已有少量的合成鉆石投放市場(chǎng),但無(wú)價(jià)格優(yōu)勢(shì)。主要鑒別特征:
(1)內(nèi)含物
具有不同形態(tài)合金包裹體,這些包裹體呈渾圓狀、棒狀、板狀、針狀等,其排列方式與內(nèi)部生長(zhǎng)區(qū)界限相關(guān)。包裹體還可呈微粒狀分散于整個(gè)晶體中。這些包裹體不透明,反射光下呈金黃色或黑色,具金屬光澤。
種晶及種晶幻影區(qū);種晶幻影區(qū)是在鉆石內(nèi)部存在的沿四方形種晶片向外生長(zhǎng)形成的、邊緣由相對(duì)明亮的細(xì)線構(gòu)成的四方單錐狀生長(zhǎng)區(qū),無(wú)論種晶片是否在加工過(guò)程中被磨掉,該幻影區(qū)始終存在,在暗域場(chǎng)中或?qū)@石置于浸液中觀察該現(xiàn)象表現(xiàn)更為清楚。
(2)顏色
絕大多數(shù)合成鉆石呈黃色、渴黃色(大多數(shù))具沙漏狀色帶;而天然鉆石為無(wú)色、淺黃及其它顏色。
(3)吸收譜線
合成鉆石 缺失天然鉆石中無(wú)色-淺黃色系列具有415nm最為特征 譜線。另外絕大部分天然鉆石為ⅰa 型,而合成鉆石主要為ⅰb 型,少數(shù)情況下有雙原子集合體氮存在。
(4)異常雙折射
正交偏光下,天然鉆石因生長(zhǎng)及運(yùn)移過(guò)程的復(fù)雜性表現(xiàn)出復(fù)雜的異常雙折射特征,如不規(guī)則帶狀、波狀、斑塊狀和格子狀等,而合成鉆石異常雙折射表現(xiàn)較弱,某些合成鉆石呈十字形交叉的亮帶。
(5)發(fā)光特征
紫外熒光: 有些合成鉆石在長(zhǎng)波紫外光下呈惰性,在短波紫外光下顯示中等至強(qiáng)的黃綠色熒光,并且具分帶現(xiàn)象,與天然鉆石的熒光特征不同。
陰極發(fā)光儀(電子激發(fā)下):
合成鉆石:顏色:黃色-黃綠色,規(guī)則分區(qū)(主方體、八面體區(qū)不同)
天然鉆石:藍(lán)色為主,層狀生長(zhǎng)或復(fù)雜的生長(zhǎng)形式
(6)晶形及表面特征
合成鉆石常以八面體和立方體聚形為主體,并且可發(fā)育菱形十二面體、四角三八面體或三角三八面體晶面。
表面可能顯示樹(shù)枝狀生長(zhǎng)紋或不規(guī)則的小丘或瘤狀物與天然鉆石不同。