钻石——颜色成因

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1、钻石的颜色成因一、钻石的颜色类型三个系列：1.开普系列：无色、微黄-黄色的连续渐变系列2.褐色系列：微褐-褐色的连续渐变系列3.花色系列：具有清晰特征色彩，颜色饱和度高，价值高的有色钻石褐色及黄色是否作为花色系列依市场变化而定。二、钻石中杂质类型及分类1、钻石中N的存在形式及其特点氮取代钻石晶格中的碳原子的形式相当的多样，不同的形式还会引起钻石物理性质的变化，目前已经知道，N至少以四种不同的形式存在于钻石的晶格中：（1）单原子Na、特点：N占据彼此不相连的C原子的位置，称为孤N或者C中心b、识别：503，637nm，1130cm－1

2、吸收光谱线c、归类：Ib注：天然的Ⅰb型钻石很少，仅占Ⅰ型钻石总数的0.1%左右但是合成钻石，如不经特殊处理，都属于Ⅰb型。（2）双原子N（A集合体）a、特点：两个N占据两个相邻C原子的位置并形成缔合体稳定下来，这种形式被称为A集合体或N2中心。b、识别：红外区：☆1282cm－1，1365cm－1，1175cm－1可见光蓝光区：478nmc、归类：IaA（3）三原子N（N3中心）a、特点：三个氮原子取代三个相邻的碳原子，组成三角形的原子团，并在三角形原子团的中央产生一个结构空位，形成所谓的N3色心。b、识别：红外区：无特征吸收峰可

3、见光紫光区：415nmc、归类：Ia型或IaA/B型注：N3色心导致在紫光区的吸收，是钻石产生黄色体色的主要原因（4）集合体N（B中心）a、特点：4个N或4个以上的N原子占据相应的C原子位置，N原子亦可聚集成小片晶。b、识别：红外区：1370cm－12.钻石的分类★nN、B能够影响钻石的颜色和性质n最有效的研究方法：红外吸收光谱n按用途可分为工业钻石和宝石级钻石两大类。n按照对红外光的吸收及紫外光的透过能力差异可以确定钻石的类型。Ⅱ型:（不含N）Ⅰ型（含N）ⅡaⅡbN以小片晶形式存在于钻石晶体结构中；N以分散状形式存在于钻石晶体结构

4、中；不导电，具有最高的导热性,在短波紫外光下不发磷光半导体，短波紫外光下发磷光ⅠaⅠbIa型IaA型IaAB型IaB型以A中心为主同时有A中心、B中心、N3中心以B中心、N3中心为主三、天然钻石的颜色成因★影响颜色的4个因素：（具体内容见钻石基础教程P23——25）n杂质呈色n塑性变形n天然辐射损伤中心n矿物包裹体各种颜色的钻石的颜色成因：1.无色钻石：纯净，无杂质，无晶格变形2.黄色钻石：（1）Cape系列：N2、N3、B中心光谱：415，423，435，465，478nm（2）Canary黄：金黄色，孤氮中心(杂化轨道，使带隙由

5、5.4evà2.2ev，吸收大量蓝、紫光，所以显金黄色)光谱：503，637nm（3）Fancy系列：深黄，棕黄色，由H3、H4（辐照损伤中心）色心所致光谱：天然——H3：503nm，H4：415、477、496nm人工——H3＋H4，595nm3.褐色：塑性变形，碳原子位错或内部晶格变形光谱：495、503、512、537nm4.粉红色、紫红色：与褐色成因相似光谱：Ia——415、478、560nmIIa——390、396、560nmArgyle粉红——415、503、560nm5.蓝色：B原子所致，其外层为3个价电子，与C原子形

6、成共价键时产生空穴，并被相邻的C原子的电子充填，电子吸收长波（红色），残余色呈蓝色6.黑色：大量暗色不透明包裹体：微晶状，铁质矿物或分子级石墨。7.绿色：辐照损伤中心所致，天然钻石常为很薄的绿色表皮。钻石颜色的成因钻石颜色颜色成因鉴别特征（与处理的对比）蓝色B替代晶格中C的位置，产生空穴天然：IIb型，颜色较浅，半导体，有磷光；辐照处理：Ia型，颜色深，绝缘体，绿色受辐照作用，晶格位置上的C缺失，形成空穴天然：颜色较浅，不均匀，裂隙处较浓，非常稀有。辐照处理：颜色较深，较均匀，有伞状结构，429,470,503,595,637,74

7、1等吸收峰。黄色N替代晶格中C的位置，产生孤氮中心，或H3、H4色心天然：Ib型（N－V色心导致），蓝光区吸收；辐照处理：Ia型，741、595、2024，1936nm吸收峰；HPHT处理有绿色调，很强的黄绿色荧光，细小裂隙、石墨化、条纹状异常消光褐色塑性变形：碳原子位错或内部晶格变形天然：503强吸收峰辐照：595、1936、2024nm吸收峰粉红－紫红塑性变形，导致晶体结构缺陷天然：塑性变形，560吸收带辐照处理：Ib型钻石，以637nm的拉曼光致发光光谱为特征吸收三、钻石人工致色一、辐照处理＋热处理辐照处理使暗淡色彩的钻石变成

8、较为鲜艳色彩的花色钻石方法：通过原子/亚原子、粒子轰击钻石来改变钻石的颜色,粒子通过转换C及其电子使钻石结构遭破坏，产生空位（色心），并从光中吸收能量。这些能量的一部分以可见光的形式发射出来具体方法：回旋加速器处理（1）过程：亚原子粒