高温高压合成钻石的宝石学属性分析.pdf

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1、，28J兰p高温高压合成钻石的宝石学属性分析、露口TEXT／PHoTO王继林孙瑞皎那宝成吴来东(中国冶金地质总局山东局黄金珠宝检测站)摘要：钻石俗称宝石之王，一直深受大众喜爱，天然钻石供不应求的现状导致了钻石合成技术的发展，合成钻石在珠宝市场的流通对宝石鉴定工作者提出了挑战。目前主要的钻石合成技术有高温高压(HTHP)法和化学气相沉淀法(CVD)，通过对8粒高温高压合成钻石进行显微特征观察、热导仪测试、EDXRF测试和傅里叶变换红外光谱分析，总结了高温高压合成钻石的宝石学特性，为今后对高温高压合成钻石的鉴别提供部分参考。关键词：高温高压合成钻石微特征热导

2、仪反应EDXRF测试傅里叶变换红外光谱宝石学特征l[=j『高钻石，由单一元素C组成，天然常含N、B等杂质元素，高压合成钻石，对其进行了显微特征观察、热导仪反应、EDXRF等轴晶系，均质体，强金刚光泽，折射率2．417，色散值为测试和傅里叶变换红外光谱分析，对其宝石学性质进行了总结，0．044，硬度为10，密度3．52克／cm，发育一组三个方向完可为今后业界对高温高压合成钻石的鉴别提供部分参考。全的八面体解理。钻石俗称“宝石之王”，以其璀璨的光芒、7石成技术五颜六色的火彩著称，在人们心目中具有不可替代的地位，人类对钻石合成技术的探索始于18世纪末⋯，经过1

3、5O多一直以来被人们视为财富和爱情的象征。然而自然界中天然年的努力，科学家在人工合成钻石方面取得了重大进展。目前钻石的储量有限，市场上钻石供不应求，所谓“物以稀为贵”，主要的钻石合成技术有：高温高压(HTHP)法和化学气相沉淀法因此钻石的价格也高居榜首。为了满足珠宝市场及其他行业(CVD)。对钻石的需求，当今社会有无数的科研人士致力于寻找钻石2．]毒量【Hp)慧廉价的替代品，如合成立方氧化锆、合成金红石等钻石仿制这一技术的理论依据是碳在深层地幔经高温高压可转变形成品和合成钻石等。早期的合成钻石粒度小、成本高，因此宝钻石，该方法将石墨与金属催化剂(如Fe、

4、Co、N1等)混合，石级合成钻石一直不具备商业价值，但随着钻石合成技术的在温压条件分别为1300～1500K、6～8GPa下生成钻石。目不断完善和改进，目前珠宝市场上已有宝石级合成钻石开始前这一技米合成的全刚石颗粒一般较小，且生产成本高昂，设备流通，因此合成钻石的鉴别需引起业界的高度重视。要求严格，还未达到大规模生产宝石级合成钻石的程度。由于合成钻石的形成条件与天然钻石类似，使得二者具2．2化学气相沉淀(CVD)法有相同的化学组成、化学结构和物理性质，这也导致合成钻CVD法是通过含有碳元素的挥发性化合物与其他气相物质的石和天然钻石很难鉴别。因此对合成钻石

5、的宝石学性质进行化学反应产生非挥发性的固相物质，并使之以原子态沉积在适当研究，挖掘出合成钻石和天然钻石的异同之处，已成为宝石位置的衬底上，逐渐聚集和硬化，最终形成钻石薄膜。鉴定工作者面临的艰巨挑战。近日，笔者有幸得到一批高温Since19841‘9一．qCHINAGEMS&JADES一。謦■■图88合成钻石晶体形貌图Jp对获得的8颗高温高压合成钻石进行了显微特征观5双晶，单个晶体为立方体+八面体聚形，双晶察、热导仪反应、EDXRF测试、傅里叶变换红外光谱分面平行立方体面，放大观察见钻石表面有树枝状、蕨析嘲、，测试结果分别如下。叶状图案及三角形凹坑，内部有

6、云雾状包体、黑色包体及晶体包体。6单晶，呈立方体+八面体聚形，放大可见云雾7粒为原石，1粒为圆刻面型钻石，将其顺序编号状包体及暗色金属包体。为1～8，具体显微特征依次如下：1双晶，单个晶体为2个八面体+立方体聚形，7双晶，单个晶体为立方体+八面体聚形，双晶双晶接合面平行于立方体面，放大可见云雾状包体、黑面平行立方体面，放大可见云雾状包体及暗色包体。8}}放大可见云雾状包体和暗色金属包体。色金属包体及应力裂纹。2单晶，2个八面体+立方体聚形，放大可见云雾状包体和晶体包体。利用热导仪对上述8粒合成钻石进行测试，均显3双晶，单个晶体为立方体+八面体聚形，双晶示

7、为钻石区。面平行于立方体面，放大可见云雾状包体、黑色包体及II、，．l_、，一羽状纹，有磁性。对高温高压合成钻石进行了EDXRF分析，测试仪4祚单晶，立方体十八面体聚形，放大可见云雾状器为EDX3000能量色散X荧光光谱仪，EPP基地址为包体、晶体包体及暗色六方环状包体。378，管压为40kV，管流为318UA，放大倍数为56(粗ll=jil：I_向髑荔梧强荔基：成距墨ilI晒-I▲．_I-▲----III-jlI---从-一I·-_lII●一一_一一一开i?：1■■■—■■啊■●■■■■一■■●-0用。一一。⋯■图96合成钻石利用EDX3OOO~E量色

8、散X荧光光谱仪测试结果Sincel984CHINAGEMS&JADES调)和1O