合成钻石的鉴别

合成钻石的鉴别

四、HTHP合成钻石的鉴别

1.内含物

内含物为具有不同形态合金包裹体，这些包裹体呈浑圆状、棒状、板状、面包渣状、针点状等，其排列方式与内部生长区界限相关。包裹体还可呈微粒状分散于整个晶体中。这些包裹体不透明，反射光下呈金黄色或黑色，具金属光泽。

内含物中另一特征是存在籽晶及籽晶幻影区，籽晶幻影区是合成钻石内部存在的沿四方形籽晶片向外生长形成的、边缘由相对明亮的细线构成的四方单锥状生长区，无论籽晶片是否在加工过程中被磨掉，该幻影区始终存在，在暗域场中或将合成钻石置于浸液中观察该现象表现更为清楚。

2.颜色及吸收谱线

绝大多数合成钻石为特征的褐黄色、橙黄色，部分具“沙漏状”色带现象，而天然钻石为无色、浅黄及其他颜色。据报道，最近有微黄色和近无色的合成钻石投放市场，因此，颜色只能作为一种辅助的外观鉴定特征，并不构成关键的区分依据。

天然钻石中无色—浅黄色系列具有415nm、423nm、435nm、478nm吸收谱线，以415nm谱线最为特征，而合成钻石则缺失这一谱线。另外，绝大部分天然钻石为Ⅰa型，而合成钻石主要为Ⅰb型，少数情况下有双原子集合体氮存在。因此，测试样品的可见光吸收特点及解析红外光谱的特征吸收峰可作为区分天然及合成钻石的重要依据。

3.异常双折射

正交偏光下，天然钻石因生长及运移过程的复杂性表现出更复杂的异常双折射特征，如不规则带状、波状、斑块状和格子状等，而合成钻石异常双折射表现较弱，某些合成钻石呈“十字形”交叉的亮带。

4.发光特征

有些合成钻石在长波紫外光下呈惰性，在短波紫外光下显示中等至强的黄绿色荧光。在高能紫外激光激发下，合成钻石具有规则的发光分带现象，与天然钻石的荧光特征不同。如图14-6-5所示。

图14-6-5　合成钻石在紫外光下特征的荧光分带现象

研究钻石阴极发光特征是区分天然及合成钻石的另一重要手段。合成钻石在阴极射线轰击下，常发黄绿色光，并具有独特的规则的阴极发光式样。不同的生长区(如八面体区、立方体区等)具有不同颜色或不同强度的光。而天然钻石则显示更复杂的或不规则形式的发光式样，并且天然钻石与合成钻石的生长结构和过程也有明显的差异(图14-6-6，图14-6-7)。

图14-6-6　山东蒙阴钻石CL图像

(SM323，八面体多期生长结构)

图14-6-7　山东蒙阴钻石CL图像

(SM337，“似玛瑙状”生长结构)

5.形态特征

合成钻石常以八面体和立方体聚型为主体，并且可发育菱形十二面体、四角三八面体或三角三八面体晶面(图14-6-8)。表面可能显示树枝状生长纹或不规则的小丘或瘤状物，与天然钻石明显不同。

图14-6-8　合成钻石的形态特征

近期，DTC研制了三种用于鉴定合成钻石仪器，即钻石光谱鉴定仪(DiamondSure)、钻石结构荧光鉴定仪(DiamondView)和钻石分选仪(DiamondPlus)。Diamondsure用于测试大部分天然钻石中所具有的415nm吸收特征。DiamondView用于观察合成钻石在高能紫外光下所表现的不同颜色的立方体－八面体区规则分布式样，这种发光式样所反映的结构与天然钻石明显不同。DiamondPlus则用于鉴定是否经过HPHT处理的IIa型钻石，在液氮冷却条件下，经HPHT处理的IIa型钻石具有特征的575nm和637nm光致发光光谱。