鉴定合成碳化硅新方法--X射线荧光能谱法

一、引言 近期市场上出现一种新型仿钻材料--合成碳化硅,这种晶体近乎无色透明,其热导率与金刚石热导率非常接近,热导仪检测反应同钻石相同.硬度(H)为9.25,介于刚玉宝石与钻石之间,能刻动刚玉宝石,折射率(R.I)为2.65,普通折射仪测不出,冒充钻石具有很大欺骗性,其价格为钻石价格百分之几.不法商人拿它冒充钻石转售,牟取暴利.本人介绍一种X射线荧光能谱法鉴定合成碳化硅等仿钻石材料,方法准确快速简便.     

合成碳硅石揭秘

仿佛一夜之间,几乎凡是涉及钻石之处都会带上合成碳硅石(synthetic moissanite)一笔,美国发现频道和ABC世界新闻极力渲染合成碳硅石和钻石惊人相似,一些钻石商打出"我们这里无合成碳硅石"、"100%天然钻石"的广告,美国C3公司斥巨资进行广告宣传和开拓市场,这一切都使我们迫切地想知道,合成碳硅石是什么,怎样快速鉴定,未来将会怎样?     

宝石之王--钻石

钻石以其晶莹剔透、璀璨夺目和坚硬无比的优秀品质被人们视作世界上最珍贵的宝石品种,被誉为＂宝石之王＂.钻石是指经过琢磨的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石,但有时人们对二者并不加细分.金刚石是由单一的碳（C）元素在特殊环境下结晶而成的晶体矿物,也是唯一由单元素组成的宝石产物.宝石级金刚石（即钻石）不仅硬度大（摩氏硬度10度）,具有极高的抗磨能力和化学稳定性;光泽强,加工后不易磨损,能持久地闪耀金刚光泽;而且因其折光率大（2.42）、色散强（0.044,在天然无色宝石中是最强的）.当钻石被琢磨成几十个小面后,射入钻石的白光,在折射过程中被分散成单色光,显出七色霓虹般光彩,呈现光辉灿烂和晶莹似火的光学效应,这种强烈的色散现象,是钻石最珍贵的特征,是任何其他宝石和玉石所望尘莫及的.所以,它被誉为“宝石之王”.     

合成碳化硅晶体的生长及其鉴别

近期,不少杂志报道美国北克罗里达州一家公司发明了一种叫Synthetic Moissanite的合成物质,即将取代合成立方氧化锆而成为钻石更好的代用品.这种合成物质的主要成份是碳化硅(α-SiC),并含有一些微量杂质,如铝、铁、钙、镁等.合成碳化硅是一种新型仿钻石材料,目前已在国内市场出现,本文主要对其合成技术及鉴别方面的情况进行介绍.     

新型钻石仿制品合成碳化硅的发现及其鉴定特征

最近,笔者在鉴定一位顾客送检的样品时,发现了新型钻石仿制品-合成碳化硅. 合成碳化硅这一名词人们并不陌生,它用作磨料已有多年的历史,但合成作为钻石代用品的大颗粒宝石级碳化硅还是近两年的事.有关合成碳化硅的最早报道见于一九九六年底和一九九七年初的国外两家杂志.苑执中对合成碳化硅的宝石学性质作过系统研究,在北京九八国际珠宝学术年会上进行了交流.现将这颗合成碳化硅的发现经过和鉴定特征介绍给广大读者,以引起钻石从业人员及质检部门的重视.     

真假宝石鉴别七法

一、成分鉴别法天然宝石是铝硅酸盐类结晶体,钻石是碳晶体,水晶则是二氧化硅晶体。仿造宝石是玻璃或含成树脂类的熔融体。人造宝石则是钛类晶体。因之可用化学分析或晶相分析来确定。     

当前合成宝石国际市场的发展动态

合成宝石指与天然宝石物理化学性质相同的人造合成宝石.目前,市场上常见的合成宝石有:合成钻石、合成红宝石、合成蓝宝石、合成祖母绿、合成尖晶石、合成金红石、合成欧泊、合成紫晶等.常见的制作方法有焰熔法、熔融法、水热法和助熔剂熔化生长法,其中,以水热法生长工艺最为复杂,合成出来的晶体在外观方面更接近优质天然宝石,因而在国际市场上更受消费者欢迎,价格也相对较高.     

人工合成宝石的价值与价格

众所周知,作为宝石应具有"美丽"、"耐久"和"稀少"三要素,有的人认为应有八要素,它们是"美丽"、"高硬"、"稀少"、"透明"、"稳定"、"出奇"、"无害"和"重量与大小 ",人工合成宝石除了"稀少"这一点外,其它要素都具有. 我们在合成宝石时,总是要求合成宝石尽可能地与天然宝石接近,越逼真越好,并且要求达到天然宝石的最高档品,所以,人工合成宝石不仅颜色漂亮、透明度好、硬度高、晶体大,而且没有裂、没有咎、质量好,可以做到色泽艳丽、纯净无瑕、质地优良,相当或超过相应的天然宝石的高档品,几乎达到了与天然宝石高档品真假难辨的境地.     

合成碳硅石的热导率和热惰性

由美国克瑞公司开发研制生产,美国C3公司统一加工销售的合成碳硅石,已进入中国珠宝市场.C3公司宣传这种产品是"独特的、在实验室中生成的新宝石".     

金刚石,单一元素的宝石

钻石的化学成分是碳,这在宝石中是唯一由单一元素组成的,属等轴晶系。常含有0.05%~0.2%的杂质元素,其中最重要的是N和B,他们的存在关系着钻石的类型和性质。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明,由于微量元素的混入而呈现不同颜色,强金刚光泽。折光率2.417,色散中等,为0.044。均质体。热导率为0.35卡/厘米/秒/度。用热导仪测试,反应最为灵敏。硬度为10,是目前已知最硬的矿物,绝对硬度是石英的1000倍,刚玉的150倍,怕重击,重击后会顺其解理破碎。解理完全,密度3.52克/立方厘米。钻石具有发光性,日光照射后,夜晚能发出淡青色磷光。     

一粒经辐照处理的蓝色钻石的鉴定特征

曾在日常检测中遇到一粒蓝色钻石,经宝石显微镜、紫外荧光灯、红外光谱仪、紫外-可见光光谱仪测试,结果显示:样品在宝石显微镜下具有钻石特征,但缺陷处颜色深,并且样品具有暗红的荧光。红外光谱显示该钻石属于ⅠaAB型钻石,紫外-可见光光谱测试发现样品具有739.9nm吸收峰,揭示了样品经过了辐照处理。     

钻石颜色分级的定量探讨

钻石的颜色是钻石质量评价4C(颜色color,净度clarity,切工cut,重量carat)的重要标准之一.目前钻石的颜色分级仍然依靠经验丰富的专业人士,利用人眼对颜色的分辨率或市场上钻石分级比色石来进行.但此种方法带有主观性.为了将钻石颜色分级工作变得客观、准确,应用色度学CIE1931系统,主要通过海洋公司生产的USB4000光纤光谱仪对I-MN色级共55颗钻石进行测试,将宝石颜色量化来探讨钻石颜色测试的可行性.实验表明,运用色度学原理,不同色级钻石的参数具有一定的规律,建立将钻石颜色量化的体系,将不同色级钻石的颜色进行量化,并运用到实际分级工作中具有一定的可行性.     

钻石的仿制品——白钨矿

天然白钨矿与合成白钨矿都是钻石仿制品,查清其鉴定特征,对区分真伪极为重要。一、天然白钨矿特征产出特征：白钨矿主要产于酸性岩浆与富钙沉积岩的接触交代矿床中,如矽卡岩。天然产出的宝石级白钨矿很少,大的自形程度好的白钨矿晶体多产于含钨的高温热液石英脉中。在含钨石英脉晶洞中,宝石级白钨矿与黑色电气石、磷灰石共生。 在全球内,白钨矿分布不广泛,10ct以上的能用来切磨成宝石的白钨矿就更少了。尽管大的宝石级白钨矿少见,但已有报导在如下地方有宝石级白钨矿晶体产出：     

美国钻石销售急剧增加

在美国的零售市场上,钻石首饰的销售持续走强.戴比尔斯的报告称美国钻石首饰的销售在7月份比 1999年同期增8%,全年增11%,走势远好于其它耐久消费品.     

蓝色钻石的宝石学特征及鉴定

蓝色钻石是著名的稀有宝石之一,著名的Hope钻石就属于这一品种。天然的蓝色钻石属于IIb型,产量极少。蓝色钻石因其美观性与稀有性价格极高,大多出现于拍卖市场。但是随着人们对钻石的需求逐渐增加,一些合成或经过改色处理的蓝色钻石渐渐进入市场。对合成钻石和改色处理钻石的致色机理分析可对鉴定提供一定的理论依据。研究结果显示,HPHT合成蓝色钻石与辐照改色钻石外观上与天然蓝色钻石较难区分,需借助拉曼光谱、红外吸收光谱以及UV-Vis-NIR吸收光谱鉴别。通过对前人研究结果的整合与分析,HPHT合成钻石具有特征拉曼谱峰与红外吸收组合谱;辐照改色处理钻石具有UV-Vis-NIR吸收光谱特征吸收谱线。     

消费者误以为人造的就是假的,人造钻石认知度低

尽管与人造水晶相比,人造钻石不具备价格优势,但是人造钻石却比天然钻石价格低一半,但这也把消费者带入了一个误区,不少消费者会认为人造钻石就是假钻石.北大宝石鉴定中心资深鉴定师、评估师何志红告诉北京商报记者,天然钻石和人造钻石都是由碳原子构成的,并且是按照相同的晶体点阵排列,所以它们具有相同的物理性质.     

HTHP合成钻石在首饰中的鉴别特征（上）

采用宝石显微镜、红外光谱仪、X荧光光谱仪、紫外-可见光分光光谱仪、紫外荧光灯、Diamond View等对HPHT合成钻石做了较详细的测试与分析。结果表明：这些HTHP合成钻石具有较为一致的黄色,放大检查可见合成钻石内部含有大量棒状、柱状、细小微粒状的铁镍合金包裹体,这些合成钻石几乎都有磁性甚至有些磁性较强。HTHP合成钻石的红外反射光谱非常特征均具有明显的1131cm-1的吸收峰,为Ib型钻石（此类钻石在天然钻石中极少见到）。HTHP合成钻石在X荧光光谱仪下有强烈的铁峰和镍峰,并且在短波紫外线下多数具有绿黄色荧光。HTHP合成钻石在Diamond View下具有不同程度的黄绿色荧光,个别具有黑十字现象。     

HTHP合成钻石在首饰中的鉴别特征（下）

采用宝石显微镜、红外光谱仪、X荧光光谱仪、紫外-可见光分光光谱仪、紫外荧光灯、Diamond View等对HPHT合成钻石做了较详细的测试与分析。结果表明：这些HTHP合成钻石具有较为一致的黄色,放大检查可见合成钻石内部含有大量棒状、柱状、细小微粒状的铁镍合金包裹体,这些合成钻石几乎都有磁性甚至有些磁性较强。HTHP合成钻石的红外反射光谱非常特征均具有明显的1131cm^-1的吸收峰,为Ib型钻石（此类钻石在天然钻石中极少见到）。HTHP合成钻石在X荧光光谱仪下有强烈的铁峰和镍峰,并且在短波紫外线下多数具有绿黄色荧光。HTHP合成钻石在Diamond View下具有不同程度的黄绿色荧光,个别具有黑十字现象。     

彩色钻石的奥秘

彩色钻石包括黄色、褐色、红色、粉红色、蓝色、绿色、紫罗兰色、黑色等.大多数彩色钻石颜色发暗,强一中等饱和度的、颜色艳丽的彩钻极为罕见.彩钻一是由于微量元素N、B、H原子进入钻石的晶体结构之中而产生颜色;另一种原因是晶体塑性变形而产生位错,缺陷,对某些光能吸收而使钻石呈现颜色.     

话说化学气相沉淀法(也称CVD法)合成钻石

化学气相沉淀法,英文名称Chemical Vapor Deposition,简称CVD法,可以用于人工合成钻石.最近,由于技术的突破,可以生产出大颗粒的钻石,国检中心在近期日常委托检验中,陆续发现了两批次CVD合成钻石,证明CVD合成钻石已经进入国内市场,引起了大家的关切.笔者从宝石人工合成的角度,介绍一下化学气相沉淀法(也称CVD法)合成钻石的技术.