1、1钻石的基本常识一. 概况 钻石是金刚石中可用作宝石的一部分,它形成于地球深处 130-180,形成温度为 900-1300,压力为(4560)10 的八次方帕斯卡。 钻石属等轴晶系,是光性均质体,常见八面体,菱形十二面体,立方体晶形。 钻石产地居前五位的生产国依次为澳大利亚,扎伊尔,博茨瓦纳,俄罗斯,南非. 二. 钻石的物理化学性质 1. 物理性质 折射率:2.42 色散:0.044 比重:3.52 硬度:10 光泽:金刚光泽 解理:4 组完全解理 吸收光谱:紫区 415.5mm 处有吸收带 亲油性:钻石具亲油性,疏水性. 导电性:多数钻石为绝缘体,少数b 型天然蓝钻为半导体 导热性: 钻石
2、的导热性极佳,a 型钻石尤其高,常温下是铜的 56 倍 热膨胀性:钻石的热膨胀性极低,温度的突然变化一般不会导致断裂 热稳定性:钻石在有氧环境中加热至 650既缓慢燃烧而变为二氧化碳气体,在无氧环境中达到1800既转化为石墨。 2. 化学性质 化学成分:碳 C 化学稳定性:对于标准化学腐蚀剂,如硝酸和硫酸,钻石具有很高的稳定性但在 CrSiO4 中加热至 200 摄氏度,可是钻石变成 CO2,此外,在硝酸钾中加热至 500 摄氏度或更高,可使钻石的晶体表面出现三角凹痕。 三. 钻石的分类 根据钻石中所含微量元素的种类和含量,可把钻石分为两个类型,四个亚类: 1.型:又分为a 型和b 型 自然界
3、中大部分钻石属于 型 2.型:又分为 和b 型 钻石的鉴别一. 放大镜检查 1. 钻石的色散为 0.044,有些仿制品如钛酸锶和合成金红石等的“火彩“远比钻石足,有些如钇铝榴石(YAG)则远不如钻石 2. 钻石为单折射,许多仿制品如锆石,合成金红石呈双折射.可用放大镜来观察钻石腰棱是否有重影来判别是否呈双折射 3. 可看透性:将裸钻台面朝下,尖底朝上放置在有字的纸上,如是仿制品,一般明显可见纸上的字(折射率低),如是钻石,由于其高的折射率,一般从底部看不透纸上的字.这种方法主要适用于按标准比例切磨的圆钻上,但若钻石沾到液体,如水,酒精等,则钻石将具可看透性 二. 硬度检测 由于钻石的高硬度,故
4、钻石切磨后,应棱角分明,无破损及划痕 三. 用直径与高度计算钻石重量的公式 由于钻石一般的切割率较有色宝石标准,故可用公式来计算其重量.人造模仿品因比重较大,计算2出的重量和实际的重量会相差较大,如差值大于 20%,则可怀疑是仿制品. 计算公式:(重量单位:克拉;长度单位: mm) 圆形:重量=平均直径的平方高度0.0061 椭圆形:重量=平均直径的平方高度0.0062 心形形:重量=长宽高0.0059(长:宽) 祖母绿形:重量=长宽高0.080(1.00:1.00) 0.092(1.50:1.00) 0.0100(2.00:1.00) 0.0106(2.50:1.00) 马眼形:重量=长宽高
5、0.00565(1.50:1.00) 0.00580(2.00:1.00) 0.0085(2.50:1.00) 0.00595(3.00:1.00) 梨形: 重量=长宽高0.00615(1.25:1.00) 0.00600(1.50:1.00) 0.00590(1.66:1.00) 0.00575(2.00:1.00) 四. 热导仪 这是目前鉴定钻石最有效,最普遍的工具,但对莫桑石无效. 五. 吸收光谱 钻石明显的吸收光谱为紫区 415.5mm 处有明显吸收带 六. X-射线 钻石具有低原子量,X-射线可轻易的穿透碳原子,即钻石对于 X-射线是透明的. 方法:在一个有 X-射线源的实验室内,将
6、宝石放在摄影胶片上,用 X-射线照射,钻石会使 X-射线通过并使胶片曝光,而仿制品则吸收 X-射线,其下的胶片不曝光. 七. 显微镜下观察 1. 钻石由于极高的硬度,碾磨后刻面极光滑,棱线锐利,一般仿制品则棱线较圆滑,甚至有碰伤缺口,刻面不如钻石光滑. 2. 真钻腰部可见毛发状的毛边,仿制品腰部范围内常见斜纹 3. 钻石在切磨过程中为保留重量,常在腰部下方保留一些钻石原来的结晶面,这些结晶面上常会含有三角凹痕,平行槽痕等. 4. 钻石内部常含角状包体,仿制品内部常含圆形气泡 5. 标准切磨的钻石,小面排列几乎完全对称,仿制品由于成本低,常用机器自动切磨,小面排列常不对称. 6. 钻石的抛光痕迹
7、不明显,其高硬度使得它只能在一定晶格上抛光,不同刻面上的抛光痕迹的方向不同,仿制品所有刻面(至少在交棱处)的抛光痕迹通常是一个方向. 7. 钻石常具内部透明稳,一适当角度照射时,一些细微而直的线和面贯穿钻石内部. 8. 亭部闪烁检验:用镊子或宝石夹将宝石亭部朝上放在显微镜光井上缘,在黑场照明下,前后轻轻摇动宝石观察来自亭部刻面的色散“闪烁“色.钻石及主要仿制品的“闪烁“色分别是: 钻石:大约相等的橙色,蓝色; 立方氧化锆:主要是橙色闪烁; 钇铝榴石:主要是蓝色和紫色; 钆镓榴石:同钻石“闪烁“色. 3钻石的仿制品这里将钻石的仿制品分成三类来做比较. (一) 第一类,光学性质(折射率,色散)与钻
8、石相近1. 立方氧化锆 立方氧化锆是人造宝石,又被称之为苏联钻(这个称呼不恰当).它的折射率为 2.15,色散为0.060,于钻石相近. 区别方法: 1) 硬度 8.5,小于钻石,仔细观察,小面棱,角有些磨圆,小面上常出现刻痕. 2) 相对密度 5.95,是钻石 3.52 的 1.69 倍,用称质法可区别钻石. 3) 透视效应不同,即将立方氧化锆台面向下,放在直线上,可见到一根断续线,而钻石看不到直线. 4) 亲油试验中,用亲油笔划线,线断续出露,而钻石应为直线. 5) 用热导仪测试,无反应. 2. 轧镓榴石(GGG) 是人造宝石,折射率 2.02,色散 0.045,于钻石很接近. 区别方法:
9、 1) 硬度 6.5,远低于钻石,因而小面上有擦痕,棱角有磨圆痕迹. 2) 相对密度 7.05,远远高于钻石,是钻石的 2 倍,手掂有沉重感,可用静水称质法侧得. 3) 长波,短波紫外线下会发橙色或黄色的荧光,而钻石发蓝白色荧光. 4) 热导仪测试,无反应 3. 钇铝榴石(YAG) 是人造宝石,无色透明,折射率为 1.83 区别方法: 1) 硬度 8,低于钻石,在放大镜下观察,小面有擦痕,棱角显示某些磨圆 2) 倾斜法观察:将钇铝榴石台面朝上,对着暗背景观察,慢慢将他从观察者角度向外倾斜,会在台面离观察者最远的部分出现一个暗窗,小三角形,钻石无此现象. 3) 热导仪测试,无反应. 4. 钛酸锶
10、 是人造宝石,又被称为瑞士钻,其折射率为 2.41,于钻石极相近,色散 0.19,比钻石大的多,故闪光的彩色更浓丽. 区别方法: 1)硬度 5.5,放大镜下观察,小面上有擦痕,棱角磨圆. 2)相对密对 5.13,高于钻石 1.46 倍,手掂有沉甸感,可用静水称质法侧得. 3) 热导仪测试,无反应. 5. 碳硅石 即碳化硅,又称莫桑石,是近年来才流行于市场上用于仿钻石的一种宝石. 1)它属六方晶系,在偏光镜下,呈四明四暗现象,而钻石属等轴晶系,无此现象. 2)它的折射率为 2.65-2.69,有双折率,钻石无. 3)色散为 0.104,大于钻石,闪光比钻石好 4)比重为 3.22,硬度 9.25
11、,都略小于钻石. 5)有导电性,且内部常见由白点组成的线状物. 6)导热性很好,故用热导仪有反应,不能区别. 4(二) 第二类,仿制宝石. 1. 锆石 切磨后的锆石,其闪光程度和火彩很相似. 区别方法: 1) 锆石的双折率为 0.059,由顶面向下观察,可见到亭部的面和棱有明显的双影,这在钻石(均质体,单折射率)上绝对不会有. 2)锆石的硬度 7.5,放大镜下观察,小面棱和角磨圆状. 3)倾斜法观察,会见到一小暗窗. 4) 热导仪测试,无反应. 2. 合成金红石 无色透明的合成金红石,其折射率 2.61,略高于钻石,看上去晶莹闪亮很像钻石,它的色散 0.39,远高于钻石,因此闪光过于艳丽. 区
12、别方法; 1) 双折率高 0.287,从顶面观察可见到亭部的面和棱显示出双影. 2) 硬度 6.5,小面棱角有磨圆痕迹. 3) 热导仪测试,无反应. (三) 第三类,折射率较低,外观与钻石不太相近,但也用作宝石的仿制品. 1. 蓝宝石 无色透明的蓝宝石,无论天然的或合成的都可用作钻石的仿制品. 区别方法; 1) 由于其折射率低 1.76,色散 0.018,因而闪烁光芒不强烈. 2) 浸入二碘甲烷密度液中,蓝宝石的折射率与二碘甲烷(1.745)相近,因而变得几乎消失,看不清轮廓,而钻石浸入该液中,边缘暗黑,轮廓分明. 3) 用倾斜法试验,可见到较大的暗窗. 4) 若单个宝石,可用折射仪测定折射率
13、为 1.76. 5) 蓝宝石是很好的热传导体,因而热导仪测试有反应,不能区别 2. 托帕石 天然无色透明托帕石,也可用作钻石的仿制品. 区别方法: 1) 折射率低 1.61,色散低 0.014,无钻石般的光芒. 2) 用放大镜检查,有时可见水滴形,圆形两相包体. 3) 用透视法,可见到连续的直线. 4) 热导仪测试,无反应 5) 若单个宝石,可用折射仪测定折射率 3. 合成尖晶石 无色透明的尖晶石,内部包含物少,有时充作钻石的仿制品. 区别方法: 1) 折射率低 1.727,色散低 0.020,因而光泽不像钻石闪闪诱人. 2) 若单个宝石,可用折射仪测定折射率 3) 硬度 8,可见刀削面棱角没
14、有钻石平直,尖锐. 4) 倾斜测试,可见到明显的暗窗. 5) 透视效应,可见到连续的直线. 6) 短波紫外线下,显示浅绿白色荧光. 57) 热导仪测试,无反应. 4. 水晶 无色水晶,经仔细琢磨,发出闪光,也可作钻石的仿制品. 区别方法: 1) 折射率更低 1.544,色散 0.013,因而火彩,闪光都较差. 2) 硬度 7,小面棱角有磨圆痕迹. 3) 透视效应,可见到连续的直线. 4) 热导仪测试无反应. 5. 铅玻璃 是廉价的钻石仿制品,也是钻石仿制品的元老.很容易识别. 区别方法: 1) 折射率低 1.4-1.7,色散低 0.031,不具钻石火彩外表. 2) 硬度 5,小面棱角有明显磨圆
15、痕迹,小面上明显擦痕. 3) 加工较粗糙,琢磨不标准,小面数不全(不足 58 个). 4) 导热性能差,触感有温感,热导仪测试无反应. 5) 仔细观察,会见到圆珠状气泡. 6. 拼合石 它是由两种宝石粘合在一起组成,仪仿冒钻石. 常见的拼合石有: 1) 钻石冠部粘合到水晶或无色蓝宝石亭部上的拼合石. 2) 无色蓝宝石冠部粘合到碳酸锶亭部组成的拼和石. 区别方法: 1) 仔细观察能发现接合面上的反射现象,在台面上平放一个物件,如大头针,可看到两个反射影像,一个来自台面,一个来自接合面. 2) 仔细观察冠部与亭部的闪光差异,若是拼合石,冠部与亭部闪光不同. 3) 热导仪测试冠部与亭部,若冠部是钻石
16、,亭部是其他宝石,则仅冠部有反应. 宝石 折射率单折射（ SR）双折射（DR ） 比重 色散 硬度 鉴别特征 备注钻石 2.714 异常 DR 3.52 0.44 10高色散、金刚光泽，腰部毛边状，含“原晶面” 无表面划痕钇铝榴石（YAG） 1.835 SR 4.50-4.60 0.028 8-8.5色散弱，比重大，含小气泡内含物钆镓榴石（ GGG) 2.03 SR 7.00-7.09 0.045 6.5-7 硬度低，易损，比重大合成立方氧化锆 2.09-2.18 SR 5.60-6.00 0.060 8-8.5色散常常“太足” ，比重大通常不含包裹体，或见成串气泡状包裹体钛酸锶 2.409
17、SR 5.13 0.190 5.5 异常强的色散，硬度低，易损，比重大，含气泡这些宝石在比重为 3.52 的重液中均快速下沉；也可观察大小与重量之比6合成金红石 2.616-2.903 DR 4.25 0.330 6.5极强的色散，强的双折射现象，比重大，抛磨刻痕常见，边棱部易损锆石 1.92-1.98 DR 4.00-4.69 0.039 7.5强的双折射，比重大，抛磨刻痕常见，棱部易损，含矿物包裹体用放大镜或偏光镜观察双折射现象合成及天然蓝宝石 1.76-1.77 DR 4.00-4.69 0.039 9弱双折射，中等光泽，矿物和液相包裹体合成尖晶石 1.73 异常 DR 3.64 0.020 8 气包、异常双折射托帕石 1.61-1.62 DR 3.53 0.014 8 弱色散、中等光泽，弱双折射率绿柱石 1.57-1.58 DR 2.72 0.014 7.5-8 弱色散，两相包裹体用折射仪来测量折射率值
