钻石的主要优化处理方法钻石的主要优化处理方法.doc

钻石的优化处理 钻石(Diamond)源自希腊语“Adamas”，意思是坚硬无比、不可征服。钻石号称“宝石之王”，是四月的诞辰石、也是结婚六十周年记念宝石。　　 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。简单地讲，钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。在矿物学中属自然元素大类、非金属元素类、金刚石族。化学组要成分是C，质量分数可达99.95%；微量元素有N、B、H、Si、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、S、惰性气体及稀有元素等约50多种。这些微量元素决定了钻石的颜色、性质与类型。 通常以钻石中是否含氮元素将钻石分为两类，含氮的为Ⅰ型，不含氮的为Ⅱ型。其中Ⅰ型又分为Ⅰa型和Ⅰb型，Ⅱ型又分为Ⅱa型和Ⅱb型。 钻石的优化处理是指对品质欠佳的钻石进行颜色、净度或耐久性的优化处理。 颜色类型与成因 ⑴ 无色透明钻石 无色透明钻石不存在对可见光造成选择性吸收的色心、杂质元素和染色包体。它的成因是由于其禁带能隙过宽，超过了可见光能量上限，不能对可见光产生选择性吸收，故而使钻石呈无色透明。 ⑵ 黑色钻石 钻石的黑色成因有三个：其一是钻石由多晶集合体构成，颗粒间的暗色包体、大量界面与裂隙的存在造成了黑色；其二是单晶钻石中大量的石墨等黑色包体将钻石染成黑色。其三，辐照损伤也可以使钻石成黑色。 ⑶ 黄色 钻石的黄色由钻石中杂质元素N引起。 ⑷ 蓝色 Jib型钻石中含微量的B元素。B在晶格中替代C后形成空穴心，吸收了部分波长在500nm(绿光边缘)以上的可见光，使钻石呈现蓝色。 颜色较鲜艳的天然蓝色钻石就属于IIb型钻石，该型钻石具有半导电性。 ⑸ 粉色与棕－褐色 钻石的粉色和棕——褐色由塑形形变导致的晶格缺陷引起。 ⑹ 绿——蓝绿色 钻石的绿色和蓝绿色通常是由长期的天然辐射作用形成。在高能射线或粒子作用下，C原子进入晶格间隙，形成一些列空位——间隙原子对，这种结构缺陷引起的可见光选择性吸收是钻石呈现绿色－深绿色的主要原因。过量的辐照还可以使钻石呈黑色。 1．颜色的优化处理 ⑴ 传统方法 在钻石表面覆盖一层蓝色的高折射率涂层可以使钻石颜色提高1-2个级别；在钻石表面涂上蓝墨水、油彩、指甲油等都可以提高钻石的色级；在钻石底部附上金属薄膜也可以改进钻石色级。 ⑵ 辐照改色 这种方法是用高能粒子束照射，这样会在钻石晶体中产生色心，从而形成永久性色彩。K色级以下的棕、褐色钻石经过辐照可以获得各种彩色钻石，但该方法不能用于改善白色钻石的色级。 通常可用颜色分布判别法、吸收光谱判别法、导电性能判别法来进行鉴别。 首先，天然彩色钻石色带呈直线或三角形，并且与晶面平行；人工辐照改色钻石的颜色仅限于刻面宝石表面，其色带形状和位置与钻石琢形及辐照方向有关。其次，天然黄色钻石没有H4心或H4心不明显。含N的无色钻石经辐照和热处理后呈现的黄色起因于H3和H4心，尤其是H4心明显占优。第三，天然成因的蓝色钻石因含微量元素B而呈半导电性，辐照致色的蓝色钻石则不导电。 ⑶ 高温高压修复法 这种钻石的处理方法是，用与合成钻石相似的设备，控制样品所处的环境压强为6GPa（60亿帕斯卡），温度为2100℃左右，持续时间不超过30分钟，甚至更短时间。这样就可以得到一种高饱和颜色的绿黄到黄绿色钻石，个别样品呈黄色或褐黄色。 1988年，美国通用电气公司采用这种方法将呈灰、褐色、高净度的IIa型钻石(不到钻石总量的1%)处理成了无色、淡粉、淡蓝色的GE钻石。 这种高温高压修复型钻石一般难以鉴定，但GE钻石有时具有以下放大内部特征：内部颜色纹理、带反光的羽毛状裂纹、正交偏光下异常明显的应变消光等。 ⑷ Nova高温高压法 1999年美国诺瓦钻石公司(Nova Diamond)采用HTHP法将天然Ia型钻石中的褐色钻石处理成鲜艳的黄——绿色Nova钻石。这种钻石又称高温高压增强型钻石。 Nova钻石可发生强烈塑性变形，异常消光强烈，显示强黄绿色、并伴有白垩状荧光。 2.净度处理 ⑴ 传统的外部激光打孔法 这种方法用于消除钻石中的固态深色包体。步骤是：激光打孔、包体酸溶、有时还采用玻璃或其他透明物质充填。沿孔道壁的放射状裂纹散光、充填物与钻石折射率的区别、充填物硬度永远低于钻石，会在表面留下凹坑等特征可以找到外激光打孔的痕迹。 ⑵ KM内部激光打孔法 该方法于2000年引入，包括破裂法(裂化技术)和缝合法(裂隙连接技术)两种技术。其中破裂法是指利用激光照射加热包体，产生的应力使裂隙延伸到钻石表面，这样形成的次生裂隙与天然裂隙相似；缝合法是只能采用新的、与钻石表面平行的激光孔将钻石内部的裂纹与表面裂隙联通，然后对钻石内部包体进行处理。 ⑶ 裂隙填充法 这种方法包括吉田法，告斯法和奥德法。 （a）吉田法 　　出现