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(45—60)×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Ⅱb型天然蓝钻为半导体???????导热性:钻石的导热性极佳,Ⅱa型钻石尤其高,常温下是铜的5—6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.Ⅰ型:又分为Ⅰa型和Ⅰb型自然界中大部分钻石属于Ⅰɑ型????2.Ⅱ型:又分为Ⅱɑ和Ⅱb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×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.
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:???????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???????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,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.
(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.???????7)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,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 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 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 SR 5.13 0.190 5.5 异常强的色散，硬度低，易损，比重大，含气泡 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 用放大镜或偏光镜观察双折射现象 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 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 用折射仪来测量折射率值 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
钻石的基本常识
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Monday,March10,2003 No.
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