鉆石顏色的分級定量分析

摘 要：鉆石是世界上最珍貴的寶石，決定鉆石價值高低的首要因素是鉆石的顏色，目前鉆石顏色的等級劃分通常需要有經驗的專業人士進行劃分，容易受到外界環境的影響，本文主要研究鉆石顏色的分級定量分析，希望能為相關人員帶來一些幫助。

關鍵詞：鉆石顏色；等級；色度學

鉆石學研究中寶石鑒定一直是一個重要環節，目前國內外市場上充斥著各種各樣的鉆石，傳統鉆石等級鑒定方法不能準確的鑒定出天然寶石以及仿制品，本文主要研究采用色度學通過光譜檢驗儀器定量分析鉆石顏色等級劃分。

1 鉆石顏色鑒定現狀

鉆石眼色是決定鉆石價值的首要因素，目前的寶石級鉆石主要是無色、微黃色、淺黃色等，對于鉆石眼色等級的劃分通常采用的方法為比對發，誤差較大。鉆石的形成需要特定的環境，因此通過鉆石的物理化學形式能夠推斷內部結構，這就是寶石定量分級的原理。

目前鉆石鑒定儀器主要包括折射儀、偏光儀、顯微鏡等，鉆石微觀的物理性質主要通過大型鑒定儀器如電子探針、紅外光譜儀、紫外光可見光光度計等定量分析。在實際的應用中應用最為廣泛的方法是光譜分析法，這種方法能夠從微觀層次方面定量分析鉆石質量，能夠得到更加具有準確性的數據，在可見光的范圍內，測得反射率，依照色差最小原則對鉆石顏色分類。國際上優化處理鉆石顏色的方法有熱處理法，輻照法、高溫高壓閥以及鍍膜法等，電子輻射實驗是對各類鉆石分批輻射，在對處理后的鉆石樣本進行FTIR測試，熱處理是指對鉆石采用高溫高壓措施，通過輻照、高溫高壓處理等能夠適當改變鉆石的顏色。

2 鉆石顏色的定量測試實驗

鉆石顏色定量測試主要包括鉆石表面輻射特性測量、鉆石色度表征測量等。本實驗采用世界海洋光學公司生產的USB4000光纖光譜儀，內置先進的探測器和強大的高速電路系統，能夠依照溫度的變化矯正，兼容Linux，具有強大的電子系統，可通過USB2.0接口與電腦連接，不需要預熱以及冷卻過程，安裝方便，人機互動強，能夠調整譜圖。

光源是指能夠發出一定范圍內的電磁波的物體，主要分為線光源、激發光光源以及連續光源，合適的光源是指不含紫外線的白色人造光源，目前各國對于鉆石等級劃分需要的光源有著明確的要求，我國要求比色燈色溫為5500～7200K，由于光譜測量由于是通過樣品對光源發出的電磁波的吸收作用進行鑒定，因此照射燈源應選擇具有一定強度的連續燈源，在選擇燈源的過程中還需要注意輻射區域滿足實驗的要求，避免雜散光的影響，在此燈源為D65，測量波長范圍在380nm～700nm，光纜為全息凹面光纜，相對孔徑1/6.7，閃耀波長570nm，處于波長間隔0.12nm，積分采集時間100ms，常溫下照射鉆石，視場為2度，照明及觀測條件為反射色。為穩定光源光強，采用硅光電池作為光電轉換元件，峰值處在可見光范圍內。

鉆石光譜測量主要是反射法和直接透視法測量兩種方法，本文采用反射法測量，此方法電路簡單，便于操作，分別對鉆石樣本輻照，寶石標本為I-MN5個色級，本實驗鉆石共55顆，包括I色級12顆，MN色級9顆，L色級10顆，K色級15顆，J色級10顆。

3 實驗結果

飽滿度代表彩色光所呈現顏色的深淺或者是鮮艷程度，對于同一色調的彩色光來說，顏色越深就表示飽滿度越小，飽滿度可以使用興奮純度來表示，明度表示人眼能夠感受到的鉆石表面明暗程度的變化，光度越大表示明度越大，明度采用亮度純度來表示。

各色級鉆石色度學參數見表1所示，在數據中顯示黃色鉆石和淡黃色鉆石的波長集中在550nm～590nm，數據顯示所測得鉆石眼色為黃色，與肉眼觀察相一致，主波長的變化隨著隨著色級的增加而呈現遞減趨勢，隨著色級的增加，興奮純度呈現大體上升的趨勢，藍色鉆石隨著色級的增加逐漸減小，紅色和綠色有增加趨勢，從亮度純度上來看，隨著色級的增加亮度純度也逐漸增加。

將試驗所測得的各個點級投入到色品圖中，將光源D65所對應的坐標與所測得的點相連并延長，相交的點對應的波長為570nm，表明鉆石顏色微黃色，將色品圖放大，見圖1所示，靠近馬蹄形圖主波長表明飽和度越高，從圖1中可以看出保護度大小為MN>L>K>J>I。

鉆石可見光光譜見圖2所示，鉆石標本具有N2（453、480）和N3（396、405、417）兩個吸收峰，雖然417nm處的吸收峰要強于480nm處的吸收峰，但是人眼對于480nm處的吸收峰要更加靈敏，因此對于鉆石顏色的等級來說，N2產生的影響要高于N3，也就是說鉆石呈現出一種淡黃色。從圖2中可以看出吸收峰從強到弱的順序為MN>L>K>J>I，與鉆石等級的排序相同。運用色度學原理，采用發射法實驗測定鉆石色度學參數、可見光管普以及色品圖，能夠有效的歸納和總結鉆石色級信息。

4 結束語

綜上所述，本文主要論述了采用光譜檢驗儀器定量分析鉆石顏色等級劃分，這種方法往往需要在大型實驗室內測試，在鉆石顏色的分級定量中，還可以采用鹵鎢燈作為測試燈源，采用透射法劃分鉆石顏色等級，還可以采用積分球光學儀器，能夠消除不同尺寸因素對鉆石的影響，隨著科技的不斷進步，以后還會有新的技術應用到鉆石顏色的劃分中，這些還需要更多的人努力去研究。

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作者簡介

秦宏宇（1970-），男，漢，河南許昌人，講師，碩士，研究方向：從事地質、寶石材料方面研究。