合成鉆石及改色處理鉆石的實驗室檢測方案

李圣清+等

摘 要：針對近幾年珠寶行業內的熱點問題——合成鉆石和改色處理鉆石的檢測方法進行了歸納，整理出了一套適用于珠寶檢測機構的檢測方案，分別使用紫外-可見光分光光度計、Diamondview和紅外光譜儀等對氣象沉淀法合成鉆石、高溫高壓合成鉆石、輻照處理鉆石和高溫高壓處理鉆石的各項特征進行了總結，以輔助珠寶實驗室實際檢測工作的順利進行。

關鍵詞：CVD合成鉆石；HTHP合成鉆石；輻照處理鉆石；高溫高壓處理鉆石

中圖分類號：TS933 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.001

在珠寶市場上，主要有以2種技術制造的合成鉆石，分別是高溫高壓合成鉆石（簡稱“HTHP合成鉆石”）和氣相沉淀法合成鉆石（簡稱“CVD合成鉆石”）。這兩種合成鉆石技術最早出現于20世紀50年代，因為早期合成鉆石粒度小、成本高，所以，一直未有寶石級價值。進入21世紀后，改進了HTHP合成鉆石工藝后，降低了成本，出現了少量具有寶石級價值的鉆石。隨后，CVD合成鉆石的技術也有了突破性的進展，自2012年開始，CVD合成鉆石首先由深圳進入內地市場，隨著時間的變化，不排除其他一線城市和各大省會城市也出現CVD合成鉆石。另外，隨著科學技術的發展，出現了很多優化處理鉆石的方法，激光鉆孔、裂隙充填和表面鍍膜等傳統處理方法出現得越來越少，多過程處理鉆石則越來越多。除此之外，還將合成鉆石技術與優化處理方法相結合，例如CVD合成鉆石又進行了熱處理。這就意味著鉆石的鑒定更加復雜，大大增加了檢測風險。單純的常規檢查已經不能滿足實驗室的檢測，各種大型儀器的靈活運用和綜合判斷將變得越來越重要。最近的研究表明，合成鉆石要想豐富多彩，就要經過輻照和高溫高壓處理，因此，珠寶檢測機構應明確兩種合成鉆石和改色處理鉆石的鑒定特征，并配備相關的檢測儀器，不斷提升相關工作人員的鑒定能力。鑒于此，要制訂適合實驗室檢測水平的實施細則，在鉆石分級前嚴格實施步驟排查。

合成鉆石和優化處理鉆石的出現并不可怕，它們占據市場也是歷史發展的必然要求，但如何正確認識它、鑒別它，給消費者一個確切的答案是珠寶質量檢驗機構的重中之重。根據亓利劍、宋中華等人提供的測試經驗，利用行業內常用的幾種檢測儀器，總結了合成鉆石和改色鉆石的實驗室檢測方案。其中，合成鉆石包括HTHP合成鉆石、CVD合成鉆石，改色鉆石包括輻照處理鉆石和高溫高壓處理鉆石。

1 檢測方案

建議實驗室在收到委托檢驗的鉆石后，應先通過排查流程確認是否是天然鉆石，然后再分級，排查流程如圖1所示，即判斷種屬——判斷天然與合成、判斷天然與處理（顏色）。

1.1 紫外-可見光分光光度計檢測

所有的送檢鉆石樣品都需要通過紫外-可見光分光光度計的篩查：大部分無色-淺黃色系列鉆石含有415 nm和477 nm吸收線則通過，如圖2所示；個別無色-淺黃色系列鉆石無415 nm吸收線，如圖3、圖4所示，因此，應進行下一步測試。彩色系列鉆石含有415 nm吸收線，同時，還應注意其是否含有其他吸收線，如表1所示，再進行發光圖像和紅外光譜測試。

1.2 DiamondView或陰極發光儀

天然鉆石和合成鉆石的發光圖像分析如表2所示，當鉆石呈現明顯的發光圖像時，可以幫助判斷是天然鉆石還是合成鉆石。

1.3 紅外光譜測試

紅外光譜測試可用于確定鉆石的類型，同時，提供鉆石是否經過處理的證據，如表3所示。

2 常規檢查

2.1 HTHP合成鉆石

2.1.1 顏色

常為黃褐色，偶見無色，并且經常被輻照改色成藍色、橙色、粉色、褐色和金黃色，顏色分布不均勻。合成黃色鉆石常見無色色帶，呈“砂漏”狀、“十字”狀、塊狀或條帶狀。

2.1.2 放大檢查

HTHP合成鉆石內部可見金屬包體，呈云霧狀分布的點狀包體，與生長區相對應的色帶或色塊。

2.1.3 紫外熒光

長波：HTHP合成鉆石常呈惰性。

短波：HTHP合成鉆石常呈無至中的淡黃色、橙黃色、綠黃色，不均勻，不同生長區發不同顏色的熒光，呈“馬爾他十字分帶現象”，部分有磷光。

2.2 CVD合成鉆石

2.2.1 顏色

多為暗褐色或淺褐色，也可有無色、藍色產品。在垂直晶體生長方向上放大觀察，部分CVD法合成鉆石可以看到顏色的成層分布，含N的褐色鉆石可見褐色條帶，而含B的藍色鉆石為藍色條帶。

2.2.2 放大檢查

CVD合成鉆石內部偶見深色包體、點狀包體和羽狀紋，可沿某一個面分布或雜亂分布，通常不含金屬包體。

2.2.3 紫外熒光

短波強度強于長波。早期CVD合成鉆石常見橙色-橙黃色熒光；近期CVD合成鉆石具有黃色、黃綠色熒光。

2.3 輻照處理鉆石

經過輻照處理的彩色鉆石，顯微鏡下油浸觀察，顏色僅限于鉆石表面，其色帶、色斑的分布位置和形態與鉆石琢形和輻照方向有關。

2.4 高溫高壓處理鉆石

2.4.1 放大檢查

Nova鉆石為包裹體和羽狀紋石墨化。GE鉆石常見羽毛狀裂隙，并伴有反光，裂隙常出露到鉆石表面，有時可見固體包體熔蝕現象。

2.4.2 紫外熒光

Nova鉆石顯示強黃綠色熒光，并伴有白堊狀熒光。GE鉆石短波下熒光很強。

3 結論

在現今的鉆石市場中，珠寶檢測機構應制訂適合自己的鉆石檢測方案，嚴格執行排查流程。在排查過程中，如果某一步驟有明顯特征指示其類型，便可判定；如果沒有明顯特征指示其類型，應進行下一步測試，直至得到明顯的指示特征才可判定；如果實驗室未能配備文章中提到的幾種大型儀器，應結合其常規檢查特征，綜合判定，不可盲目判定。

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作者簡介：李圣清（1986—），女，山東濱州人，工程師，工學碩士，主要從事珠寶玉石檢測方面的研究。

〔編輯：白潔〕

The Laboratory Testing Program for Synthetic Diamonds and Color Treated Diamond

Li Shengqing， Lu Wenting， Song Congcong

Abstract： This paper firstly summarizes hot issues of jewelry industry in recent years and testing methods of the synthetic diamond and color treated diamond. And a set of laboratory testing program for the synthetic diamond and color treated diamond， which is suitably applied in the jewelry inspection institutions is proposed and explained in this paper. More specifically， it employs Ultraviolet-visible Spectrophotometer， Diamondview， Infrared Spectrometer to test and characterize the synthetic diamond by CVD and HTHP， and the treated diamond by irradiation and HTHP. It is significant in practice， especially with the purpose of assisting actual testing work in the jewelry inspection institutions.

Key words： CVD synthetic diamond； HTHP synthetic diamond； Treated diamond by irradiation； Treated diamond by HTHP