钻石的类型和特征

后勤部长

二、钻石的类型和特征
　　(一)、Ⅰ型 和Ⅱ型钻石
　　根据钻石成分中氮元素的存在形式及物理性质的差异钻石可分为：
　1．Ⅰ型：能透过400-300nm的紫外光，并在红外区显示与N相关的吸收带，根据N的分布可分为：
　　 Ⅰa型：N以小片晶形式存在于钻石晶体结构中；
　　 Ⅰb型：N以分散状形式存在于钻石晶体结构中；
　2．Ⅱ型：能透过低到220nm紫外光，并在红光区无明显吸收带，自然界含量少，且形态为不规则状，著名例子是库里南和塞拉利昂之星。按不同的电学性质分为：
　　Ⅱa型：不导电，具有最高的导热性，室温下至少是铜的五倍，在短波紫外光下不发磷光；
　　Ⅱb型：半导体，短波紫外光下发磷光。

表 1-2 Ⅰ型和Ⅱ型钻石特征表

性质	Ⅰa型	Ⅰb型	Ⅱa型	Ⅱb型
含氮	较多，达0.1%-0.3%，N在晶体中成小片状	较少，N在晶体中成分散状	不含N或含N极少	不含N或含N极少
对于紫外线	透射到300nm，短于300nm被吸收	透射到300nm	透射到250nm	透射到250nm
荧光性	紫外照射常有蓝色荧光，有时有绿、黄、红等色	同Ⅰa	大多数没有荧光	同Ⅱa
磷光性			紫外照射后无磷光	紫外照射后有磷光
导电性	不导电	不导电	不导电	半导体
其它	占天然金刚石产量的98%，无蓝色宝石金刚石	绝大多数人造金刚石，天然金刚石中极少，仅占0.1%	Ⅱ型金刚石数量极少，但巨大的宝石级金刚石（重达几百克拉以上）都是Ⅱ型。Ⅱb型常为蓝色

　　（二）、Ⅰ型钻石中氮的形式
　　氮取代钻石晶格中的碳原子的形式相当的多样，不同的形式还会引起钻石物理性质的变化，目前已经知道，N 至少以五种不同的形式存在于钻石的晶格中：
　　（１）孤氮
　　氮在晶格中以单原子形式出现，取代一个碳原子位置，并被其它的碳原子包围。孤氮具有1130cm - 1  的红外吸收。以孤氮形式为主的钻石称为Ⅰb 型，。天然的Ⅰb 型钻石很少，仅占Ⅰ型钻石总数的0.1% 左右，但是合成钻石，如不经特殊处理，都属于Ⅰb 型。
　　（２）双原子氮（A 集合体）
　　两个氮原子代替晶格中两个相邻的碳原子，并形成缔合体稳定下来，这种形式被称为A 集合体。A 集合体能导致在蓝光区478nm 的弱吸收和红外光1282cm -1 吸收。这类钻石名称为
ⅠaA 型。
　　（３）三原子氮（N3 中心）
　　三个氮原子取代三个相邻的碳原子，组成三角形的原子团，并在三角形原子团的中央产生一个结构空位形成所谓的N3色心。N3色心导致在紫光区的吸收，是钻石产生黄色体色的主要原因。这类钻石称为Ⅰa 型或ⅠaA/B 型。
　　（4）Ｂ集合体
　　4-9 氮原子占据晶格中相邻碳原子位置，并伴随有一个结构空位，在红外光区产生1175cm-1的吸收 ，这类钻石属ⅠaB 型。
　　（５）片晶氮
　　片晶氮是几个原子厚的扁平层，被周围Ｃ原子包围，两者之间的结构关系尚不清楚，在电子显微镜下可直接观察到这种"片晶"，其红外吸收峰约为1370cm-1 ，准确的红外吸收峰位取决于片晶氮的大小，片晶氮愈大，波数愈小。这类钻石也属于ⅠaB ，或称为ⅠaB 。钻石中片晶氮吸收和B 集合体吸收常同时存在。

　　（三）、Ⅱa 和Ⅱb 型钻石

　　天然的不含氮的Ⅱ型钻石相当稀少，在所开采出的钻石中仅占2 % 左右，在Ⅱ型钻石中，有少量钻石具有更为特殊的性质：如短波紫外光下具有蓝色或红色磷光，和较高的电导率（半导体），具有这些性质的Ⅱ型钻石和被进一步划分成Ⅱb 亚型。Ⅱb 型的钻石大约仅占Ⅱ型钻石的0.1% ，所有蓝色的钻石都属于Ⅱb 型钻石。
　　大多数的Ⅱ型钻石属于Ⅱa 型。目前所发现的许多大钻，如库里南和塞拉利昂之星等，都属于Ⅱa 型的钻石。Ⅱa 型钻石为白色、褐色 。

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