五、钻石的优化处理及鉴别
钻石的处理方法包括四个方面:
* 采用辐照处理的方法,改变宝石的体色;
* 采用裂隙充填和激光钻孔的办法改善钻石的净度外观;
* 钻石的表层处理,包括表面涂层和镀膜处理;
* 钻石的拼合处理。
1、辐照处理钻石鉴别
(1) 吸收光谱:
用分光光度计在低温状态下检测钻石的吸收光谱是鉴别辐照处理钻石的关键。低温条件可用冷却的液氮获得。
辐照处理过的黄色、橙色或褐色钻石中,出现496nm 、503nm 、595nm 吸收峰。辐照处理的钻石经高温加热时595nm 逐渐消失,同时产生1936nm 、2024nm 两条新的吸收线。595nm、1936nm和2024nm三条中的出现任何一条吸收线可作为处理钻石的鉴别特征。
辐照处理的蓝色或绿色钻石在红区末端出现741nm 吸收线。但天然的绿色钻石也可以具有该吸收线。处理过的粉红色、紫红色钻石的特征吸收线为637nm ,同时还可出现595nm 、575nm 吸收线。其中637nm吸收线为粉红色处理钻石的诊断线。
(2) 颜色分布特征:
辐照处理的钻石在表面的面棱处常呈暗色标记。如用回旋加速器处理的钻石,颜色仅在表层,并且颜色分布式样与辐照方向有关。从亭部方向对圆明亮式琢型的钻石进行轰击后,从台面观察时,可见颜色围绕亭尖呈"伞状"分布,或称伞状效应。当辐射是从冠部方向开始时,则环绕腰棱可见一深色环。如果从侧面轰击钻石,侧面靠近辐射源一侧颜色加深。
| | 图3-1-30 | 图3-1-31 | 辐照处理颜色分布不均匀 | 辐照处理钻石颜色呈"伞状"效应 |
(3) 导电性:
天然Ⅱb 型蓝色钻石呈半导电体,辐照处理的蓝色钻石不具有导电性。
(4)其他
对于用镭处理的钻石,常显示强的残余放射性,可用盖革计数器检查出来,或者将这种被处理的钻石置于照相胶片上一段时间,感光后胶片上可出现模糊的钻石图像,该图像是因钻石中具有放射性所致。 2.高温高压处理钻石的鉴别
(1) GE、POL钻石
1999年3月1日,POL美国公司宣称GE公司将褐色钻石改变成色级较高的钻石。同年5月由LKI的子公司POL在比利时销售。后由GIA经过多次与该公司沟通。用激光在处理钻石的腰棱上打上"GE POL"字样。这类钻石利用高温高压将褐色钻石改变成色级较高的钻石,处理方法的细节尚属保密。
GIA对858颗处理钻石鉴定后得出结论:
类型:绝大多数(99%)为Ⅱa型钻石。
重量:2/3大于1ct-2ct重量在0.18-6.66ct,平均1.69ct。
琢型:86%花式琢型,14%±为圆多面型。花式琢型主要为椭圆,橄榄形和梨形,为保重而设计。
颜色:处理前大部分为褐色,处理后28%样品带褐色或灰色调,处理后80%为无色或近
无色,从D到G色级。20%色级为H至K,极少数为L-N。
净度:处理前选择净度级别高的钻石进行处理。61%±为IF或VVS1,39%为VVS2、VS1、VS2,仅几粒为SI或P。
内部特征:纹理:可见轻微至明显的内部纹理,有时产生"白色"处理,也有呈褐色,45%呈雾状外观(纹理对光散射作用造成)。晶体包体:多为石墨,具有应力裂隙或应力晕。
愈合裂隙:局部可见愈合裂隙,似红蓝宝石中"指纹状"包体。解理:解理内含有黑色石墨物质。
应力:正交偏光下,大部分钻石显中至强的带状或斑纹状的应力消光特征。 (2)诺瓦钻石-诺瓦钻石公司(Novadiamond)美国
美国诺瓦钻石公司称:褐色调的Ⅰa型钻石用高温高压处理将其改变成黄绿色钻石。(检测较困难)。
经实验表明:
T 1960℃或更高,P高于8.5Gpa稳定压力下时A心等N集合体,解体产生C心。
但A心吸收未减弱,可能有浓度少C心产生,当A心解体,C心扩散进入钻石格架中,或认为:Ns(片晶)解体时由片晶释放出C心。C心作为电子施主能级,将H3(503线)变为H2(986nm线),H2心视为高温高压处理的独特标记。
检测特征
a.LW(紫外-可见光谱中)紫外光下有极强的绿色荧光(H3),通过透射光下最大值为529nm。
b.红外测试1344cm-1处有小的C心吸收峰。 3. 表层处理钻石的鉴别
(1)为了改善体色偏黄的钻石,最古老的办法是进行表面涂色处理,以掩盖真正的体色,如在钻石的腰棱处涂上蓝墨水或其它蓝色物质,即可明显地改善偏黄的体色,这种处理方法用放大镜仔细检查或用溶剂擦拭即可鉴别。
(2)在钻石表面涂上一层有色氧化物薄膜来掩盖体色,这种涂层比较持久,在高倍显微镜下观察可见一种彩虹状的表面光泽,在强酸中煮沸几分钟亦可使其表层颜色褪去。
| | 图3-1-32 | 图3-1-33 | 涂层后的钻石呈橙红色 | 涂层后的钻石表面有划痕 |
(3)镀膜处理,即化学蒸气沉淀法(又称CVD法)。在钻石或其他材料表层以较快速度生长一层钻石膜(简称D F ),该钻石膜是由碳原子组成的具有钻石的结构、物理性质、化学性质的多晶质材料,膜的厚度一般为几十至几百微米,最厚可达毫米级。
a . 因镀膜钻石是多晶质集合体显微放大观察,具有粒状结构,而天然钻石是单晶体,表面没有这种现象;
b . 若镀上彩色的膜时,可将钻石置于二碘甲烷中观察,钻石表层会产生干涉色,类似于浮在水面的油膜;
c用大型仪器检测,如用扫描电镜、X射线形貌分析、拉曼光谱测试均能有效地将钻石膜区分开。
4.激光打孔处理钻石的鉴别
在1 0 倍放大镜或显微镜下仔细检查钻石,不难确定这种处理钻石。
(1)观察钻石表面激光孔眼处的不平"凹坑"。
(2)转动钻石,观察线形的激光孔道。激光孔道因充填物的折射率、透明度、颜色与钻石不一致而表现较为明显。
(3)激光孔充填物与周围钻石颜色、光泽存在差异。
5.裂隙充填处理钻石的鉴别
(1) 放大观察充填裂隙面具橙黄、黄绿或紫红色的闪光效应,这种闪光现象在裂隙面的不同位置可表现不同的颜色,并且随样品的转动闪光颜色可发生改变,观察时改变亮域照明或暗域照明方式,其闪光颜色由发生变化,亮域下闪光蓝绿色,暗域下为橙红色。
| | 图3-1-36 | 图3-1-37 | 充填后裂隙面可见红色闪光 | 充填后裂隙面可见蓝色闪光 |
(2) 观察裂隙面特征,包括在裂隙内可能存在的异形气泡、流动痕迹、充填物絮状结构、充填物较厚呈现的浅棕色或棕黄色等特征。
(3) 观察充填裂隙表面特征,有时部分充填物可残留在钻石表面,并且在裂隙表面处的充填物的光泽和颜色同钻石相比仍有细微的差别。
(4) 裂隙充填之后,钻石的颜色也会产生变化,在十倍放大镜下,常常会出现蒙胧的蓝紫色调。采用大型检测仪器如拉曼光谱仪、波谱仪、能谱仪、X 光照相技术等对充填物的成分物相及充填特征进行分析,显然,这种方法需要在有条件的实验室里,由经过专门训练的技术人员指导才能完成。目前市场上出现的绝大部分充填处理钻石在常规仪器下即可鉴别。
6. 拼合处理钻石的鉴别
钻石拼合处理包括两种情况:一种是将两块小的钻石粘合成较大的钻石,另一种是将钻石作为冠部(或上部),亭部(或下部)为无色透明的蓝宝石或玻璃等材料,二者粘合在一起,在镶嵌 时往往采用包镶方法以掩盖拼合层。
(1) .要注意观察拼合层面的特点及可能存在的气泡;
(2). 要留心拼合层上、下部分光泽,包裹体的折射率及荧光差异;
(3). 将样品放置水中侧视,观察其分层现象,谨慎使用有机浸油观察,因有机质可能将拼合层溶解使两部分散开;
(4). 对圆多面形琢型的钻石的全内反射现象及比例的观察亦会得到有益的启示。
7. 合成钻石的处理
将Ⅰb 型的合成钻石在受控的高温高压条件下处理一段时间后,钻石黄色减弱,形成A中心、B中心或片晶氮。钻石类型由Ⅰb 型转化为Ⅰa 型、ⅠaAB 型。合成钻石热处理的鉴别除观察合成钻石特征外,利用红外光谱仪测试其中红外区吸收谱特征是最为有效的鉴定方法之一。 |