天然钻石与合成钻石的区分

2019-09-28
悦心珠宝定制

天然钻石是在地表以下200公里的深度在极端的高温(约1500。c)和高压(约50000大气压)的条件下生长的。但人们已经可以在实验室的环境下创造同样的条件来生产合成钻石。
多年来,合成钻石主要是用于工业用途,而生产大尺寸宝石级的钻石是非常复杂的。宝石级的钻石造价十分昂贵以致于一度前景黯淡。但是这十年随著苏联的解体,由于俄国紧密型廉价的”bars”技术的发展,尽管数量不大,在市场上却已经屡屡发现以这种类型的设备生产的合成钻石。
鉴别天然钻石和合成钻石已是当务之急。但这要比区别伪造钻石困难得多。天然钻石和合成钻石部是由碳原子构成的,并且是按照相同的晶体点阵排列,所以它们具有相同的物理性质。仅有的特徵是显微结构和原子尺度的晶体点阵中的不规则性,也就是晶体缺陷。在这方面,由于不同的生长环境,如化学氛围、生长速度,天然钻石和合成钻石是不一致的,当今市场上大部分的合成钻石呈很强的黄色、橙色、甚至棕色,因此很容易被区分。
然而鉴定无色的合成钻石难度要大的多,通常需要非常复杂的技卫。生产这种无色的合成钻石同样非常不易,这就是为什么市场上无色合成钻石还十分少见的原因。还有一种源于微电子学的生产合成钻石的方法,即化学气相沉积法,惟至今还不能够生产宝石级的钻石。(请参考深入彩钻的改色与合成)
彩钻
彩钻属于彩色宝石的一种。彩钻家族拥有红钻、粉钻、黄钻、蓝钻、绿钻、香槟钻等成员,颜色各不相同,精彩纷呈。钻石产生蓝色或灰色是由于含有硼元素,绿色则是因为钻石经受长期天然辐射作用,粉色和褐色钻石多是由于在生长时因为外部环境的改变导致晶体产生塑性变形,甚至可以说是晶体结构的一种缺陷,让人不得不感叹大自然的神奇。其中,属颜色饱和度高的红钻和蓝钻是非常稀有的,优质者全球不过数粒,单克拉售价高达数十万甚至百万美元,几乎与顶级的祖母绿(emerald)、鸽血红宝石相当。
关于彩色钻石的传奇故事多数是悲剧,比如我们耳熟能详的霍普蓝钻(hope diamond),几乎每一位它的主人和身边的亲人都死于非命,着实令人毛骨悚然。这粒历经坎坷的宝石现在藏于美国华盛顿的史密森研究所,应该是蓝钻乃至彩钻中最知名的一粒了。
彩钻的主要出产地有:印度(蓝色彩钻)、巴西、非洲中南部、澳大利亚的阿盖尔地区(红色、粉色彩钻),多数都是传统矿山。

假钻石

玻璃
玻璃不仅可以用来制作假钻石,而且几乎可以用来作为任何天然宝石的代用品。用玻璃磨成的假钻石很轻易区别,因为它的折光率低,没有真钻石那种闪烁的彩色光线,略有经验的人一看便知。一种非常简单的区别方法是,用白瓷碗密一碗清水,将有怀疑的宝石浸入清水中,冒充钻石的无色玻璃制品似乎消失在水中看不清轮廓,真钻石的轮廓暗黑,在水中十分清楚。
人造尖晶石
和玻璃一样,生产它的目的就是为了作为许多种天然宝石的代用品和冒充品。它和钻石的区别是,缺少闪烁的彩色光线,将它浸入二碘甲烷中,也会轮廓模糊不清,而真钻石则十分清楚。
水晶和托帕石
这是两种天然矿物。无色透明的水晶和托帕石在琢磨后,粗看也有点像钻石,细看类似玻璃,缺少闪烁的彩色光线。另外,它们都是“非均质”的,而钻石却是“均质”的,用偏光仪能迅速地区别开来。
人造蓝宝石
人造蓝宝石是大规模生产的物质。它不仅作为宝石的代用品,在工业上也有很多用途。无色透明的人造蓝宝石在琢磨后也可作为钻石的代用品。常有这种情况,一件镶有大量小钻石的胸针或项链等首饰,可能一部分钻石是真的,而又混入了一些人造蓝宝石制成的假钻石。由于宝石镶在首饰上,测试不便,此时可将整件首饰浸入“二碘甲烷”这种液体中。真钻石在液体中边缘暗黑,好似在液中凸起,非常清楚;人造蓝宝石(或水晶)在“二碘甲烷”中几乎消失看不见,这样真假便一目了然了。在没有“二碘甲烷”时,用清水也可以,虽然真假的差别较小,但仍然很清楚。
此外,人造蓝宝石也是“非均质”的,而钻石却是“均质”的,二者用“偏光仪”也很轻易区别。
锆石
锆石是一种天然矿物,它本身也是一种中档宝石,无色透明的锆石经过细心琢磨后,是钻石的良好代用品。锆石的折光率近于2,色散也与钻石相近。因此从外观上看,锆石也会闪烁着彩色光线,与钻石很相像。在后述的各种人造假钻石出现之前,锆石是最佳的钻石代用品。
锆石具有很强的双折射,即它有两个折光率,并且两个折光率之间的差别较大。由此而产生了一种很非凡的光学现象,当用放大镜观察琢磨好的锆石成品时,由其顶面可以看出底部的面和棱线有明显的双影。钻石因为是“均质体”,绝不会有双影现象,由此可以区别锆石与真钻石。此外,锆石的比重为4.69,而钻石的比重只是3.52,即锆石是钻石的1.33倍。不过比重不便观察,只有用仪器测定后才能知道。
白钨矿
这是自然界中一种常见的矿物,成分为钨酸钙。它的特点是硬度较低,仅为摩氏硬度5,能被普通玻璃及钢刀划伤。它的比重很大,达6.1,是钻石的1.74倍,手掂相当沉重。
无色透明的白钨矿可以作为宝石原料,将它琢磨后,漂亮的彩色闪光几乎可以与形形色色假钻石钻石媲美。可是,白钨矿由于硬度太低,琢磨好的宝右假如经常佩戴,极易被灰尘(其中大部分是极微细的石英,硬度为7,比白钨矿高两级)划伤磨毛而失去漂亮的光泽。因此,它通常只是宝石收藏家珍藏的一种:欣赏品,不作为镶嵌首饰之用。
由于天然的无色透明白钨矿非常稀少,于是人们研究出了用人工拉晶法生产大片的无色透明白钨矿。由于人造品价格大大地低于天然品,因此用作钻石代用品或冒充品的都是人造白钨矿。它与钻石的区别是彩色闪光太浓重而有些庸俗,并混有乳白光,看起来不如钻石清亮高雅。此外,它们的比重差别很大,如有条件测定则更易区别。
在人造白钨矿中,经常有类似人造红宝石和人造蓝宝石那种弧形生长线纹,用放大镜观察还可以发现,在它的内部还常有成群的小气泡。
人造金红石
金红石是一种极普通的天然矿物,硬度6—6.5,比重4.2—4.4,折光率比金刚石还要高,达2.60一2.90。金红石因折光率极高,故琢磨成宝石后会出现明亮刺眼的闪光,色散又极强烈,使闪光有彩虹一样的颜色变化,显得非常漂亮。遗憾的是天然金红石几乎全是不透明的,至多在晶体边缘有些透光,因此天然金红石宝石很少见,而且颗粒很小。
由于金红石有用作宝石的优良性质,所以人们一直在研究科学合成它的方法。1947年,美国铅业公司首先用焰熔法制出了人造金红石。其中的无色透明者,主要就是用作钻石的代用品或假冒品。用无色透明的人造金红石琢磨成的宝石闪亮刺眼、五彩缤纷,超过了真钻石,常被称为“五彩钻”或“五色钻”。
人造金红石琢磨后的成品,即所谓的“五彩钻”,与真钻石不难区别。由于金红石有强烈的双折射,用放大镜从顶面观察“五彩钻”,可以发现底部的棱线的显著的双影,真钻石则绝不会出现双影。此外,“五彩钻”因为闪光过分艳丽,并带有不清亮的乳白光,看来有庸俗之感。
铌酸锂
这是一种典型的人造化合物,没有天然产的矿物,商品名称又叫“锂铌石”(linobate)。铌酸锂的硬度为摩氏5.5,与普通玻璃及钢刀相似,折光串与钻石相近,为2.21—2.30,色散是钻石的3倍。
铌酸锂本身是透明无色的,因此是钻石的良好代用品或冒充品。不过区别并不困难,首先,它琢磨后的成品和钻石、金红石一样,有明显的双影。另外,它的硬度太低。
钛酸锶
这也是一种人造化合物,没有天然矿物,它的商品名称为“钛锶矿”或“神石”(fabu1ite)。钛酸锶硬度为摩氏5.5,用钢针可能划伤它。比重5.13,为钻石的1.46倍。它的折光率与钻石完全相同,也是2.41,色散是钻石的4倍。因此,用无色透明的钦酸镕琢磨成宝石后,闪光强度与钻石完全相同,但色彩比钻石还要绚丽。
钛酸锶比铌酸锂更像钻石,因为它也是均质的,用放大镜观察没有双影现象。
钇铝石榴石(yag)
这也是人造化合物,没有天然矿物,商品代号为uag。均质体,硬度高达8.25,比重4.55,折光率1.83。 在1960年以前,无色透明的钇铝石榴石曾作为钻石的代用品。不过它的折光率太低,琢磨出的成品远不如钻石美观。自从后来生产出性质更接近于钻石的代用品如钆镓石榴石后,钇铝石榴石除作为其它宝石的廉价代用品外,已不再用它磨制假钻石。
钆镓石榴石(ggg)
这也是一种人造化合物,没有天然矿物,商品代号为ggg。均质体,硬度6.5,比重非常大,为7.02,是钻石的2倍,因此它的手感非常沉重。折光率2.02,色散与钻石相同。
钆镓石榴石的光学性质与钻石非常相近,在l970年前后,它是钻石最佳的代用品和冒充品。
立方氧化锆
这是专门制造出来作为钻石代用品或冒充品的人造化合物,没有天然矿物。
自从70年代中期制成立方氧化锆后,上面叙述的9种人造宝石原料,只用作别的中低档宝石代用品,不再用来磨制假钻石了。
立方氧化锆之所以能取代所有的磨制假钻石的原料,是由于它有着与真钻石非常相近的性质。首先,立方氧化锆的折光率为2.17,色散0.06,与钻石很接近,又与钻石同属均质性。立方氧化锆的硬度高达8.5,这使它琢磨成宝石后,可以镶嵌在首饰上长期佩戴,不会被划伤磨毛而失去光泽。立方氧化锆可以制出透明度极佳、完全无色的产品。这样,将它磨成宝石后,外观与钻石非常相似。据说在刚生产出来的那几年,用它冒充真钻石使一些有经验的宝石界人士也上过。
当然,立方氧化锆与钻石仍有不少差别;首先是硬度,什么物质也比不上钻石,立方氧化锆也不例外的低于它。此外,立方氧化锆的比重高达5.6—6,是钻石的1.6—1.7倍。有条件用仪器测一下比重,立即可以区别。 立方氧化锆的商品代号为cz,因此,用它磨成的假钻石 也常叫做“cz钻”。cz钻由于价格非常低廉,可外观又极像钻石,因此获得 了广大顾客的欢迎,不仅一般人常戴镶cz钻的首饰,就是拥 有真钻石首饰的人,平时为了安全,也佩戴镶cz钻的首饰。立方氧化铬的产量也与日俱增,仅美国目前的年产量已 超过l0亿克拉,即200吨
莫桑石是合成产品,也是最新的钻石模仿品。其常见颜色是微黄色的,化学成分是碳化硅,摩氏硬度9.25,比重3.22。具双折射率,折射率2.648-2.691,双折射率是0.043。
莫桑石的导热能力与钻石接近,用钻石热导仪测试莫桑石会出现钻石反应,所以不能依靠热导仪鉴定莫桑石"有一9.5度的硬度笔将它不显眼的位置会留下轻微摩擦纹,钻石的硬度是摩氏10度,所以不受影响,由于莫桑石的高硬度及高折射率特性的原因,已切割的蜞桑石表面反光及光泽与钻石极为接近

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