高温高压法合成宝石与鉴别
高温高压处理钻石如何鉴定
高温高压处理钻石如何鉴定高温高压处理钻石如何鉴定引言：高温高压处理是一种常见的钻石处理方法，它可以改善钻石的颜色和净度。
尽管这种处理方法可以使低品质的钻石变得更有价值，但在钻石市场上，对于经过高温高压处理的钻石有所区别和鉴定是非常重要的。
一、什么是高温高压处理？高温高压处理是一种模拟钻石在地壳深处形成的自然环境，通过应用高温和高压使钻石发生变化。
这种处理方法可改变钻石的内部构造，并消除或减轻钻石的内含物，从而改善它们的颜色和净度。
二、高温高压处理的目的1. 改变颜色：在高温高压处理中，钻石的颜色可以显著改变。
一些处理后的钻石可能呈现出更加饱满、鲜艳的颜色。
2. 改善净度：高温高压处理可以消除或减轻钻石内部的裂纹和黑点等内含物，从而提高钻石的净度。
三、高温高压处理的鉴定方法1. 目测检查：经高温高压处理的钻石在颜色和净度上都会有一定的变化。
鉴定师可以通过目测检查判断钻石是否经过了高温高压处理。
但这种方法存在主观性，对经验和专业知识的要求较高。
2. 实验室检测：实验室是鉴定高温高压处理钻石的最可靠方法。
实验室可以利用各种科学技术，如红外光谱、激光拉曼光谱等来鉴定钻石是否经过高温高压处理。
这些技术可以检测钻石中的氮原子、氮原子对等情况，从而确定钻石是否经过了高温高压处理。
3. GIA证书：GIA是全球著名的钻石鉴定机构，它提供了全面的钻石鉴定服务。
对于经过高温高压处理的钻石，GIA在其证书上会做出相应的标注，以便消费者了解并做出明智的购买决策。
四、购买高温高压处理钻石的注意事项 1. 寻求专业建议：购买钻石前，最好咨询一些专业的鉴定师或经销商。
他们可以提供有关高温高压处理钻石的信息，并帮助你做出明智的购买决策。
2. 检查证书：购买钻石时，务必检查并核对钻石的证书。
证书上应该标明钻石是否经过高温高压处理。
3. 可信的供应商：选择信誉良好的供应商购买钻石，可以减少购买高温高压处理钻石的风险。
结论：高温高压处理是一种常见的钻石石处理方法，它可以改善钻石的颜色和净度。
高温高压合成钻石宝石学属性分析
高温高压合成钻石宝石学属性分析钻石，由单一元素C组成，属等轴晶系,天然常含N、B等杂质元素。
均质体。
强金刚光泽。
折射率2.417，色散值为0.044。
硬度为10。
一组完全解理。
密度3.52克/立方厘米。
俗称“宝石之王”，以其璀璨的光芒、五颜六色的火彩著称，在人们心目中具有不可替代的地位。
然而自然界中天然宝石的储量毕竟有限，遵循着“物以稀为贵”这亘古不变的谚语，钻石的价格也诚然冠以宝石至尊。
国际钻石交易中以克拉为结算单位，足以说明其价格的遥遥领先。
所以在当今社会有无数的科研人士致力于寻找其廉价的替代品，仿制品、合成品等。
今日，笔者检测到一批高温高压方法合成钻石，其中8粒为原石，1粒为圆刻面型钻石，通过EDXRF测试，显微镜下特征，热导仪反应，傅立叶变换红外光谱分析分别对其测试，检测结果如下：一EDXRF测试对高温高压合成钻石进行了EDXRF分析，测试图谱出现Fe和Ni峰，说明合成钻石中富含Fe、Ni元素。
二显微镜下特征2# 双晶，单个晶体为2个八面体+立方体聚形，双晶接合面平行于立方体面，放大可见云雾状包体、黑色金属包体及应力裂纹。
3# 单晶，2个八面体+立方体聚形，放大可见云雾状包体和晶体包体。
4# 双晶，单个晶体为立方体+八面体聚形，双晶面平行于立方体面，放大可见云雾状包体、黑色包体及羽状纹，有磁性。
5# 单晶，立方体+八面体聚形，放大可见云雾状包体、晶体包体及暗色六方环状包体。
6# 双晶，单个晶体为立方体+八面体聚形，双晶面平行立方体面，放大观察见钻石表面有树枝状、蕨叶状图案及三角形凹坑，内部有云雾状包体、黑色包体及晶体包体。
7# 单晶，呈立方体+八面体聚形，放大可见云雾状包体及暗色金属包体。
8# 双晶，单个晶体为立方体+八面体聚形，双晶面平行立方体面，放大可见云雾状包体及暗色包体。
9# 放大可见云雾状包体和暗色金属包体。
三热导仪反应利用热导仪对上述8粒合成钻石进行测试，均显示为钻石区。
四傅立叶变换红外光谱分析对6#和7#进行傅立叶变换红外光谱分析，测得其谱图特征与天然钻石类似。
高压高温处理CVD合成Ⅰb型黄色钻石的鉴定特征
缺陷很不稳定，经高压高温 后，H会被分解,
并与C原子结合形成[C — H（缺陷；位于
3 107 cm-1处的吸收峰表示该
过了高温退
火；近红外吸收光谱未见8 753, 7 354, 6 856、
6 524 cm-1处的与氢相关吸收峰，这些吸收峰在
经高压高温 后消失⑷。
g /cmi
图2样品的中红外光谱 Fig. 2 MiW-IR spectrum of the sample
是由于束状结构位错造成，绿色荧光是由于
H3中心造成$这种分 察到过$
象在天然钻石中 1
图4 DiamondViewTM钻石观察仪观察样品的荧光和磷光图像
Fig.4 FluorescenceandphosphorescenceimagesofthesampleunderDiamondViewTM +从台面方向观察的荧光；b从台面方向观察的磷光；c从亭部方向观察的荧光；止从亭部方向观察的磷光
相关文 1
$过
、
、
等测 对
1颗CVD合成lb型钻石
行 分析，结
果显示其经过了高压高温处理，颜色 ，黄色
（色
表分
）， 文 在 为 高 压 高 温
CVD合成lb型黄色钻石的
法相
$
1样品及测试方法
1.1样品特征
样品重0. 75 Ct,为标准圆钻型切工，颜色达
到国家标准GB/T 34543 — 2017亮淡彩黄，净度
认为是A氮集合体和氢缺陷结合的变体，也被
称为A'9（，这2个特征峰的岀现表明该
过
高压高温处理。位于2 925、2 871 cm-1和
2 850 cm-1处的吸收峰与C-H缺陷相关'10（,位
高温高压人造钻石
高温高压人造钻石高温高压人造钻石引言钻石作为一种稀有而珍贵的宝石，吸引了无数人的注意。
然而，天然钻石的挖掘成本高昂，产量受限，这导致了钻石价格的不断上涨。
为了满足人们对钻石的需求，科学家们通过高温高压技术成功地制造出人造钻石，不仅价格更为亲民，而且在很多方面还优于天然钻石。
本文将会详细讨论高温高压人造钻石的制造过程以及其特点。
一、制造过程高温高压人造钻石的制造是在高温（1300-1600℃）和高压（50-70千兆帕）的条件下进行的。
制造过程主要包括以下几个步骤：1.1 石墨装舱所谓石墨装舱，是将装有钻石原料的石墨容器放置于高温高压装置中，以提供稳定且隔绝氧气的环境。
1.2 钻石原料钻石原料可以是天然钻石碎片或含有碳元素的物质。
常用的钻石原料包括甲醇、甲醛、乙醇等。
1.3 压力产热在高温高压装置中，通过施加巨大的压力，使原料碳元素变成金刚石碳，然后再施加更高的压力，在特定温度下将金刚石碳变成钻石。
1.4 冷却凝固在钻石形成后，将高温高压装置的温度降低，使钻石冷却并固化。
二、特点2.1 物理性质高温高压人造钻石在物理性质上与天然钻石非常接近。
它们具有相同的硬度、折射率、颜色以及光泽。
可以说，高温高压人造钻石是与天然钻石几乎完全相同的宝石。
2.2 形状和尺寸与天然钻石不同，高温高压人造钻石可以通过控制制造过程来创造各种形状和尺寸的钻石。
这意味着消费者可以根据自己的需求获得更加个性化的钻石产品。
2.3 价格与天然钻石相比，高温高压人造钻石的价格更为亲民。
天然钻石因为挖掘成本、品质等因素而价格昂贵，而高温高压人造钻石的制造成本相对较低，从而使其价格更加合理。
2.4 环保性高温高压人造钻石制造过程中不涉及对自然资源的开采，也没有排放有害气体或污染物质。
因此，这种人造钻石生产方式比传统采矿方式更加环保。
2.5 可持续性高温高压人造钻石的制造过程可以被重复利用，并且可以根据市场需求进行定制。
这使得人造钻石的供应更加可持续，并且可以满足不同的需求。
高温高压处理的翡翠如何鉴别
高温高压处理的翡翠如何鉴别高温高压处理的翡翠是一种经过人工处理的宝石，目的是提高其颜色和透明度。
本文将介绍高温高压处理的翡翠以及如何鉴别它们。
第一部分：高温高压处理的翡翠的背景知识高温高压处理是一种通过将翡翠暴露在高温高压环境下改变其颜色和透明度的技术。
这种处理过程可以模拟自然界中地壳下的高温高压条件，产生出与天然翡翠相似的宝石。
这种处理大多数发生在翡翠的产地，比如缅甸和中国。
第二部分：高温高压处理的翡翠的特征高温高压处理的翡翠具有一些明显的特征，可以通过仔细观察和检测来识别。
1. 颜色的改变：高温高压处理通常会使翡翠的颜色更加饱满和均匀。
天然翡翠的颜色通常存在一些变化和斑斓，而处理过的翡翠的颜色更加均一，鲜艳。
2. 透明度的提高：处理过的翡翠的透明度通常会明显提高。
天然翡翠可能存在一些内部纹理和不透明的区域，而处理过的翡翠的内部通常更加透明。
3. 物理和化学特征的改变：高温高压处理还可能改变翡翠的物理和化学特征。
处理过的翡翠可能会在显微镜下显示出一些特殊的纹理和结构，可能会存在一些燧石包裹体等。
第三部分：如何鉴别高温高压处理的翡翠虽然高温高压处理的翡翠具有一些特征来帮助鉴别，但也有一些方法可以进一步确认它们的真实性。
1. 观察颜色和饱和度：高温高压处理的翡翠通常呈现出非常均匀的颜色和高度饱和度。
如果颜色非常均匀，并且没有任何变化或斑点，那么可能是经过处理的翡翠。
2. 检查内部纹理：处理过的翡翠通常会显示出一些特殊的纹理和结构。
使用显微镜检查翡翠的内部，如果发现显著的纹理和结构，那可能是经过处理的翡翠。
3. 寻找其他痕迹：使用放大镜检查翡翠是否存在一些燧石包裹体等特殊痕迹。
这些痕迹能够说明翡翠可能经过了高温高压处理。
4. 使用测试设备：专业的测试设备，如红外光谱仪和拉曼光谱仪等，可以进一步确认翡翠是否经过了高温高压处理。
这些设备可以检测翡翠中的特定元素和结构，从而确定其真实性。
总结：高温高压处理的翡翠是一种具有改变颜色和透明度的人工处理宝石。
高压法作假籽料是个什么过程？玩家鉴别真假找对方法!
和田玉籽料的作假方式有很多，经常有什么化学作假，或者是染色作假，在或者是冷沁等等，让玩家防不胜防。
今天承石和田玉要和大家说的就是一种看起来比较复杂的作假方式，你知
道怎么分辨吗？
高压法。
高压法是在需着色处涂以硫化汞（黑）、三氯化铁（黄）或氧化铁（红）等，再用
氢氧化钠和碳酸钠、硅酸钠按一定比例混合，加点羊油将玉包裹在内，放于封闭的不锈钢高
压釜里，加压加温。
压力80~120个大气压，温度160℃~200℃，四天后取出，用二氧化碳加热风吹干，再用硫酸还原，玉表呈白灰皮和玻璃光，有色处自然沁入色泽。
这样作假的籽料看起来还是比较像真籽料的，但是玩家在鉴别的时候要看这块籽料的油性的话，鉴别起来就稍微方便一些，因为经过程序比较多，再加上原本的玉质就很一般，所以相对来说油润性没有真籽料的油润性好，这是鉴别的重点！。
高温高压合成钻石的宝石学属性分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｓ ｉ ｎ ｃ ｅ １ ９ ８ ４
ＣＨＩ ＮＡ ＧＥ Ｍ Ｓ＆ Ｊ ＡＤＥＳ
１ ９． ｑ ‘一
一
。
謦
■■
图８ ８ 合成 钻石 晶体 形貌 图
Ｊ
ｐ
对 获得 的 ８颗高温 高压 合成 钻石 进行 了显 微特征 观 察 、热 导仪 反 应 、Ｅ Ｄ Ｘ Ｒ Ｆ 测 试 、傅 里 叶 变换红 外 光谱 分 析 嘲、 ，测试 结 果分 别如 下。
对钻 石 的需 求 ，当今社 会 有无数 的科 研人 士致 力于 寻找钻 石 廉价 的 替代 品 ，如 合成 立 方氧 化 锆 、合成 金红 石等 钻石 仿制
品和 合成 钻 石等 。早期 的合 成钻 石粒 度小 、成 本高 ，因此宝 石 级合成 钻 石一直 不具 备商 业价 值 ，但随 着钻 石合 成技 术 的
， ２ ８ Ｊ 兰
ｐ
高 温 高 压 合 成 钻 石 的 宝 石 学 属 性 分 析
、
露
口Ｔ Ｅ Ｘ Ｔ／ Ｐ ＨｏＴ Ｏ 王继 林 孙瑞 皎 那宝成 吴 来东 （ 中国冶金 地质 总局 山 东局黄金 珠 宝检 测站 ）
摘 要 ：钻石 俗称 宝石 之王 ，一 直深 受 大众 喜 爱 ，天然钻 石供 不应 求 的现状 导致 了钻 石合 成技 术的发 展 ，合成 钻石 在珠 宝市场 的流通 对 宝石 鉴定 工作者提 出 了挑 战。 目前 主要 的钻 石合成技 术 有 高温 高压 （ Ｈ Ｔ ＨＰ）法和化 学 气相沉 淀法 （ Ｃ Ｖ Ｄ ），通 过 对 ８
５ 双 晶 ，单个 晶体 为立 方体 ＋八 面体 聚形 ，双 晶
高温高压钻石和cvd的区别
高温高压钻石和cvd的区别高温高压钻石（High-Pressure High-Temperature Diamond, HPHT）和化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）是目前商业上最常用的两种人造合成钻石的方法。
高温高压钻石和CVD之间存在着许多区别，包括原理、工艺、成本和质量。
首先，高温高压钻石的合成原理是将碳源置于高温高压的环境中，在大约1400-1600摄氏度和50至70兆帕的压力下，通过碳的高温高压晶体结构变化，产生钻石晶核，然后通过稳定的过程培育出完全的钻石晶体。
而CVD的合成原理则是将碳源和氧化剂置于低压高温的反应室中，通过气相反应将碳气体沉积在衬底上，形成钻石薄膜。
在工艺方面，高温高压钻石需要更复杂的设备，包括大型高温高压石墨炉和钻石种子用于晶核的引入。
整个过程通常需要几天到几周的时间。
而CVD则可以在更短的时间内完成，通常只需要几小时到几天的时间。
此外，高温高压钻石需要进行后处理，如清洗和加工工艺，以提高钻石的质量和外观。
CVD 合成的钻石则相对更容易得到最终产品。
成本方面，由于高温高压钻石需要昂贵的设备和较长的生产周期，因此其合成成本相对较高。
而CVD钻石由于设备和工艺上的进步，其合成成本相对较低，更容易商业化和大规模生产。
在质量方面，高温高压钻石的晶体质量相对较好，它们有着较高的氮杂质净度，并且晶体中的形态和大小更加规则。
然而，对于大多数消费者来说，CVD钻石的质量已经足够好，其制造商已经能够生产出高质量的钻石，且CVD钻石的外观和光学性能与天然钻石相似。
此外，高温高压钻石和CVD钻石在应用方面也有所差异。
由于高温高压钻石的制造方法限制了其尺寸和形状，因此它们主要用于工业应用，如切割和磨削各种硬质材料。
而CVD钻石由于可以在更大的衬底上生长，因此在宝石和饰品市场有更广泛的应用。
综上所述，高温高压钻石和CVD钻石之间存在着多个区别。
高温高压钻石的合成原理是将碳源置于高温高压环境中，而CVD则是通过化学气相沉积将碳沉积在衬底上。
高温高压法合成宝石与鉴别
熔融态的触媒与石墨的接触面
很大，可产生大面积的转变。
降低石墨向钻石转化的温度和压力条件，提高转化率。
触媒：
第八族的过渡元素（Ni,Go,Te等）、可与碳形成化合物的元素的合 金（Ti,Zr）、其它金属单质（Cu,Au等）和化合物（碳酸盐、氢氧 化物等）。促使石墨层扭曲，变成钻石结构。
触媒的作用：
溶剂——溶解碳；
12.5
无
晶种触媒法
1500
6
金属
6
合成钻石的方法及分类
二、动力法（动压法）
1、爆炸法（工业常用）：此法最大的优点是便宜、投资少、单次产量高(可达 500 ct 左右) 。在最佳情况下, 每千克炸药能生产60 ct 钻石。 2、液中转变法：其特点是设备费用和维持费用较低, 能降低产品成本; 另外能连 续运转, 便于自动化连续生产。主要缺点是产量不高。 3、直接转变六方钻石法：以结晶良好的石墨为原料，对它的C轴给予强的压缩， （13GPa,1000°C以上），直接转化为六方晶系钻石。
• 传压介质叶蜡石 作用：传导压力，将施压磨具顶面压力传递到反应物体系， 并有效地压缩反应物；密封施压磨具；保温。 要求：叶蜡石密度均匀，各项性能一致。
2020/6/13
晶种触媒法合成钻石单晶
2020/6/13
晶种触媒法合成钻石单晶
• 晶种触媒发合成宝石级钻石的 工艺过程
1、合成宝石级钻石的关键因素 晶种、温度梯度、反应物纯净度 （不被污染）
催化剂——激发石墨向钻石转变。
11
晶种触媒法合成钻石单晶
• 石墨向钻石转化的三个阶段： 1、熔融金属和石墨相互渗透、扩散和溶解，形成 类似石墨结构的富碳扩散层。 2、石墨逐渐向熔融金属内扩散，在过渡金属和碳 原子又起了媒介作用，把钻石 结晶元输送到生长晶面附近。 3、聚集在生长晶面附近的钻石结晶基元在晶面上 叠合，进入晶格位，使钻石晶体不断长大。
HTHP 合成钻石在首饰中的鉴别特征(下)
HTHP 合成钻石在首饰中的鉴别特征（下）1. 绪论概述合成钻石在首饰中的广泛应用以及其对钻石市场的影响。
介绍本文将重点探讨合成钻石在首饰中的鉴别特征及鉴别方法。
2. 合成钻石制造技术介绍简要介绍几种常见的合成钻石制造技术，并分别说明其特点、优缺点和制造出的合成钻石的鉴别特征。
3. 合成钻石的物理和化学特性介绍合成钻石的物理和化学特性，比较其与天然钻石的差异。
重点探讨合成钻石的硬度、密度、折射率、荧光等特征，并说明这些特征对于鉴别合成钻石的重要性。
4. 合成钻石在首饰中的鉴别方法详细介绍几种常见的鉴别合成钻石的方法，包括目视观察、放大镜检查、荧光观察、热导率测试、红外光谱分析、拉曼光谱分析等。
分别说明这些方法的原理、适用范围和注意事项。
5. 结论总结本文所介绍的合成钻石在首饰中的鉴别特征和鉴别方法，强调首饰消费者应了解这些知识，以避免误购。
同时，对于首饰行业和消费者提出建议，促进市场健康发展。
一、绪论随着科技的飞速发展，合成钻石作为一种高质量的人造材料，已经逐渐被广泛应用于首饰制造、机械加工和科研领域。
与天然钻石相比，合成钻石制造成本更低，原材料更易获取，制造工艺更为精细，因此在市场上具有明显的价格优势。
然而，随着合成钻石的制造技术日渐成熟，市场上出现了大量伪装成天然钻石的合成钻石产品。
这些产品侵犯了消费者的知情权，也给首饰行业带来了负面影响。
因此，正确鉴别合成钻石在首饰中的应用已经成为了行业中重要的问题。
本文将就合成钻石在首饰中的鉴别特征进行研究，主要内容包括以下几个方面：首先，本文将介绍合成钻石的制造技术及其特点，为后续的鉴别分析提供基础和背景。
其次，将简易介绍合成钻石的物理和化学特性，比较其与天然钻石的区别。
再次，本文将探讨针对合成钻石在首饰中的鉴别方法，包括目视观察、放大镜检查、荧光观察、热导率测试、红外光谱分析、拉曼光谱分析等。
最后，总结上述鉴别特征和方法的优缺点，从而为钻石饰品消费者和市场管理部门提供科学严谨的鉴别参考及相应建议，避免消费者受到负面影响，促进市场的健康发展。
高温高压合成钻石常见宝石学鉴定特征
CN31-1424高温高压合成钻石常见宝石学鉴定特征戴正之1,2 吕晓瑜1,2 封卓然3 / 1. 上海市计量测试技术研究院；2.国家金银制品质量监督检验中心（上海）；3.上海浦东海关摘 要 通过对常见的高温高压合成钻石进行宝石学及谱学分析研究，并与天然钻石以及化学气相沉淀法合成钻石的相应特征进行比对，发现含有金属催化剂残余包裹体、黑十字状或沙漏状生长特征是高温高压合成钻石的典型特征，具有诊断意义；而对于缺乏上述特征的样品，观察分析长波和短波紫外光下的荧光反应及样品晶格中的氮缺陷的红外光谱表征，是常规检测的必要手段；光致发光谱具有一定的诊断意义，对于有条件的实验室可深入研究应用。
关键词 高温高压；合成钻石；荧光图像；正交偏光图像；红外光谱；紫外光谱；光致发光谱0 引言1955年，通用电气公司首次宣布采用高温高压技术合成钻石，如今，高温高压（HPHT）合成钻石技术大多数都源于1959年首次开发的温度梯度法。
然而，直到20世纪90年代，这些合成品才达到了足够的大小和宝石品质。
近年来，高压反应舱的设计和钻石生长参数的控制有了很大的进步。
现在，通过HPHT 合成法可以连续生产颗粒更大的无色钻石，并且可以在高压舱内同时生长几颗HPHT 合成钻石晶体。
且随着合成技术的不断提升，合成钻石的品质已可达到与天然钻石媲美的程度。
目前已有国外检测机构开展了对合成钻石进行4C 分级的业务，引起珠宝业的高度关注。
因此，为了避免出现合成与天然钻石混淆的现象，必须对两者进行有效地鉴定区分，以更好地规范市场，促进合成钻石业务的健康发展。
对于合成钻石的鉴别特征，前人已有过相关研究[1][2][3]，笔者在前人研究的基础上，结合实际工作中的测试情况，选取具有代表性的HPHT 合成钻石12颗（包括黄色合成原石2颗、无色抛光圆钻形成品4颗以及粉色合成样品4颗）、化学气相沉淀法（CVD）合成钻石2颗以及1颗天然钻石，作为测试样品用于比对。
无色－近无色高温高压合成钻石的谱图特征及其鉴别方法
无色－近无色高温高压合成钻石的谱图特征及其鉴别方法宋中华;陆太进;苏隽;高博;唐诗;胡宁;柯捷;张钧【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2016(035)005【摘要】实验室发现大量小颗粒的无色高温高压（HPHT）合成钻石与天然钻石混杂镶嵌在各种饰品中，前人提出荧光和磷光特征是主要的快速区分特征，然而荧光、磷光特征的差异并不能完全将 HPHT 合成钻石与天然钻石区分开来。
本文将常规的宝石学观察分析与多种高精度谱学测试相结合，对五粒不同的无色－近无色HPHT 合成钻石样品进行深入研究。
结果表明，五粒钻石在紫外可见吸收光谱无270 nm 吸收或是只有极弱的270 nm 吸收，随着颜色级别的降低，270 nm 吸收越明显。
红外光谱测试显示，各粒样品中都含有不等量的硼元素。
光致发光光谱测试表明，HPHT 合成钻石含有与微量 N、Ni、Si 等相关的晶格缺陷。
超短波紫外光源激发下，所有的 HPHT 合成钻石都有强磷光，在钻石观察仪下可以观测到清晰的八面体和立方体分区特征。
显然，不同的合成钻石的特征略有差异，但综合其荧光及磷光特征以及红外、紫外、光致发光光谱特征，可以准确地将无色 HPHT合成钻石与对应的天然钻石区分开来。
【总页数】9页(P496-504)【作者】宋中华;陆太进;苏隽;高博;唐诗;胡宁;柯捷;张钧【作者单位】国家珠宝玉石质量监督检验中心，北京 100013;国土资源部珠宝玉石首饰管理中心，北京 100013;国家珠宝玉石质量监督检验中心，北京 100013;国家珠宝玉石质量监督检验中心，北京100013;国家珠宝玉石质量监督检验中心，北京 100013;国家珠宝玉石质量监督检验中心，北京 100013;国家珠宝玉石质量监督检验中心，北京 100013;国家珠宝玉石质量监督检验中心，北京 100013【正文语种】中文【中图分类】O657.32;O657.33【相关文献】1.国产大颗粒宝石级无色高压高温合成钻石的鉴定特征 [J], 宋中华;陆太进;柯捷;苏隽;唐诗;高博;胡宁;张钧;王笃福2.国内市场小颗粒无色高压高温合成钻石的鉴定特征 [J], 兰延;梁榕;陆太进;张天阳;宋中华;马泓;马瑛3.有无N3的无色与近无色天然钻石的荧光与光谱特征研究 [J], 严俊;邵惠萍;黄雪冰;严雪俊;余思逸;胡仙超4.国内市场发现小颗粒无色高温高压合成钻石 [J], 马佳5.国产大颗粒宝石级无色高压高温合成钻石研究简讯 [J], 宋中华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
课件：高温高压法
除金属（或合金）
（1）硝酸浸泡法
将合成的混合体砸碎，浸泡在30%的稀硝酸溶液中。几天后金属或合
金就自然被腐蚀掉。例如触媒中的金属镍与硝酸反应，生成硝酸盐而进
包裹体：针状、片状、针点状的金属包裹体。
吸收光谱：合成钻石无特征的415.5nm吸收线。大 多数天然钻石显示415.5nm的特征吸收线。
紫外荧光：合成钻石的长波紫外荧光弱于短波，而天 然钻石的正好相反。近无色的合成钻石在短波下有明 显的磷光。
短波紫外、X射线和阴极射线下呈规则的分区分带发 光现象
红外光谱：大多数为Ib型钻石，显示1130cm-¹的吸 收谱带，无其它与氮有关的伴生峰。天然钻石主要为 Ia 型，含有集合氮的吸收峰，如1176 cm-¹和1282 cm-¹吸收峰。
实际温度随加热功率和散热条
件而变，实验用压力控制在
6.0×109Pa左右，生长时间为
22～52小时。
碳源
NaCl晶床
Ni-Fe合金
合成金刚石的后处理
合成金刚石是通过触媒的作用，在高温超高压条件下 由石墨转变而成，反应后产物除金刚石外，还有石墨、 金属（或合金）及其化合物，还混有传压介质叶蜡石。 它们紧密交混，把金刚石严实包裹。要获得纯净的金刚 石，须清除杂质，即分离处理。
电解条件为NiSO4等溶液，反应使阳极处的Ni经电解溶液跑到阴极， 使金属或合金不断地从合成物的混合体中徐徐解离出来。反应原理为：
Ni＋2＋2e →Ni＋2（阴极反应） Ni－2e →Ni＋2（阳极反应）
除石墨
消除石墨的方法很多（各种物理的和化学的），常用有： （1）硝酸一硫酸法
高温高压处理钻石的原理
高温高压处理钻石的原理高温高压处理（HPHT）是一种常见的钻石处理方法，通过模拟地球深部的高压高温环境来改善钻石的质量和外观。
在高温高压处理中，钻石被置于高温高压装置中，然后通过控制温度和压力来实现对钻石的改善。
高温高压处理的原理是利用高压高温环境下的物质变异性。
在地球深部，高温高压环境下的碳原子可以重新排列，形成钻石晶格结构。
高温高压装置中的金属容器可以模拟地球深部的高压环境，而加热器可以提供高温环境。
当钻石被放入装置中，高温高压环境会促使钻石中的杂质重新排列，从而改善其质量和外观。
高温高压处理可分为两个主要步骤：高温处理和高压处理。
首先，钻石被放置在高温环境中。
加热器会逐渐增加温度，使钻石中的杂质分子重新排列。
在高温下，钻石的结构会发生变化，原子会从一个位置转移到另一个位置。
这个过程称为晶格扩散，它会改变钻石的原子结构和杂质的分布。
一旦高温处理完成，高温高压机器会开始增加压力。
压力作用于钻石晶格，使得原子更加紧密地排列。
在高压下，钻石中的杂质分子会被迫移动到更稳定的位置，从而进一步改善钻石的质量和外观。
通过调整压力和时间，可以精确控制钻石的改善程度。
高温高压处理可以改变钻石的颜色。
在处理过程中，加入一些特定的添加剂可以改变钻石的颜色。
例如，将氮气加入高温高压装置可以使钻石变成黄色。
这种方法常用于将低价值的钻石转变成具有较高市场价值的钻石。
高温高压处理还可以修复钻石的裂纹和瑕疵。
通过高温高压处理，钻石中的裂纹和瑕疵可以得到填充和修复，从而提高钻石的质量和外观。
然而，高温高压处理并不是完美的。
这种处理方法并不能完全消除钻石中的所有杂质和瑕疵，有些瑕疵甚至会变得更明显。
此外，高温高压处理后的钻石可能会失去其原始地位和稀有性，因为这种处理方法会让钻石具有更大的普遍性。
总的来说，高温高压处理是一种常见的钻石处理方法，通过模拟地球深部的高压高温环境来改善钻石的质量和外观。
该处理方法可以改变钻石的颜色，修复钻石的裂纹和瑕疵。
高温高压处理钻石鉴定特征
高温高压处理钻石鉴定特征高温高压处理是一种常见的改善钻石的方法，它能够改变钻石的颜色、净度和光学特性。
在钻石鉴定中，识别经过高温高压处理的钻石是非常重要的，因为这种处理会对钻石的价值和稀有性产生影响。
本文将介绍高温高压处理的工艺原理、鉴定方法和处理特征。
高温高压处理是一种模拟地球内部条件的技术，通过施加高温高压来改变钻石的晶格结构，从而改变其物理和化学特性。
这种处理可以使黄色或带色的钻石变为无色或浅黄色，也可以改善净度，并增加钻石的透明度和光泽。
鉴定经过高温高压处理的钻石需要综合考虑以下几个方面：1. 颜色变化：经过高温高压处理的钻石颜色可能发生变化，如从黄色变为无色或浅黄色。
这是因为高温高压处理可以消除或减少钻石中的一些杂质或原本存在的色心。
鉴定时需要仔细观察钻石的颜色是否均匀，并与自然无色钻石进行比较。
2. 内部特征：经过高温高压处理的钻石可能会在内部产生一些特殊的包裹体或晶格变形。
这些特征可以通过显微镜观察来确定，如钻石内部的非平行线条、细小的气泡或颜色带等。
3. 晶体结构：高温高压处理会影响钻石的晶体结构，使其发生微小变化。
这些微小的结构变化可以通过X射线衍射、拉曼光谱等方法来检测。
通过分析晶体结构的改变，可以判断钻石是否经过高温高压处理。
4. 内部应力：高温高压处理可能会对钻石产生内部应力，导致钻石在切割或加工过程中出现裂纹或碎裂的情况。
这些内部应力可以通过显微镜或红外光谱进行观察和分析。
5. 频谱特征：高温高压处理会导致钻石内部的红蓝频谱特征发生变化，这可以通过红外光谱来检测。
经过高温高压处理的钻石通常会显示出一些特殊的吸收峰或频率变化。
总的来说，鉴定经过高温高压处理的钻石需要综合考虑钻石的颜色、内部特征、晶体结构、内部应力和频谱特征等方面的信息。
同时，与这些特征相对应的是自然形成的钻石的特征。
只有通过综合分析这些特征，才能准确判断钻石是否经过高温高压处理。
最后，需要指出的是，高温高压处理在钻石行业中是一种常见且被广泛接受的改善方法。
黄色、绿色高温高压处理钻石及其鉴定
最近，一种新的处理钻石的方法由美国通用电气公司（GE）和Novatek公司公开，此方法的产品具有非常饱和的颜色，色彩多呈绿黄色到黄绿色，个别样品呈黄色到褐黄色。
这种颜色的天然色钻石是非常罕见的。
成功进行这种处理过程的公司除美国通用电气公司（GE）和Novatek公司外，还有俄罗斯、瑞典的一些公司，可怕的是，似乎有尚未公开的渠道也已经成功地处理出这种钻石。
所以，我国的从业者应尽快认识这种钻石，并能掌握其鉴定方法，以便能对这种钻石作出正确的反应，本文就是因此而翻译的。
这种钻石的处理方法是，用与合成钻石相似的设备，控制样品所处的环境压强为6GPa（60亿帕斯卡），温度为2100℃左右，持续时间不超过30分钟，甚至更短时间。
这样就可以得到一种高饱和颜色的绿黄到黄绿色钻石，个别样品呈黄色或褐黄色。
从处理方法我们可以想到"GE POL"钻石，的确这两种钻石的处理环境非常相似，但处理的结果可以说是截然相反的。
"GE POL"相对处理前颜色变浅，而GE和Novatek的这种处理的目的是使钻石颜色带有明显的绿色成分。
瑞典处理商则是努力使钻石与天然黄钻颜色相似。
总之，这种高温高压处理钻石相对处理前颜色更加艳丽。
之所以得到截然不同的结果是因为，"GE POL"处理钻石的原料是不含氦的，Ia型钻石，而高温高压处理钻石的原料是含聚态氮的Ia型钻石。
下面对这种钻石的性质及鉴定方法简要介绍：高温高压处理钻石的颜色饱和度都很高，并且有的还有暗色调。
多数处理钻石属绿黄色到黄绿色色系，少量呈黄色或褐黄色。
绿黄色到黄绿色样品在不同光即首饰镶嵌或修改时的必要温度，宝石的体色包括可见光激发的绿色荧光会有暂时地改善，即颜色的饱和度会增强，不过宝石冷却下来后，颜色会恢复到原来的样子放大检查由于高温高压处理钻石的处理环境与"GEPOL"钻石非常相似，所以有的镜下特征如出一辙。
第八章.高温高压种晶触媒法合成钻石
第八章.高温高压种晶触媒法合成钻石要点：1．钻石合成方法的发展历史2．高温高压种晶触媒法基本原理、合成装置与条件、过程及特点3．合成钻石的鉴定一、钻石合成方法的发展历史早在18世纪人们就开始了合成钻石的探索，但直到20世纪，由于热力学及高温高压技术的发展，才使钻石的合成得以实现。
1953年瑞士工程公司（ASEA）使用压力球装置首次成功地合成出了40粒小颗的钻石，美国通用电气公司（GE）也于1955年采用压带装置合成出了小颗粒的钻石。
此后，工业级钻石的合成技术得到广泛应用，目前几乎三分之二的工业用钻已由合成钻石替代了。
但直到1970年宝石级大颗粒的钻石才由美国通用电气公司合成成功。
经过近三十年的努力，目前已能获得十几克拉大的晶体，但宝石级钻石合成的成本仍然很高，虽有初步的商业化，仍不能进行大批量的生产。
2000年合成的可切磨的钻石只有3500ct，仅占当年天然宝石级钻石产量的0.01%。
到二十世纪九十年代，人们发明了一种化学气相沉积法（CVD）---一种在低压下生长钻石的新方法。
这种方法是在钻石的亚稳定区，用加热、放电等方法激活碳基气体（如甲烷），使之离解出碳原子和氢原子（或甲基CH3和氢原子），碳原子在甲基和氢原子的作用下在固相基片如籽晶上沉积形成金刚石单晶薄膜或多晶质薄膜。
目前生长速度只能达到每周0.02mm，可获得的金刚石薄膜厚度太小（几十至几百微米），还远不能用来合成宝石级钻石，这种技术有时被用于钻石及其它材料的表面镀层，在珠宝首饰业应用还十分有限。
二、合成钻石的原理与合成方法1．合成钻石的原理图8-1 钻石-石墨相图钻石和石墨是碳的两种同质多像的变体。
根据钻石-石墨的相平衡图可知，在常温常压下石墨是碳的稳定结晶形式，而钻石是一种亚稳定状态。
钻石只有在高温高压下才是最稳定的，天然钻石形成并保存于上地幔高温高压的条件下充分证明了这一点。
但要在常温常压下破坏钻石中的C-C键需要很高的能量，因此，钻石不会自动转变为石墨。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
难度大；接触面小，转化率低 熔融态的触媒与石墨的接触面 很大，可产生大面积的转变。
降低石墨向钻石转化的温度和压力条件，提高转化率。
触媒： 第八族的过渡元素（Ni,Go,Te等）、可与碳形成化合物的元素的合 金（Ti,Zr）、其它金属单质（Cu,Au等）和化合物（碳酸盐、氢氧 化物等）。促使石墨层扭曲，变成钻石结构。 触媒的作用： 溶剂——溶解碳； 催化剂——激发石墨向钻石转变。
2011-12-8
晶种触媒法合成钻石单晶
合成钻石 的原理： 的原理：
利用金属 触媒使六 方结构的 石墨向立 方结构的 钻石转变。
2011-12-8
晶种触媒法合成钻石单晶
有无触媒条件比较： 有无触媒条件比较：
方法 温度 °C 无触媒 2700 有触媒 1200 压力1010Pa 比较
1.254
0.4—1
2011-12-8
合成宝石的方法及分类
三、亚稳定区域内生长钻石的方法（低压法） 亚稳定区域内生长钻石的方法（低压法） 1、气象法：此法生长速率慢、颗粒很细。 、气象法 2、液相外延生长法：美国曾提出用此法生长大钻石单晶。 、液相外延生长法 3、气液固相外延生长法：用这种方法得到的钻石, 其直 、气液固相外延生长法 径为10～50 mm, 长2 mm 的晶须和直径约0. 1 mm 的球状 钻石, 生长速率平均10 μm/ h( 微米/ 小时) , 最大可达100～ 400μm/ h。 4、常压高温合成法：生长的钻石为0. 1～0. 5 mm, 个别曾 、常压高温合成法 超过0. 5 mm。
2011-12-8
晶种触媒法合成钻石单晶
• “BARS”法合成钻石 的设备及工艺 • 工艺条件： 压力 5.0-6.5GPa 温度 1350-1800°C 触媒 各种过渡金属 晶种 天然或合成钻石 碳源 石墨或钻石粉
2011-12-8
合成钻石的后处理
• 杂质 杂质：石墨、金属或合金、叶蜡石 • 原理 原理：钻石稳定性高，不与酸、碱等反应； 石墨易被强氧化剂氧化；金属或合金易与 酸反应或被电解；叶蜡石能与碱反应。 • 方法 方法： 清除金属或合金 硝酸浸泡法，王水处理法， 电解法等 清除石墨 硝酸-硫酸法，磁选法等 清除叶蜡石 碱除法
11
晶种触媒法合成钻石单晶
• 石墨向钻石转化的三个阶段： 石墨向钻石转化的三个阶段： 1、熔融金属和石墨相互渗透、扩散和溶解，形成 类似石墨结构的富碳扩散层。 2、石墨逐渐向熔融金属内扩散，在过渡金属和碳 原子的相互作用下，形成钻石的结晶基元。当有 晶体存在时，金属熔液又起了媒介作用，把钻石 结晶元输送到生长晶面附近。 3、聚集在生长晶面附近的钻石结晶基元在晶面上 叠合，进入晶格位，使钻石晶体不断长大。
2011-12-8
钻石的合成方法及分类
钻石和石墨是碳的两种 同质多像的变体。根据 同质多像 钻石-石墨的相平衡图可 知，在常温常压下石墨 在常温常压下石墨 是碳的稳定结晶形式， 是碳的稳定结晶形式 钻石只有在高温高压下 才是最稳定的，在高温 才是最稳定的 高压（相图中钻石稳定 区的条件）下，石墨的 中的碳原子会重新按钻 石的结构排列，而形成 钻石。
晶种触媒法合成钻石的鉴别
22
晶种触媒法合成钻石的鉴别
紫外荧光：合成钻石的长波紫外荧光弱于短波 长波紫外荧光弱于短波，而天然钻石的正好相反。 长波紫外荧光弱于短波 荧光分带图案：合成钻石在超短波紫外线下有特征的分带现象，称为“马尔他十 字分带”现象，天然钻石则显示年轮状荧光分布。 阴极发光：与紫外下荧光分带特征相似。
晶种触媒法合成钻石单晶
• 是指以石墨、钻石粉或石墨与钻石粉的混 合物为碳源，将其融化于金属触媒中，在 温度梯度的作用下，使熔化在触媒金属中 的碳输送到高压反应腔中温度较低的钻石 晶种上，以晶层的形式沉积于晶种上而长 大成钻石方法。 • 晶种触媒法合成钻石的原理及设备 • 晶种触媒法合成宝石级钻石的工艺过程 • “BARS”法合成钻石的设备及工艺
• 19世纪3位有影响的科学家 J.B.汉纳、亨利·莫桑、查尔斯·帕森斯爵士 • 20世纪合成钻石的发展 1、1953年瑞士通用电气公司（ASEA）首次用铝热剂加热碳和 铁的混合粉末，在结构复杂的高压球中合成钻石。（小颗粒， 直径约0.5mm） 2、1955年美国通用电气公司（GE）在“压带”装置中用石墨— 叶腊石混合物合成了钻石。（小颗粒，直径0.15mm） 3、1988年GE公司合成首批克拉级超级钻石，1992的颗粒重量 达到了3克拉。 4、1988年戴比尔斯合成重11.14克拉的大钻石。1990年又合成 重14.02克拉的钻石。 5、1990年苏联合成了重1.5克拉不同颜色的宝石级钻石。 6、2000年，日本合成了8克拉的优质IIa型钻石单晶。 7、我国钻石的合成主要在中科院、吉林大学、河南理工大学等 地进行，合成钻石主要用于工业使用。
高温高压法合成宝石与鉴别
• 钻石的人工合成 • 翡翠的人工合成
2011-12-8
钻石的人工合成
钻石的人工合成
• • • • • • • 钻石的沿革与发展 合成钻石的方法及分类 晶种触媒法合成钻石单晶 合成钻石的后处理 晶种触媒法合成钻石的优缺点 晶种触媒法合成钻石晶体的特征 合成钻石的鉴别
合成钻石的沿革与发展
温度（ 温度（°C） 压力 ） 压力(GPa) 1000—2000 2700 1500 5—10 12.5 6
触媒 金属或合金 无 金属
6
合成钻石的方法及分类
二、动力法（动压法） 动力法（动压法）
1、爆炸法（工业常用）： 、爆炸法（工业常用）：此法最大的优点是便宜、投资少、单次产量高(可达 ）： 500 ct 左右) 。在最佳情况下, 每千克炸药能生产60 ct 钻石。 2、液中转变法：其特点是设备费用和维持费用较低, 能降低产品成本; 另外能连 、液中转变法： 续运转, 便于自动化连续生产。主要缺点是产量不高。 3、直接转变六方钻石法：以结晶良好的石墨为原料，对它的C轴给予强的压缩， 、直接转变六方钻石法： （13GPa,1000°C以上），直接转化为六方晶系钻石。
2011-12-8
晶种触媒法合成钻石单晶
• 合成钻石的设备 油压机：有两面、四面、六面砧压机。 油压机 是静态高压设备的核心部分，可将液压机的驱动力变成对 高压腔中被压物质的静态高压。 高压容器（合成腔）：是宝石合成的场所具有抗压、密封、 高压容器 保压、隔热、绝缘性能，并能提供合成腔体及均压区域。 加热系统、测试控制系统：良好的热稳定性及精确的测试 加热系统、测试控制系统 来控温控压。 • 传压介质叶蜡石 作用：传导压力，将施压磨具顶面压力传递到反应物体系， 并有效地压缩反应物；密封施压磨具；保温。 要求：叶蜡石密度均匀，各项性能一致。
2011-12-8
晶种触媒法合成钻石的优缺点
• 优点 可控晶体生长中心的数目 避免由石墨转化为钻石的压力差 可使生长条件长时间稳定 • 缺点 生长时间长，成本高 对工艺条件要求高
2011-12-8
晶种触媒法合成钻石的特征
（一）合成钻石的晶型
一般为立方体与八面体的聚形 （右图） "BARS"法合成钻石晶体表现为八面体，或在晶形上有 轻微的歪曲，这是由“温度梯度”法合成钻石的标 志。
适当温度下：晶面平整，晶棱平直。在钻石{111}面上 生长有三角形突起。 （三）合成钻石晶体的颜色 一般呈淡黄色（低温生长者色较深，高温生长者色 浅）。 “BARS”法合成的黄色系列，具有高饱和度及柔和色调。
20
晶种触媒法合成钻石的特征
（四）合成钻石晶体的内部特征和杂质分布
杂质分布与晶体生长速度有关。 杂质分布与晶体生长速度有关。 法未发现晶种，只可从基底看到晶种压制留下来的凹痕。 “BARS”法未发现晶种，只可从基底看到晶种压制留下来的凹痕。透 明度和净度高。 明度和净度高。 杂质：黄色——N；蓝色——B；N型半导体材料——P 杂质： 杂质分布的区域性。 杂质分布的区域性。
图 W-1
2011-12-8
钻石-石墨相图
合成钻石的方法及分类
一、静压法
1、静压触媒法（工业常用）： 、静压触媒法（工业常用）：可得到磨料级钻石、大颗粒钻石单晶和聚晶。 ）： 2、静压直接转变法：得到的是微细钻石粉末。 、静压直接转变法 3、晶种触媒法：宝石级合成钻石的方法。 、晶种触媒法：
方法 静压触媒Biblioteka 静压直接转变法 晶种触媒法温度较低（ 温度较低（1300℃）时 ℃ 以立方体为主， 以立方体为主，温度较 高（1600℃）时以八面 ℃ 体为主
图 W-7 合成钻石晶型与生长温度的关系
19
晶种触媒法合成钻石的特征
（二）合成钻石的表面特征
温度过低时：晶面的边缘常突出而中心凹陷，有时整 个成为凹面。
温度过高时：新生面将遭到溶解，由于边缘首先溶解， 温度过高时：新生面将遭到溶解，由于边缘首先溶解， 整个晶体变圆。 整个晶体变圆。
图W-12 沙漏状与马耳他十字
晶种触媒法合成钻石的鉴别
图W-8 合成钻石漏砂状纹理
图W-9 合成钻石树枝状纹理
晶种触媒法合成钻石的鉴别
钻石的人工合成
钻石的人工合成
谢 谢 ！
2011-12-8
2011-12-8
晶种触媒法合成钻石单晶
2011-12-8
晶种触媒法合成钻石单晶
• 晶种触媒发合成宝石级钻石的 工艺过程 1、合成宝石级钻石的关键因素 晶种、温度梯度、反应物纯净度 （不被污染） 2、工艺过程 碳源：光谱纯的石墨、钻石粉或石 墨与钻石粉 的混合。 触媒：镍铁（1:1） 晶种：放置在下端冷区，使{100}面 对金属触媒（接种面）。 条件：压力5.5*109Pa，温度 1300°C—1400°C。