9 合成钻石及鉴别

仪，而使用Ⅱ型的确认仪时，只0.8%的天然钻石和全部的合
成钻石不通过。
七、合成钻石紫外荧光鉴别
在长、短紫外线下，均 为黄—黄绿色荧光，短 波强于长波荧光 荧光分布呈十字、八边形或其它 几何图形。
合成钻石在短波有 较强不均匀的荧光
天然钻石在紫外线下荧光可有可无，若有则为长波下强 于短波，短波很弱。
利用合成钻石与天然钻
3.碳源： （1）原料：钻石粉或石墨；
（2）碳被吸收到周边的金属溶剂中，过饱和时结晶成钻石。
（3）合成较大颗粒的钻石时需籽晶作晶核，围绕它生长 成钻石晶体。
3)设备及合成方法
1、压带法合成方法 (1)将钻石粉作为碳源放在生长仓内; (2)生长仓放在两个碳化钨砧之间;使其经受高温高压作用;
(3)生长仓底部的温度比顶部略低,顶部钻石粉溶解并朝底部运动; (4)钻石在低温区围绕籽晶开始生长.(见图)
二面体或聚形及不规则的形态。 合成钻石 八面体和立方体的聚形
晶面平直、晶棱陡立、晶角 尖锐、晶体表面有树枝状、 不规则的小丘或瘤状物。
合成钻石具树枝及不规则图案 天然钻石熔蚀使晶面、晶棱弯曲，浑圆状外观，三角形、四边 形、网格状等蚀象。
二、合成钻石的颜色鉴别
1、大多数合成钻石呈黄色、褐黄色，色泽鲜艳, 具 沙漏状色带。颜色分布不均匀是合成钻石的明显特征
因钻石中的C-C键要转变为石墨结构需很大能量，因此 钻石可在常温、常压下稳定存在。
2）合成钻石生长条件: 1、高温、高压条件下生长： 2、金属触媒（催化剂）作用： （1）金属触媒：Fe、Ni、Co、Pd 等合金 （2）作用： 降低合成的温度、压力；
提高合成效率（石墨--钻石的转变率提高）；
无触媒时需更高温度。

十、籽晶及籽晶幻影区
某些合成钻石中存在的沿着四方形种晶向外生长延伸边缘
由相对明亮的细线构成的锥状生长区。无论种晶是否被切
磨掉，幻影区仍可存在，浸液中观察更明显。 籽晶片
籽晶幻影区
请你回答

用图画出合成钻石的一些晶体外形，描述生 长温度如何影响晶体外形。

说明合成宝石级钻石的过程，合成宝 石级钻石对未来钻石商贸有什么影响。 简述合成钻石与天然钻石的鉴别，如何鉴别 已切磨的合成钻石。
钻石小晶体，未正式对外宣布。
2、美国通用电气公司（GE） 1955年美国通用电气公司(GE)公布用压带法-- (Belt)合成钻 石成功。1971年，GE公司首次合成了5mm以上的宝石级钻石,
不仅有黄、褐色，还有近无色及蓝色钻石。
3、南非De beers公司
1959 年 合成出工业钻石—钻砂； 1987年合成了11.14克拉宝石级钻石； 1990年合成了质量很好的14.2克拉钻石单晶。
1）合成钻石的颜色控制 1、加入所需量的氮即可合成深黄色的Ib型晶体 2、使用N的“吸收剂”铅或锆，形成Ⅱa钻石，呈无 色
3、加入少量的硼，就可合成IIb型蓝色钻石。 4、可通过对合成钻石辐照和加热产生粉红到红色
5、可对合成钻石进行高温高压处理（HPHT),晶体结构
中的孤氮原子可运移并集合,从而产生Ia型钻石
第九章 合成钻石及其鉴别
第一节
合成钻石的历史
一、合成钻石的概念
通过一定的技术与工艺流程人 工制造出来的钻石，与天然钻 石的外观、化学成分和晶体结 构基本相同。 现有技术使合成钻石在颗粒、透明度 及色彩方面已接近天然钻石。
二、合成钻石的发展历史
1、瑞士工程公司（ASEA） 1953年瑞士工程公司（ASEA）使用压力球装置，生产出40颗
含有金属包裹体，因而产生磁性。 天然钻石中未见此特性。
五、阴极发光仪
合成钻石具有规则的阴极发光，八面体发光区和立方体发 光区排列规则。 天然钻石表现为复杂的发光图案。
合成钻石阴极发光的式样
六、吸收光谱的鉴别
合成钻石缺失天
然钻石Leabharlann Baidu无色—
浅黄色系所具有 415nm特征谱线。 Diamond Sure （钻石光谱鉴定仪) 5%的天然钻石和全部的合成钻石不能通过第一代的钻石确认
4、1985年日本住友公司合成了2ct黄色的宝石级钻石 5、1990年俄国采用分裂球装置合成了晶体形态、净度、
色级达到了宝石级天然钻石的合成钻石
6、中国：1963年研究成功细粒合成钻石 ；1965年 生产出1~3.5mm的大颗粒钻石
上述的合成都是采用高压高温法。近年来低压高温条件下化学
气相沉淀法（CVD）合成单晶钻石取得了重大进展。 合成宝石级钻石生产技术复杂、成本非常昂贵、价格远远超过 同等质量的天然品，尚未投向市场。
2）控制晶体生长
温度调整可控制晶体的生长，
13000C为立方体
16000C为八面体。
第三节
宝石级合成钻石的鉴别
随着合成技术的成熟、成本下降或天然钻石随着资源
的减少，会不断的进入市场，关注并掌握合成钻石中的
鉴定非常必要。
一、合成钻石晶体鉴别
合成钻石晶体基本上 为立方体与八面体聚形。
天然钻石常呈八面体、菱形十
压带法设备图
2、BARS合成方法 （1）即分裂球无压装置； （2）其所需压力是通过将液体注入压力桶内得到； （3）高压使八个球体合拢，从而对构成八面体形状的6个活塞 产生压力； （4）内部是反应仓，内有: 加热装置； 籽晶 碳源
金属溶剂
BARS装置
二、合成钻石的控制
生长速度：合成1克拉晶体需要60小时，每次1或2颗晶体
现今大部分工业钻砂都是合成的。
合成工业用钻砂,
现年产量已超过一亿克拉（2万公斤）,
GE公司和De beers公司各自占据着世界40%的产量。
第二节 宝石级钻石合成方法
一、合成钻石的方法 静压合成法
静压触媒法 静压直接转变法 晶种触媒法 爆炸法 液中放电法 直接转变六方钻石法
气相法 液相外延生长法 气液固相外延法 常温高温合成法
人工合成 钻石的方法
动压合成法
低压合成法
宝石级钻石合成方法:种晶触媒法。
种晶触媒法又包括压带法和BARS系统(俄罗斯) 1）原理、理论基础 模拟天然钻石的生长环境： 高温： 1350--1800Co 高压： 50--80kb 高压高温条件下，使碳原料在其饱和溶液中，随后在
温度较低的生长舱底部围绕籽晶生长合成钻石晶体。
石荧光的差异De Beers
研制的仪器，称
“Diamond View”，区 分合成钻石与天然钻石。 钻石观测仪（Diamond View
TM）
八、磷光鉴别
合成钻石在短波紫外光照射后可看到磷光； 天然钻石若是发磷光的话则是在长波紫外光下。
九、异常双折射
合成钻石异常双折射表现较弱，某些合成钻石呈十字形交叉 的亮带 天然钻石因生长及运移过程的复杂性表现出复杂的异常双 折射特征，如不规则带状、波状、斑块状和格子状等。
合成钻石颜色具高的饱和度
合成钻石中沙漏状纹
2、合成钻石近无色带有浅灰、浅蓝、微浅黄色 调；
近无色的合成钻石常带一些浅灰调
3、合成蓝色钻石比天然蓝色钻石鲜艳
合成钻石更具鲜艳的色调
三、合成钻石内含物鉴别
常见各种不规则状和大小混杂的金属包裹体、粉尘或面包渣 状包裹体
不同形状的 金属包裹体
四、合成钻石磁性鉴别