钻石颜色成因

1、Cha. 12 钻石的颜色成因 一、钻石的颜色类型 三个系列三个系列： a. 开普系列：开普系列：无色、微黄、浅黄至黄色的连续渐 变系列，又称Cape或 好望角系列； b .褐色系列：褐色系列：由微褐至褐色的连续渐变系列； c .花色系列：花色系列：具有清晰特征色彩，颜色饱和度 高，吸引力强，价值高的有色钻石。 如：粉红、紫红、蓝、绿、金黄等。 褐色及黄色是否作为花色系列依市场变化而定。褐色及黄色是否作为花色系列依市场变化而定。 二、钻石中的杂质类型及分类 1、 影响钻石颜色的杂质主要有： N、 B、H， 以氮最为常见， 依红外光谱吸收确定确定N 的存在形式或类型有： a. 孤氮孤氮：单原子N

2、 ,一个氮 原子占据C位,氮原子间 彼此不相连,特征吸 收峰1130cm-1，b. 双原子双原子N：A集合体或N2中心，两个N原子占据相邻两个碳原子位置，特征吸收为 1282cm-1 ， c. 三原子氮：三原子氮：N3中心，三个N原子占据相邻三个碳原子位置，并伴随一个结构空位，特征吸收峰为415nm，是钻石呈黄色的主要原因（吸收兰紫色光呈黄色）； d. 集合体氮：集合体氮：又称B 中心，由4个或4个以上的N原子占据相应的碳原子位置， N原子亦可聚集成小片晶，特征吸收峰约1370cm-1； 2钻石分类：钻石分类： 原则：原则：对红外光的吸收及紫外光的透过 能力差异确定钻石的类型。本质 是内部杂质

3、元素类型和存在形式 的差异。 仪器：仪器：傅立叶变换红外光谱仪和 紫外可见光分光光度计。钻钻 石石 分分 类类钻钻 石石 分分 类类 三、颜色成因：三、颜色成因：影响颜色的4个因素： 杂质元素致色 塑性变形致色 辐射中心致色 矿物包裹体致色 1无色钻石无色钻石：纯净、无杂质、无晶格变形。 2黄色钻石：黄色钻石： aCape系列： N2、N3 、B中心， 光谱：415、423、 435、465、478nm 强峰415nm bCanary 黄：金黄色， 孤氮中心， 光谱：503、637nm cFancy系列：深黄、 棕黄色， 由H3 、H4（幅照损伤中心）色心所致， 光谱：天然：H3 503nm

4、H4 415、477、496nm 人工：H3+H4+595nm 3褐色褐色 塑性变形：碳原子位错或内部晶格变形。 光谱：495、503、 512、537nm， 503nm强吸收峰。4粉红、紫红色粉红、紫红色 天然的粉红色：与褐色成因相似。 光谱：Ia : 415、 478、 560nm IIa : 390、 396、560nm Argyle粉红色：415、 503、 560nm 粉红色均以560nm吸收带为特征。紫色钻紫色钻棕色钻棕色钻金黄钻金黄钻橙色钻橙色钻粉红钻粉红钻绿钻绿钻蓝钻蓝钻钻石塑性变形：位错钻石塑性变形：位错 5蓝色：蓝色： B原子所致，其外层为三个价电子，当与碳原子形成共价健时

5、产生一个空穴，并被相邻的碳原子的电子充填，电子吸收长波（红色），残余色呈蓝色。 6黑色：黑色：大量的暗色不透明的包裹体 微晶状 铁质 矿物或分子级石墨化。 7绿色：绿色：辐射损伤中心致色， 天然钻石常为很薄的绿色表皮。 四、人工改色四、人工改色 改变体色方法两种： 1、辐照和热处理、辐照和热处理 ，包括： 回旋加速器处理 射线处理 中子处理 电子处理 镭盐处理 其中，电子处理和中子处理是普遍使用的颜色处理方法。 2、 高温高压处理，高温高压处理，包括两类钻石： GE-POL钻石 Nova钻石 1回旋加速器处理回旋加速器处理 用 亚原子如质子、 氘核等带正电荷粒子轰击钻石 结果：暗绿色（长时间为

6、黑色）， 表层浅部，放 射性几小时消失。表层显示暗色标志。 加热：500-900黄、橙、褐色 2 -Ray处理处理 Co-60源产生r射线辐射钻石，整体改色； 结果：蓝、蓝绿色，速度慢，时间长，少用 3镭盐处理镭盐处理 镭盐中的放射性粒子辐射钻石； 结果：绿色 放射性长久，不用于首饰。 4电子处理电子处理 用加速器加速电子轰击钻石 结果：蓝蓝绿色，仅分布于表层，深度约 1mm，无放射性 加热：500-1200，产生橙黄、粉红、紫红、 褐色等颜色。 5中子处理中子处理 在核反应堆中，用中子轰击钻石 结果：绿色、蓝绿色，长时间变黑色，整体改色， 无放射性。 加热：500-900， Ia：黄、橙色、

7、少数粉红色 Ib：粉红、紫红色 a：褐色橙色、黄色辐照处理钻石橙色、黄色辐照处理钻石 五、辐照处理钻石鉴定五、辐照处理钻石鉴定 1、 分光光度计测定光谱为主要的鉴定方法 经辐照后主要谱线如下： 绿色绿色：GR1-辐射损伤线：741nm；与天然辐照的 类似，但谱线较强； 蓝色蓝色：741nm （GR1），无导电性，而b型天然 钻石导电； 橙、黄、褐色橙、黄、褐色：496、503、595nm为特征吸收线， 加热后，若595nm线消失，则出现1936nm 2024nm的红外区吸收线； 粉红、紫红色：粉红、紫红色：637、595、575、503nm， 以637nm吸收线为特征。 2、回旋加速器处理的颜

8、色分布特征、回旋加速器处理的颜色分布特征 伞状效应：伞状效应：如从亭部方向辐照钻石，当从台面 观察时可见环绕底尖、形如张开的 伞的暗色标志。若从冠部辐照时， 环绕腰棱可见暗色的带。辐照后的伞状效应示意图辐照后的伞状效应示意图辐照后的暗色标志及伞状效应辐照后的暗色标志及伞状效应辐照后的暗色标志及伞状效应辐照后的暗色标志及伞状效应 六、高温高压处理钻石六、高温高压处理钻石 GE公司和Novatek公司采用HTHP的方法处理钻石， 其设备类似于合成钻石的设备，处理结果稳定。 1、GE POL钻石钻石：美国GE公司采用高温高压的方法 对褐色、灰色的a型钻石处理，可处理为无色- 近无色（D-G）的钻石，该类钻石在腰棱上用激 光雕刻GE-POL字样，销售应申明。特点：可能存在：特点：可能存在：a.雾状外观，略带灰色或褐色色调；雾状外观，略带灰色或褐色色调； b愈合羽状体，内部纹理、解理愈合羽状体，内部纹理、解理 c. 异常包裹体异常包裹体 d异常消光。异常消光。 2、诺瓦（诺瓦（NOVA）钻石：钻石： 诺瓦钻石公司采用高温高压的方法将原为 I a型褐色钻石处理为黄绿色钻石，处理温度为 1400-2000度，压力为7-9GPa。 特征：a. 自然罕见的黄绿色，强黄绿色荧光； b. 5