DiamondViewTM在宝石检测中的应用

涂 彩 汤红云 陆晓颖 / 国家金银制品质量监督检验中心（上海）

DiamondViewTM在宝石检测中的应用

涂 彩 汤红云 陆晓颖 / 国家金银制品质量监督检验中心（上海）

通过对天然、合成钻石，充填处理祖母绿及合成红宝石的检测实验，证明了DiamondViewTM在宝石检测中的多样化应用。实验结果表明，DiamondViewTM还可以直观快速地观察到祖母绿裂隙中的充填物；同时也可以用来检测例如焰熔法合成红宝石等其他合成宝石，是一台比较直观方便的珠宝检测辅助仪器。

DiamondViewTM；合成充填处理

0 引言

随着科技进步及珠宝市场的发展，宝玉石合成、处理技术层出不穷，而珠宝检测仪器设备也在不断地更新发展。DiamondViewTM（钻石观察仪）是英国DTC生产的一系列钻石检测仪器之一，主要用来鉴别合成钻石。其原理是将钻石暴露于强短波紫外辐射下，使用CCD采集荧光及磷光图像，并以此鉴别天然及合成钻石[1]（它不仅可以观察钻石的荧光图像，也可以用来观察磷光图像）。虽然DiamonViewTM是为了鉴别合成钻石而出产的，但由于其辐射源强度远高于传统宝石紫外灯，且观察结果直观、清晰，因此，除钻石外，还可以用来观察其他宝石的生长结构，甚至可以观察充填处理宝石的裂隙充填特征。

1 DiamondViewTM简介

DiamondViewTM使用的是波长小于225 nm的短波紫外线，设备中具有一个氙气闪光灯以及带光学器件的专用紫外线滤光器，它们可以在样品上产生一个强紫外线照明区域，样品的成像通过彩色CCD摄像机完成，荧光图像可直观地显示在计算机监视器上，并会自动捕获磷光图像。白光照明条件可帮助观察样品在激发前的准焦和对比，通过调节积分时间、视场光阑、激发模式等来获得最佳图像。DiamondViewTM鉴别样品的大小范围为0.05～10 et。

2 DiamondViewTM在珠宝检测中的应用

2.1 区分天然、合成钻石

钻石表面会吸收大量强短波紫外线，从而产生荧光图像。天然及合成钻石由于生长方式不同，导致不同生长面的不均匀杂质浓集，产生了不同结构的荧光图像，而通过这些图像可以明确识别出天然及合成钻石。天然钻石的生长环境较为复杂，因此发光区域形态通常复杂多变，分布无规律性，但发光通常相对均匀，通常为蓝色（图1）。HPHT（高温、高压）法合成钻石由于八面体{111}、立方体{001}、十二面体{110}等面的同时发育，呈现出一种立方-八面体晶形，虽然切磨后其晶形消失，但在DiamondViewTM的强紫外荧光下，仍呈现为典型的“立方-八面”或“黑十字”式的发光图案（图2）。CVD法合成钻石的生长方式和天然钻石有着本质上的差异。CVD合成钻石通常为IIa型，但由于其层状的生长方式，生长面上不同生长阶段氮元素掺杂量的差异使其呈现了典型的近于平行的条纹状特征（图3）。而天然IIa型钻石通常由于多边形化位错网络的存在而呈现一种“马赛克”的发光特征（图4）。早期的CVD合成钻石通常具有典型的强橙色荧光，现在多通过高温高压处理后消除，但层状的生长特征仍是鉴定的有力依据[2-3]。

图1 天然钻石的荧光图像

图2 HPHT合成钻石的荧光图像

图3 CVD合成钻石的荧光图像

图4 天然IIa型钻石“马赛克”状荧光图像

2.2 观察充填物

祖母绿、碧玺等裂隙发育类宝石通常会进行充填处理以改善其品质。充填处理的检测通常依靠放大观察，有时难以判定充填物的存在，但用DiamondViewTM，充填物显示与样品本身以及裂隙不同的荧光特征，可以更为直观地进行观察，因此可作为检测充填处理的一种辅助手段。图5为祖母绿的充填处的荧光图像，充填处呈现暗黄绿色荧光，明显区分裂隙的蓝白色荧光（图6）及祖母绿本身的红色荧光，显示了充填物的存在。而DiamondViewTM中，祖母绿的色带清晰可见（图7），也为祖母绿的生长特征研究提供了帮助。

图5 祖母绿中的充填物的荧光图像

图6 祖母绿的表面裂隙的荧光图像

图7 祖母绿色带的荧光图像

2.3 鉴别合成红宝石

使用DiamondViewTM同样可以通过生长特征鉴别除钻石外的其他合成宝石。焰熔法合成红宝石具有独特的弧形生长纹，可以区分于天然红宝石。但有时生长纹不明显，在显微镜下难以观察，但这些生长特征在DiamondViewTM下却非常清晰直观地显现出来。图8为焰熔法合成红宝石的荧光图案，有明显的弧形生长纹，因此可以作为直观的鉴别依据。同样，DiamondViewTM也可以应用与鉴别其他具有明显生长特征的合成宝石。

图8 焰熔法合成红宝石的荧光图像

3 结语

DiamondViewTM虽然是以鉴别合成钻石为目的而生产的检测仪器，但是由于其强辐射源以及便利的观察方式，使得它在鉴别其他宝石的合成及充填处理时也具有一定的辅助作用。本文通过对合成钻石、充填处理祖母绿及合成红宝石的检测，发现DiamondViewTM在宝石检测应用中的多样化，证明了它是一种非常直观和方便的辅助检测工具。

[1] Diamond Trading Company.DiamondViewTM用户使用手册[R]. 伦敦：2010.

[2] 张蓓莉. 系统宝石学，2版[M]. 北京：地质出版社，2006.

[3] James E Shigley. Gems & gemology in review: Synthetic diamonds [M]. Wisconsin: Worzalla Publishing Company. 2005.

[4] Philip M Martineau, Simon C Lawson, Andy J Taylor, et al. Identification of synthetic diamond grown using chemical vapor deposition (CVD)[J]. Gemes& Gemology, 2004, 1(40): 2-25.

[5] Wuyi Wang, Ulrika F S D’Haenens-Johansson, Paul Johnson, et al. CVD Synthetic Diamonds From Gemesis Corp[J]. 2012, 2(48): 80-97.

[6] 孙媛，陈华，丘志力，等. 中国3个商业性钻石产地天然钻石的DiamondViewTM图像及其意义[J]. 岩石矿物学杂志，2012，2（31）：261-270.

[7] 陆晓颖，汤红云，涂彩. 红外光谱仪在优化处理祖母绿鉴定中的应用[J]. 上海计量测试，2013，4（236）：4-7.

On the application of DiamondViewTMin gem identi fi cation

TuCai，Tang Hongyun，Lu Xiaoying
（National Center of Quality Supervision & Inspection on Gold-Silver Products, Shanghai）

This article test natural, synthetic diamonds, filled emeralds and synthetic ruby using DiamondViewTM, and prove that DiamondViewTMis a useful tool for gem identification. DiamondViewTMis always used for identifying synthetic diamonds by fluorescence image which can show the structural characteristics of growth of diamond. But in our results, DiamondViewTMcan also observe fillers in fissure of emerald quickly and directly; and also, DiamondViewTMcan be used to identify other synthetic gemstones, like synthetic ruby by flame fusion method. These prove that DiamondViewTMis a more intuitive and convenient instrumentation for gem identification.

DiamondViewTM; synthesis; fillingtreated