HTHP合成钻石在首饰中的鉴别特征(下)①

朱红伟,李婷,李桂华

(国家黄金钻石制品质量监督检验中心,山东济南250014)

HTHP合成钻石在首饰中的鉴别特征(下)①

朱红伟,李婷,李桂华

(国家黄金钻石制品质量监督检验中心,山东济南250014)

采用宝石显微镜、红外光谱仪、X荧光光谱仪、紫外-可见光分光光谱仪、紫外荧光灯、Diamond View等对HPHT合成钻石做了较详细的测试与分析。结果表明:这些HTHP合成钻石具有较为一致的黄色,放大检查可见合成钻石内部含有大量棒状、柱状、细小微粒状的铁镍合金包裹体,这些合成钻石几乎都有磁性甚至有些磁性较强。HTHP合成钻石的红外反射光谱非常特征均具有明显的1131cm-1的吸收峰,为Ib型钻石(此类钻石在天然钻石中极少见到)。HTHP合成钻石在X荧光光谱仪下有强烈的铁峰和镍峰,并且在短波紫外线下多数具有绿黄色荧光。HTHP合成钻石在Diamond View下具有不同程度的黄绿色荧光,个别具有黑十字现象。

HTHP合成钻石;红外光谱;X荧光光谱;显微镜;Diamond View

2.4 X射线荧光光谱仪分析

X荧光光谱(ED XRF)分析采用Ther-mo NORAN Quan X EC型能谱仪测试。仪器采用Rh靶,测试时设定电压为20k V,电流为仪器自动控制,在真空状态下测试,选择中等厚度Pd滤片进行测试。测量托架时电流自动调整为0.46m A,测量HTHP合成钻石时电流自动调整为0.02m A。元素标注定性借助仪器软件自动寻峰功能和手动寻峰功能相结合的方式进行。通过检测发现托架材料中不含Fe、Ni的成分(如图9),合成钻石中含有一定量的铁和镍(如图10),进一步证实了宝石显微镜下观察得到的结果。而天然钻石中几乎不含有Fe、Ni杂质。

图9 托架的X射线荧光光谱图Fig.9 The X-ray fluorescence spectra of the bracket

图10 HTHP合成钻石的X射线荧光光谱图Fig.10 The X-ray fluorescence spectra of HTHP synthetic diamond

2.5 紫外-可见光分光光谱仪分析

实验采用PE公司生产的Lambda 950型紫外-可见光分光光谱仪,测试范围300～800nm,扫描间隔0.5nm,室温20℃,相对湿度45%。通过对合成钻石和天然钻石的测量发现,天然钻石中存在415nm的吸收线(主要为Ia型钻石)(如图11),而对HTHP合成钻石的测量中未出现此吸收线(如图12)。

图11 天然钻石中的415nm吸收线Fig.11 415 nm absorption line in natural diamond

图12 HTHP合成钻石UV-VIS光谱Fig.12 UV-VIS spectrum of HTHP synthetic diamond

2.6 磁性测试

在此批钻石首饰中,大多数合成钻石内部都含有或多或少的金属包体,金属包体具有磁性,可被磁铁吸引。为准确测量,同时避免金属托架对测量结果的影响,笔者将部分合成钻石由成品首饰上拆下。在检查过程中,将钻石排列成一行,用磁铁靠近样品,发现大多数合成钻石都会随磁铁的移动而摆动,部分钻石甚至被磁铁吸住(如图13)。通过宝石显微镜观察这些被磁铁吸住的合成钻石,发现它们都含有较多的金属包体,且一般呈现棒状。而天然钻石很少会具有磁性,既使有磁性一般都很弱。

图13 部分HTHP合成钻石被磁铁吸住Fig.13 Some HTHP synthetic diamonds are attracted by the magnet

2.7 紫外荧光

将由成品首饰上拆下来的合成钻石做荧光测试,发现在长波紫外线下均呈现惰性,而在短波紫外线下多数样品为弱到中等的绿黄色荧光(如图14)。而天然钻石一般在长波下的荧光强度强于短波下的荧光强度。

图14 HTHP合成钻石在短波紫外线下的荧光Fig.14 The fluorescence of HTHP synthetic diamond under shortwave ultraviolet

2.8 Diamond View

在Diamond View下观察样品,发现HTHP合成钻石均具有不同强度的黄绿色荧光(如图15),个别样品可见典型的黑十字现象(如图16)。而天然钻石却具有蓝白色荧光。

图15 HTHP合成钻石具有黄绿色荧光Fig.15 The yellow green fluorescence of HTHP synthetic diamond

图16 HTHP合成钻石的黑十字现象Fig.16 The black cross phenomenon of HTHP synthetic diamond

通过以上的测试可以确定此批黄色钻石为HTHP合成钻石。通过放大检查、红外光谱、X射线荧光能谱仪、Diamond View、紫外-可见光分光光度计等测试可以有效地鉴定它们。

3 结论

(1)这批合成钻石呈现较为一致的黄色,通过放大观察发现内部含有大量的铁镍金属包体,在反射光下显示金属光泽,透射光下不透明,为HTHP合成钻石。

(2)红外光谱测试合成钻石均显示由氮原子吸收所致的1131cm-1的吸收峰,为Ib型钻石,此类型钻石在自然界中极少。通过光纤光谱仪未测出合成钻石含有415nm吸收线。

(3)X荧光能谱仪测试合成钻石中含有明显的铁镍包体,这些合成钻石几乎都具有磁性,有的甚至比较强,并且在短波紫外灯下多数显示绿黄色荧光。

(4)Diamond View测试HTHP合成钻石均具有不同程度的黄绿色荧光,部分具有黑十字现象。

(5)紫外-可见光分光光度计测试HTHP合成钻石不具有415nm吸收。

[1] 吴舜田,钻石的红外光谱[J].宝石和宝石学杂志,1999,3(1): 33-34.

[2] 何雪梅.天然金刚石的红外光谱特征及其分类[J].地质与勘探, 2000,7(4):45-47.

[3] 陆太进.钻石鉴定和研究的进展[J].宝石和宝石学杂志,2010, 12(4):1-5.

[4] 张培莉.系统宝石学[M].北京:地质出版社,2006.5.

Distinction Character of Synthetic Diamond in Jewelry

ZHU Hong-wei LΙTing,LI Gui-hua
(National Gold&Diamond Testing Center,Jinan,250014,China)

A detailed test and analysis has been conducted on HPHT synthetic diamond by a various techniques including Gem Microscope,infrared spectrometer,X fluorescence Spectrometer,Ultraviolet-visible spectrophotometer,UV fluorescent lamp and Diamond View.The result shows that these HTHP synthetic diamonds is relatively consistent in a yellow color.Large amount of rodlike columnar fine grain ferronickel inclusions can be observed in these synthetic diamond under microscope.All of these diamonds are magnetic and some of them are strong magnetic.Infrared reflective spectrum for all the synthetic diamonds have an obvious 1131cm-1absorption peak which belongs to Ib type diamond (this type of diamond is rarely seen among natural diamond).Strong iron and nickel peaks are observed in the X-ray fluorescence pattern of the HTHP synthetic diamonds and most of them emit green yellow fluorescence.HTHP synthetic diamonds emit varying degrees of green yellow fluorescence under Diamond View and some of them show a black cross phenomenon.

HTHP Synthetic Diamond;infrared spectrum;X-ray fluorescence spectrum; Microscope;Diamond View

TQ164

A

1673-1433(2014)04-0014-04

2014-06-10

朱红伟(1982-),男,本科,宝石及材料工艺学专业,工程师,主要从事珠宝首饰检测与教学工作。