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合成鉆石進入市場光譜檢測辨明“真假”

2020-12-26 09:55:14來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：鉆石閱讀量：5656

　　【儀器網(wǎng) 材料化工】無論是西方神秘學青睞的水晶，還是東方追捧的翡翠，亦或是一直備受市場歡迎的紅寶石、藍寶石、祖母綠等名貴寶石，在二十世紀之后，在那句“鉆石恒久遠，一顆永流傳”之后，就再也沒有動搖過鉆石“寶石”的地位。被賦予了忠貞愛情象征的鉆石，也成為市場普及度高的寶石之一。

　　雖然現(xiàn)在市場上鉆石的昂貴和深入人心與戴比爾斯公司在南非礦藏發(fā)現(xiàn)后的大量廣告營銷有著不可分割的關(guān)系，但是鉆石本身同樣有著不菲的價值。一方面是因為鉆石礦床勘探和開采成本高，寶石級鉆石的數(shù)量少；另一方面，鉆石的加工程序復(fù)雜，對加工人員的工藝水平要求很高。只有經(jīng)過符合鉆石本身物理光學性質(zhì)的合理切割，一顆鉆石才能擁有令人炫目的璀璨光芒。

　　鉆石是由單一的碳元素在高溫高壓下緊密堆積結(jié)晶形成的晶體礦物。碳元素是常見的元素，然而鉆石的人工合成卻比其他寶石更難。不過目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了很多人工合成鉆石。目前鉆石的合成方法有兩種：高溫高壓法(High-Pressure High-Temperature)和化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition)。這兩種方法合成的鉆石被稱為HPHT鉆石和CVD鉆石。

　　高溫高壓法以金剛石粉末為原料，利用熔融金屬溶劑溶解金剛石粉末并在超高壓力下進行結(jié)晶，形成鉆石晶體。HPHT鉆石成本高昂，合成周期長，在很長時間內(nèi)甚至比天然鉆石的價格還要昂貴。而且HPHT鉆石的物理特性與天然鉆石也有較大區(qū)別，比如晶體形狀、內(nèi)部生長結(jié)構(gòu)等。因此HPHT鉆石與天然鉆石的區(qū)分較為簡單。

　　化學氣相沉積法則是以碳基氣體(例如天然氣)為原料，通過微波放電、加熱等方式使氫原子和碳原子離解，其中游離的碳原子沉積結(jié)晶。化學氣相沉積法合成的寶石級CVD鉆石與天然鉆石的特征基本相同，而且彌補了高溫高壓法的多種不足。CVD鉆石也已經(jīng)進入了商業(yè)市場。

　　CVD鉆石與天然鉆石的區(qū)分沒有HPHT鉆石那樣簡單，而且一般CVD鉆石都會經(jīng)過HPHT處理，增加了檢測難度，只有運用先進的圖像技術(shù)和光譜學檢測才可以鑒別。較為常用的檢測方法是紅外光譜，一般CVD合成鉆石的生長氛圍氫含量過量，在光譜中常出現(xiàn)與氫有關(guān)的復(fù)雜吸收特征，而天然鉆石中氫的吸收峰通常在3 107cm-1處。還有光致發(fā)光光譜技術(shù)，部分CVD鉆石具有穩(wěn)定的737nm和946nm吸收譜，而天然鉆石中少有737nm峰。此外還可根據(jù)發(fā)光特征區(qū)分，CVD鉆石在長短波紫外光的反應(yīng)變化較大，可呈惰性至橙紅色，而天然鉆石中發(fā)紅色熒光的鉆石數(shù)量很少。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，鉆石人工合成技術(shù)的成本還會進一步下降，人工合成鉆石的價格也會隨之降低。天然鉆石仍有獨特的價值，與其他珠寶相同，人工鉆石不會對天然鉆石產(chǎn)生很大的威脅。但是需要擔憂的是不良商家用人工鉆石代替天然鉆石欺騙消費者。當人工鉆石的合成技術(shù)得到普及，人工鉆石成為普通人也能夠消費的平價寶石，也許鉆石檢測市場也會迎來跨越式發(fā)展。

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