金剛石晶體分析(三)|金|貴金屬|珠寶鑒定

    金剛石的物理化學性質及包體     金剛石和鑽石屬同一物質而又具某些差異。金剛石是礦物名稱，鑽石是寶石學名稱，它們兩者的物理、化學性質是同一的，鑽石作為一種飾品又增加了切工因素和規範內容，在金剛石、鑽石飾品的檢測過程中就要針對這些特點採用相應的方法。     金剛石物理化學性質     (1)化學成分：C。常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。     (2)顏色：常見的為淺黃色、淺黃褐色、淺黃綠色、褐色，無色(淺黃白、白、優白)佔有一定數量，玫瑰色、粉紅色、淺藍色、綠色、黑色、茶色十分稀少。     (3)透明度：無色及淺色金剛石均成透明狀，在無色中的白、優白金剛石測定透過率達95%以上，深色金剛石及具毛玻璃蝕象的透明度減弱呈現半透明狀，當金剛石中包體含量增加亦影響透明度。     (4)硬度：摩氏硬度10，新摩氏硬度15，顯微硬度10000kg/mm2，顯微硬度比石英高1000倍，比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性，八面體晶面硬度大於菱形十二面體晶面硬度，菱形十二面體晶面硬度大於六面體晶面硬度。     (5)密度：金剛石密度與金剛石晶體中的包含物密切相關，無色透明質純的金剛石密度為3.52g/cm3，當具有包含物時密度為3.44~3.53g/cm3。     (6)偏光性：絕大多數金剛石在偏光下顯示非均性，金剛石屬等軸晶系礦物，理論上應為均質性，但由金剛石形成於壓力變化的地質體中，由於應力作用使金剛石晶體內結構產生局部錯位，因而顯示不均勻的非均質性，表現在消光上的不一致性，干涉色很低的一級灰色，極少數還可測得一軸晶干涉圖像。     (7)折射率(N)：2.4493(λ436μm)、2.4354(λ486μm)、2.4237(λ546μm)、2.4176(λ589μm)、2.4103(λ656μm)。     (8)反射率(R)：油浸下5.308%，空氣中17.29%。     (9)親油疏水性：金剛石是一種親油疏水性礦物，在晶體表面擦上油質後可見暈色，在晶面上滴上油珠立即擴散，而滴上水珠則不擴散，因此在選礦中利用油選可將金剛石分離出來。     (10)電磁性：金剛石為無磁性重部分礦物(p>2.9)因此在選礦中不能採用電磁選(中磁性、弱磁性)方法。     (11)導電性：絕大多數金剛石是電介質，電阻率：5×104Ω.cm，Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱa)金剛石為絕緣體，比電阻>1016Ω.cm，I型(H b)金剛石為P型半導體，比電阻10~103Ω.cm，溫度上升到600℃或下降到-150℃時，電阻提高。     (12)剛度、強度：金剛石具有極大的彈性模量，是自然界最高的磨削材料，彈性模量達90000kg/mm。摩擦係數小，有極高的抗磨能力，因此在金剛石選礦中利用這一特性，採用球磨機、錐形磨礦機來分離金剛石。但金剛石極脆，不能承受正向的外力撞擊。     (13)熔點：金剛石熔點達4000℃，在空氣中燃燒溫度為850~1000℃，在純氧中720~800℃燃燒，金剛石發出淺藍色火焰，並轉化成二氧化碳。     (14)發光性：在X射線下金剛石產生天藍色、淺綠色螢光，在長波、短波紫外線下產生淺黃、天藍螢光，但有相當一部分不發光。有的在日光下曝曬後發淺藍色磷光。陰極射線下顯藍、綠螢光。     (15)光澤：屬標準金剛光澤，由於熔蝕作用及毛玻璃蝕象等可出現油脂光澤或光澤減弱。     (16)色散：金剛石色散為0.044。在自然光的照射下，具備一定的入射角度在鑽石表面產生分解的光譜色，俗稱火彩(影響鑽石火彩強弱還與體色、淨度、刻面角度等有關)。     (17)熱導性：金剛石熱導性好，熱導率高達669.89~2009.66W/(m·℃)，其中Ⅱ型(Ⅱa)金剛石熱導性極好，在液氮溫度下為銅的2.5倍，在室溫下為銅的5倍。     (18)熱膨脹：熱膨脹係數小。     (19)解理：|111|中等，|110|不完全。     (20)斷口：見殼狀。     (21)化學穩定性：化學性質非常穩定，在酸、堿中均不分解，在熔融的硝酸鈉、硝酸鉀、碳酸鈉中溶解。     金剛石晶體內的包體     金剛石晶體內的包體是以固態礦物相產出，包體成分以石墨為主，並有鎂鋁榴石、鉻透輝石、鎂橄欖石、鈦鐵礦。尚未發現氣態、液態包體。
    鑽石飾品檢測     鑽石及飾品檢測要點     鑽石飾品檢測分兩步進行，首先確定該飾品嵌鑲的寶石是否為金剛石礦物，第二步按GB/T16554一1996“鑽石分級”，中關於未嵌鑲鑽石、嵌鑲鑽石的品質分級規則，確定淨度、色級、品質、切工等級。     測定金剛石、未嵌鑲鑽石、嵌鑲鑽石方法因受一些因素制約，在參數確定中必須確定典型參數。金剛石為一單礦物，測試方法按礦物鑒定程式，測定所有參數。未嵌鑲鑽石測定因切工因素，自然狀態下的金剛石某些特徵改變，但切工後又給予鑽石增加新的特徵現象。嵌鑲鑽石由於受託架的影響，有許多參數不能測定，但只要熟悉金剛石鑒定，因地制宜地測定重要參數，仍能準確定性。     鑽石及鑽石相似寶石的區分     鑽石及其與鑽石外觀相似的寶石主要有水晶、合成立方氧化鋯、合成碳化矽、人造釔鋁榴石、人造釓鎵榴石、人造鈦酸鍶、藍寶石、鋯石、托帕石、鉛玻璃等，主要特徵如下。     鑽石     均質性(局部顯非均質性)，拆射率N2.4237.反射率R17.29%(空氣中)、5.31%(油浸中)，密度3.52g/cm3，色散0.044，金剛光澤，摩氏硬度10，短波紫外線下無色-天藍色、淺黃綠色螢光、親油性，刻面間相交之棱呈“刀口”狀，強熱導性。     水晶
    非均質性，一軸晶正光性，拆射率No1.5442、Ne1.5533，反射率R4.57%~4.65%(空氣中)，密度2.65g/cm3，玻璃光澤，摩氏硬度7，短波紫外線下無螢光。     合成立方氧化鋯     均質性，折光率N2.150~2.210，反射率R13.33%(空氣中)，密度5.85~6g/cm3，色散0.055~0.06，亞金剛光澤，摩氏硬度8~8.5，短波紫外線下橙黃色螢光，刻面間相交之棱呈圓滑狀。     碳化矽     非均質性，一軸晶正光性，折光率No 2.647~2.780，Ne 2.689 ~2.835，反射率R20.5%(空氣中)，密度3.17~3.218g/cm3，金剛光澤，摩底硬度9.5，強熱導性。     人造釔鋁榴石
    均質性，折射率N1.8369，反射率R8.66-8.70(空氣中)，0.915%(油浸中)，密度4.55g/cm3，玻璃光澤、亞金剛光澤，摩氏硬度8.5，短波紫外線下橙色螢光。     人造釓鎵榴石     均質性，折射率N1.9762，反射率R10.76~11.55%(空氣中)，1.735%(油浸中)，密度7.05g/cm3，玻璃光澤、亞金剛光澤，摩氏硬度6~7，短波紫外線下橙色螢光。     人造鈦酸鍶
    均質性，折射率N2.410，反射率R17.09%(空氣中)，密度5.17g/cm3，色散0.019，玻璃光澤，亞金剛光澤，摩氏硬度5.6，短波紫外線下無螢光。
    藍寶石
    非均質性，一軸晶負光性，折射率No 1.768~1.774，Ne 1.760~1.765，反射率R7.74%(空氣中)、0.60%(油浸中)，密度4.55g/cm3，玻璃光澤，摩氏硬度9，短波紫外線下弱藍白色螢光。
    鋯石
    非均質性，一軸晶正光性，折射率N01.926~1.960，Ne 1985~2.020，反射率R9.93%~10.96%(空氣中)，密度4.67~4.73g/cm3，玻璃光澤，金剛光澤，摩氏硬度6.5，短波紫外線下無色、橙黃色螢光。
    托帕石
    非均質性，二軸晶正消光，折射率NUE 1.610~1.631，反射率R4.46%~5.88%(空氣中)，密度3.4~3.6g/cm3，玻璃光澤，摩氏硬度8，短波紫外線下橙色螢光。
    鉛玻璃
    均質性，折射率N1.580~1.662.密度2.91~3.97g/cm3，亞金剛光澤，摩氏硬度5.短波紫外線下天藍色螢光。