鉆石的顏色成因和改色鉆石的鑒別

1、鉆石的顏色成因和改色鉆石的鑒別鉆石的呈色機理是一個相當復雜的問題。多年來一直是許多研究結構關注的焦點。在理想的狀態(tài)下，鉆石由于是完整的等軸晶系晶體，在可見光范圍內沒有選擇性吸收，因此表現為無色。然而天然生成的無色純凈的鉆石是極為稀少的，極大部分鉆石因為在其漫長的生長過程中，受到外界生長環(huán)境的影響，而使它的晶格受到損傷，致使出現深淺不一的顏色。  鉆石的顏色主要有三大系列。即：黃色系列：包括無色、淺黃至黃色鉆石；一枚100克拉的黃色鉆石在日本東京舉辦的一個珠寶展上亮相褐色系列：包括不同強度的褐色鉆石；18K白金鑲嵌褐色鉆石項鏈彩色系列：包括粉紅、紫紅、金黃、藍色、綠色等鉆石。重3.2克

2、拉粉紅色菱形鉆戒，1998年香港佳士得秋季拍賣會以915萬港幣成交此外，還有一些黑色的工業(yè)級鉆石。 這些顏色的成因主要有以下四種因素而致：一、晶格雜質元素致色 眾所周知，鉆石主要是由碳（C）元素組成。一個碳原子與另外四個碳原子以共價鍵的形式相連，以共頂角方式連接，在三維空間形成立方面心格子結構。除此之外，還含有少量的氮（N）、硼（B）、氫（H）等雜質元素，在鉆石結構中代替碳原子而與其它碳原子相連，從而產生不同的顏色。  1、雜質氮對鉆石顏色的影響晶格中的雜質氮因原子序數是7，最外層有5個電子，比碳多1個。當占據碳晶格位置時，其中的4個電子被共價鍵所約束，而多余的1個電子受的約束較小，

3、只需較小的能量就能脫離氮原子。當該電子吸收可見光范圍內的某波段光的能量時，即可擺脫氮原子而發(fā)生能帶躍遷，而使鉆石顯黃色調。因吸收的波長有差異，而出現不同的中心，雜質氮在鉆石晶格中有五種存在形式。  、孤氮形式：即雜質氮以單個孤立的原子出現代替了一個碳原子位置，與其它四個碳原子相連，可見光范圍內具有503nm、637nm吸收峰，紅外區(qū)有1130cm-1吸收，吸收可見光中的部分藍綠光和紅光，使鉆石呈現深淺不同的黃色。屬b型鉆石。 、雙原子氮形式（A集合體）：即雜質氮以原子對的形式出現，代替兩個碳原子的位置，為N2中心缺陷，可見光范圍內具有477nm吸收，紅外區(qū)有1282 cm-1主吸收，

4、1375 cm-1次峰吸收，也使鉆石呈現黃色調，屬aA型鉆石。  、三原子氮形式（N3中心）：即雜質氮以三個原子集合體出現，代替三個碳原子的位置，并伴隨有空位出現。N3中心吸收藍-紫色光，以415.5nm為特征吸收，另外還有423nm、435 nm、465 nm、475 nm吸收峰，這種選擇性吸收使鉆石呈黃色，紅外區(qū)無典型吸收。稱為Cape系列，屬aB型鉆石。  、集合體氮（B1中心）：即由49個氮原子占據了碳原子位置，僅在紅外有1175 cm-1吸收。  【金黃色彩鉆-重101.29克拉，凈度為VS2】、片晶氮（B2中心）：即氮沿某一方面分布，代替碳原子位置，僅

5、在紅外有1365 cm-1吸收。 B1中心，B2中心僅在紅外區(qū)有吸收，在可見光區(qū)無吸收，因此不影響鉆石的顏色。  2、雜質硼對鉆石顏色的影響       雜質硼的存在是鉆石產生藍色的原因。硼的原子序數為5，最外層有3個電子，比碳少1個，不能滿足4個原子的成鍵要求，在共價鍵中產生一個"空位"，可被鄰近的其它原子中的電子運動所充填，使鉆石產生藍色。        天然的藍色鉆石無典型的吸收峰。屬b型鉆石，為半導體。  著名的“希望

6、”藍色鉆石（目前世界最大），45.52ct3、雜質氫對鉆石顏色的影響  據最新的研究表明，若鉆石中只含有雜質氫，不含硼、氮，鉆石也會呈現藍色。但這一研究有待進一步的證實。二、輻照損傷致色        輻照的本質是提供啟動電子、格位離子或原子發(fā)生位移的能量，從而形成輻照損傷色心。其過程實際上是利用輻射源產生得高能粒子或射線同晶格中的離子、原子或電子間的相互作用，使鉆石結構遭到破壞，產生色心，該色心對可見光進行選擇性吸收，而使鉆石呈現顏色。      

7、60; 天然的-粒子輻射作用使部分鉆石晶體表層呈綠色，其顏色厚度約為20m，只在原石中看到，經拋磨后顏色即消失。因此拋光成品的鉆石中，自然輻照致色的極少，極大部分綠色、藍色鉆石為人工輔照改色。目前輻照致色的方法有五種：  1、中子處理：將鉆石放入核反應堆中，用中子轟擊，可直接穿透鉆石，產生晶格缺陷，產生綠色、藍綠色，是整體改色，顏色可以永久保存，再加熱到500900，a型鉆石產生黃色、橙黃色；b型鉆石產生粉紅色、紫紅色；a型鉆石產生褐色，此方法目前最常用。 2、回旋加速器處理：經回旋加速器加速的帶正電荷的粒子，可在鉆石中產生綠色，如時間過長，則產生黑色，顏色僅限于表面。再加熱到400

8、900，會出現黃、橙、褐色，產生顏色無法預料，形成N-¤-N的H3缺陷中心，產生503nm、595nm吸收線。此法目前很少用。 鑒別特征：經回旋加速器處理過的鉆石，表面顯示出特征的暗色標記，如果從亭部輻照，從臺面觀察可見一"張開的傘"狀特征圍繞底尖，如果從冠部輻照，環(huán)繞腰棱可見暗帶，從測面輻照，可看到一邊深，一邊淺。 3、電子處理：產生淡藍色或藍綠色，僅限于表皮，大約2mm厚度，經處理后的鉆石不具放射性，加熱到400，產生橙、黃色、粉紅-紫紅色、褐色、藍色、黑色，但顏色不可預料，此法目前較常使用。  粉色鉆石包括：淺紫色調的粉色粉色桔黃色調的粉色4、射線

9、處理：用Co60產生的射線，使鉆石整體呈藍色或藍綠色，但所需時間長。現較少使用。 5、鐳處理：產生穩(wěn)定的綠色，限于表皮20m，加熱后產生黃、橙黃、褐色，但有放射性殘余，幾年后才能消失。因此現已不用此法。 輻照處理鉆石的鑒別特征：  、綠色：輻照處理后，有741nm吸收峰，稱為GRI損傷，為一結構空位；  、橙色、黃色、褐色：出現H3中心、H4中心，H3心為A集合體+空位，503nm吸收，H4心為496nm吸收，B1中心+空位，此外還有595nm吸收。595nm吸收為人工處理鉆石的特征線，天然輻照以H3心為主，輻照處理以 H4心為主。當加熱到一定高溫時，595nm吸收會消失，

10、但同時出現1936nm、2024nm吸收中的任何一條，即可判定為人工輻照改色鉆石。  、藍色：有741nm吸收線，人工輻照改色的為絕緣體，天然為半導體。  、粉紅色、紫紅色：b型為637nm診斷線，還有595nm、575nm、503nm吸收線。 三、塑性變形致色        塑性變形是沿八面體111面滑移，使晶格產生位錯，形成結構缺陷，產生天然褐色、粉紅色、紫紅色。  1、天然粉紅色、紫紅色鉆石：在563nm處有診斷吸收帶。a型粉紅色鉆石有415nm、478nm、563nm吸收。a型粉紅色鉆石

11、有390nm、396nm、563nm吸收。澳大利亞阿蓋爾礦(Arggle有563nm、503nm、415nm吸收。  2、天然褐色鉆石：原石上有密集的細線，尤其在菱形十二面體上，可看到變形，503nm處有強吸收峰，并伴隨有537nm、512nm、494nm、495nm弱吸收峰。  四、包裹體致色         因含大量包裹體而使鉆石呈現黑色，橙色或褐紅色。         當鉆石中含有無數的暗色不透明包體時，呈現黑色，當用強的透射光照射時，可以觀察到包裹體。         當次生包裹體存在