合成鉆石 鑒定與分級DB41-T 2205-2021

ICS39.060

CCSD59

41

河南省地方標準

DB41/T2205—2021

合成鉆石鑒定與分級

2021-12-08發(fā)布2022-03-06實施

河南省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB41/T2205—2021

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術語和定義.........................................................................1

4鑒定特征及鑒定方法.................................................................2

5優(yōu)化處理...........................................................................4

6分級...............................................................................4

7標識...............................................................................6

附錄A（資料性）CVD合成鉆石正交偏光下的干涉圖像特征..................................7

附錄B（資料性）HPHT和CVD合成鉆石DiamondView下發(fā)光特征............................8

附錄C（資料性）HPHT和CVD合成鉆石紅外光譜特征......................................10

附錄D（資料性）HPHT和CVD合成鉆石紫外可見吸收光譜特征..............................11

附錄E（資料性）HPHT和CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜特征..................................12

附錄F（資料性）HPHT合成鉆石X射線熒光光譜特征......................................13

I

DB41/T2205—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由河南省珠寶玉石首飾標準化技術委員會提出并歸口。

本文件起草單位：河南省產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗院、鄭州大學、鄭州華晶金剛石股份有限公司、河南黃

河旋風股份有限公司、臺鉆科技（鄭州）有限公司。

本文件主要起草人：張立新、單崇新、庫雅倫、馬軍、楊文勇、劉楠、鄒蕾、寧娜靜、趙寧、馬青、

汪舒、王小迪、宋君威、王笑娟、任悅、王克林、苑執(zhí)中、姬中華、邵靜茹、李建華、楊丙貴、楊西貴、

林超男。

II

DB41/T2205—2021

合成鉆石鑒定與分級

1范圍

本文件規(guī)定了合成鉆石的鑒定特征、鑒定方法、分級和標識。

本文件適用于高溫高壓法和化學氣相沉積法培育的未鑲嵌拋光合成鉆石的鑒定與分級，也適用于鑲

嵌、未拋光合成鉆石。

本文件中的分級適用于質量大于或等于0.0400g（0.20ct）的未鑲嵌拋光合成鉆石的分級，也適

用于鑲嵌拋光合成鉆石。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB11887首飾貴金屬純度的規(guī)定及定名方法

GB/T16552珠寶玉石名稱

GB/T16553珠寶玉石鑒定

GB/T16554鉆石分級

GB/T34543黃色鉆石分級

QB/T4113彩色鉆石顏色分級

3術語和定義

GB/T16552、GB/T16553、GB/T16554、QB/T4113界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

合成鉆石

在實驗室條件下，將碳源采用高溫高壓法或化學氣相沉積法生產(chǎn)的寶石級金剛石，主要化學成分為

碳，其物理、化學性質與天然鉆石基本相同。常見高溫高壓合成鉆石和化學氣相沉積法合成鉆石。商貿(mào)

名稱為培育鉆石。

3.2

高溫高壓法合成鉆石

模擬天然鉆石的高溫高壓生長環(huán)境，將金剛石粉（天然或者合成）或石墨作為碳源放在高溫高壓生

長腔內(nèi)，溶解在金屬觸媒（Fe,Ni等合金）中，用種晶作晶核，在溫度梯度推動下，頂部碳源溶解并朝

底部運動，鉆石在低溫區(qū)籽晶晶面外延生長成金剛石晶體，該方法生長的寶石級金剛石為高溫高壓法合

成鉆石。

3.3

化學氣相沉積法合成鉆石

在高溫（800℃～1000℃）低壓（0.1個大氣壓）條件下，在真空反應腔內(nèi)將含碳氣體（如甲烷）和

氫氣加熱，產(chǎn)生等離子體，碳從氣體化合物的狀態(tài)分解，經(jīng)過擴散和對流，最后以金剛石的結構形式沉

積在基片或種晶上，該方法生長的寶石級金剛石為化學氣相沉積法合成鉆石。

1

DB41/T2205—2021

3.4

高溫高壓處理

在高溫高壓條件下，對鉆石進行處理的方法，主要用于提高色級或改變鉆石的顏色。

3.5

高溫低壓處理

在高溫低壓條件下，對鉆石進行處理的方法，主要用于改善鉆石的顏色。

3.6

輻照處理

通過中子或高能電子對鉆石進行轟擊，使鉆石晶體結構產(chǎn)生部分變化，從而形成色心加深或改變顏

色的處理方法。

3.7

聯(lián)合處理

鉆石經(jīng)過多種處理方式如輻照、熱處理、高溫高壓等工藝的聯(lián)合處理。

3.8

再生鉆石

采用化學氣相沉積法在天然鉆石表面生長一層合成鉆石。

3.9

色調(diào)

色調(diào)表示合成鉆石黃、紅、藍等顏色的特性。

3.10

彩度（飽和度）

彩度（飽和度）表示合成鉆石顏色的濃淡程度。

3.11

明度

明度表示合成鉆石顏色的明暗程度。

4鑒定特征及鑒定方法

4.1鑒定特征

4.1.1材料名稱

合成鉆石。

4.1.2常規(guī)寶石學鑒定特征

化學成分：主要化學成份為C，可含有N、B、H、Fe、Ni、Si、O等微量元素。

結晶狀態(tài)：晶質體。

晶系：等軸晶系。

晶體習性：高溫高壓法合成鉆石（以下簡稱HPHT合成鉆石）多為八面體{111}與立方體{100}的聚

形，晶面平坦，可見樹枝狀、蕨葉狀圖案；化學氣相沉積法合成鉆石（以下簡稱CVD合成鉆石）多呈板

狀，常見（100）晶面。

常見顏色：無色，或帶有藍色、褐色、灰黑色等色調(diào)，經(jīng)輻照后可見綠色或藍色，聯(lián)合處理后可見

紅色、粉色、橙色、紫色等。

光澤：金剛光澤。

2

DB41/T2205—2021

解理：四組完全解理。

摩氏硬度：10。

密度：3.52（±0.01）g/cm3。

光性特征：均質體，在正交偏光下，HPHT合成鉆石具無或弱異常消光，低階干涉色；CVD合成鉆石

可見明顯異常消光現(xiàn)象，整體范圍內(nèi)呈較粗、疏、歪、斜的網(wǎng)格狀、條帶狀等，可見高階干涉色，其中

未改色的CVD合成鉆石呈彩色干涉色，改色的CVD合成鉆石呈灰藍色干涉色（見圖A.1）。

多色性：無。

折射率：2.417。

雙折射率：無。

放大觀察：HPHT合成鉆石偶見金屬觸媒包體，CVD合成鉆石包體較少見，可見淺色或黑色的包體，

點狀、不規(guī)則狀或晶體狀的非晶質碳或石墨。

紫外熒光和磷光：HPHT合成鉆石長波下常為惰性，短波下可見無-強的淡黃色、橙黃色、綠黃色、

綠藍色等，不均勻，部分有磷光，短波熒光強于長波；

CVD合成鉆石熒光可見弱-強的橙色、紅色、黃綠色、藍綠色或惰性，通常短波熒光強于長波，無-

中等磷光。

4.1.3譜學鑒定特征

4.1.3.1發(fā)光圖像

HPHT合成鉆石：可見熒光呈立方體與八面體分區(qū)，八面體生長區(qū)從格子的四個交叉點對稱發(fā)射黃綠

光，立方生長區(qū)從格子中心即八面體與正方形交叉點對稱發(fā)射黃光，菱形十二面體的生長扇區(qū)位于八面

體與立方體之間的相鄰區(qū)域，呈藍色矩形圖案；多數(shù)呈藍綠色熒光，可見黑色格子狀或黑色格子和四個

黑臂共存的發(fā)光分區(qū)圖案，常見強藍綠色磷光（見圖B.1）。

CVD合成鉆石：熒光呈藍綠色、綠色、藍色、黃綠色、帶紫色斑點的粉紅色、橙紅色、桔紅色等，

可見細條紋或平行條帶，無-中等淺藍綠色磷光（見圖B.2）。

4.1.3.2紅外吸收光譜

鉆石類型：天然的無色-近無色鉆石多為Ⅰa型，HPHT合成鉆石為常見Ⅱa、Ⅱb型，或Ⅰb，CVD培育

的無色-近無色鉆石多為Ⅱa型。

HPHT合成鉆石：部分樣品可見1344cm-1附近和1130cm-1附近吸收峰，常見Ⅱa型和Ⅱb型紅外吸收

譜，Ⅱb型HPHT合成鉆石在2800cm-1附近可見硼的吸收峰（見圖C.1）。

CVD合成鉆石：大部分顯示Ⅱa型紅外吸收譜（見圖C.2）。

4.1.3.3紫外可見吸收光譜

HPHT合成鉆石：未見天然鉆石中常見的415nm附近吸收峰，在230nm附近顯示Ⅱa型紫外可見吸收

光譜，可見與孤氮有關的270nm附近的寬吸收，330nm附近的寬吸收（見圖D.1），對于含有大量金屬

包體的樣品，可見與鎳有關的685、880nm附近的吸收，黃色HPHT合成鉆石可見550nm至短波吸收逐漸

增強。

CVD合成鉆石：未見天然鉆石中常見的415nm附近吸收，在230nm附近顯示Ⅱa型紫外可見吸收光譜，

可見與孤氮有關的270nm寬吸收（見圖D.2），部分樣品在737nm附近也可見吸收峰。

4.1.3.4光致發(fā)光光譜

HPHT合成鉆石：部分樣品可見與鎳相關的883.3nm和884.9nm附近光致發(fā)光峰，部分可見637nm

附近的光致發(fā)光峰（見圖E.1）。

3

DB41/T2205—2021

CVD合成鉆石：[Si-V]-在737.6/737.9nm處是CVD生長的重要指標；也可見575nm、637nm附近與

NV相關的光致發(fā)光峰（見圖E.2）。

4.1.3.5X射線熒光光譜

HPHT合成鉆石可檢測到Fe、Co、Ti等金屬元素（見圖F.1）。

4.2鑒定方法

4.2.1主要鑒定儀器

常規(guī)珠寶玉石鑒定儀器、紫外熒光觀察儀、傅里葉變換紅外光譜儀、紫外-可見分光光度計、光致

發(fā)光光譜儀、X射線熒光光譜、正交偏光顯微鏡和磷光儀等。

4.2.2鑒定步驟

按照GB/T16553的規(guī)定，按照4.1鑒定特征，確定材料是否為合成鉆石，若是，則確定合成方法及

是否進行過優(yōu)化處理，并對其進行分級。

5優(yōu)化處理

聯(lián)合處理的合成鉆石：經(jīng)輻照處理的合成鉆石可顯示741nm附近的GR1輻照損傷色心，或在1450cm-1

附近的顯示特征吸收峰；595、637、575nm附近及4929cm-1附近的H1b和5156cm-1附近的H1c色心峰共

存可作為輻照處理彩色鉆石的重要鑒別依據(jù)；聯(lián)合處理合成鉆石在400nm～450nm內(nèi)及550nm附近吸收，

顯示H1a、H1b、H1c的特征吸收峰。

再生鉆石：發(fā)光圖像可見熒光分層現(xiàn)象，再生層可見CVD合成鉆石的熒光特點，天然層呈藍色熒光，

紅外光譜可見天然鉆石和合成鉆石的譜峰，光致發(fā)光光譜可見合成鉆石的譜峰，如[Si-V]-缺陷在737nm

附近的譜峰。

6分級

6.1基本要求

按照6.3～6.6和GB/T16554的規(guī)定分級。

合成鉆石（含鑲嵌貴金屬）分級檢驗結果的標識應符合GB/T16554的規(guī)定。

6.2合成鉆石的質量

質量分級僅適用于未鑲嵌合成鉆石，鉆石的質量單位為克（g），質量的表示方法為：在質量數(shù)值

后的括號內(nèi)注明相應的克拉重量，例如0.2000g（1.00ct）。

6.3顏色分級

6.3.1無色-淺色（藍色、褐色、灰色）合成鉆石顏色分級

無色系列合成鉆石分為無色（Colorless），近無色（Nearcolorless），微藍色、褐色、灰色（Faint）

三個顏色特征，根據(jù)顏色特征將合成鉆石將其劃分為12個連續(xù)的顏色級別，由高到低用英文字母D、E、

F、G、H、I、J、K、L、M、N代表不同的色級。其中無色系列分為D、E、F三個小級，近無色分為G、H、

I、G三個小級，微藍、褐灰分為K、L、M、N三個小級。顏色級別及顏色描述見表1。

4

DB41/T2205—2021

表1合成鉆石色級表

顏色級別DEFGHIJKLMN

顏色特征（無色）Colorless（近無色）Nearcolorless（微藍、褐、灰）Faint

6.3.2彩色合成鉆石顏色分級

6.3.2.1色調(diào)類別

彩色合成鉆石的色調(diào)除了主色調(diào)外還有其他的色調(diào)混雜在一起，因此我們將色調(diào)分為主色調(diào)和輔色

調(diào)，描述為“輔色調(diào)+主色調(diào)”。

主色調(diào):合成鉆石常見的主色調(diào)有粉、紅、黃、綠、藍。

輔色調(diào):除主色調(diào)外，稍帶有其他色調(diào)，如綠偏黃，描述為黃綠。

6.3.2.2明度級別

根據(jù)彩色合成鉆石明度差異，將其劃分為亮(V1)、明(V2)、暗(V3)三個級別，三個級別劃分及特征

按照GB/T34543的規(guī)定。

6.3.2.3飽和度級別

飽和度（也稱彩度），根據(jù)彩色合成鉆石飽和度差異，將其劃分為四個級別，由高到低依次分為艷

彩（fancyvivid）、濃彩（fancyintense）、彩（fancy）、淡彩（fancylight），四個級別劃分及

特征按照GB/T34543的規(guī)定。

6.3.2.4顏色級別描述

采用“明度+彩度+色調(diào)”對彩色合成鉆石的顏色級別進行描述，如“亮彩黃V1FancyYellow”。

6.4凈度分級

在10倍放大鏡下，對鉆石內(nèi)部和外部特征進行等級劃分，依據(jù)合成鉆石內(nèi)外部特征在10倍放大鏡下

可被觀察的難易程度，將凈度劃分為五個大級，十一個小級，未鑲嵌合成鉆石按照小級進行凈度級別劃

分，鑲嵌合成鉆石按照大級進行凈度級別劃分，具體凈度級別內(nèi)容如表2。

表2合成鉆石凈度級別表

凈度大級LCVVSVSSIP

級別小級FLIFVVS1VVS2VS1VS2SI1SI2P1P2P3

極微小的內(nèi)外部細小的內(nèi)外部明顯的內(nèi)外部肉眼可見的內(nèi)外部

凈度特征無暇內(nèi)無暇

特征特征特征特征

6.5切工分級

通過測量和觀察，從比率和修飾度（對稱性、拋光）兩個方面對鉆石加工工藝的完美性進行等級劃

分，切工分級按照GB/T16554的規(guī)定，分為極好（EX）、很好（VG）、好（G）、一般（F）、差（P）

五個級別。

6.6熒光強度分級

按鉆石在長波紫外光下發(fā)光強弱，劃分為“強”、“中”、“弱”、“無”四個級別，此外還要描

述熒光顏色。

5

DB41/T2205—2021

7標識

7.1合成鉆石的定名應遵守以下規(guī)則：

a)定名應符合GB/T16552，可在相關質量文件中附注說明“商貿(mào)名稱：培育鉆石”；

b)生產(chǎn)廠、制造商、合成方法等信息不應該出現(xiàn)“合成鉆石”名稱前后或六字之間，例如“某

某合成鉆石”：可在相關文件中附注說明具體合成方法、是否改色處理。

7.2標識不應該使用簡稱、英文名稱、英文縮寫等替代“合成鉆石”一詞，且“合成鉆石”六字之間

不得插入任何文字、符號。

6

DB41/T2205—2021

附錄A

（資料性）

CVD合成鉆石正交偏光下的干涉圖像特征

CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜典型特征見圖A.1。

圖A.1CVD合成鉆石的干涉圖

7

DB41/T2205—2021

附錄B

（資料性）

HPHT和CVD合成鉆石DiamondView下發(fā)光特征

HPHT和CVD合成鉆石DiamondView下發(fā)光典型特征見圖B.1和B.2。

圖B.1HPHT合成鉆石的熒光（左）和磷光（右）圖像

8

DB41/T2205—2021

圖B.2CVD合成鉆石的熒光（左）和磷光（右）圖像

9

DB41/T2205—2021

A

A

附錄C

（資料性）

HPHT和CVD合成鉆石紅外光譜特征

HPHT和CVD合成鉆石紅外光譜典型特征見圖C.1和C.2。

a)紅外光譜圖（1）b)紅外光譜圖（2）

圖C.1HPHT合成鉆石的紅外光譜圖

圖C.2CVD合成鉆石的紅外光譜圖

10

DB41/T2205—2021

B

B

附錄D

（資料性）

HPHT和CVD合成鉆石紫外可見吸收光譜特征

HPHT和CVD合成鉆石紫外可見吸收光譜典型特征見圖D.1和D.2。

a)紫外可見吸收光譜圖（1）b)紫外可見吸收光譜圖（2）

圖D.1HPHT合成鉆石紫外可見吸收光譜圖

a)紫外可見吸收光譜圖（1）b)紫外可見吸收光譜圖（2）

圖D.1CVD合成鉆石紫外可見吸收光譜圖

11

DB41/T2205—2021

C

C

附錄E

（資料性）

HPHT和CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜特征

HPHT和CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜典型特征見圖E.1和E.2。

a)光致發(fā)光光譜圖（1）b)光致發(fā)光光譜圖（2）

圖E.1HPHT合成鉆石光致發(fā)光光譜圖

a)光致發(fā)光光譜圖（1）b)光致發(fā)光光譜圖（2）

圖E.2CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜圖

12

DB41/T2205—2021

D、

D

附錄F

（資料性）

HPHT合成鉆石X射線熒光光譜特征

HPHT合成鉆石X射線熒光光譜典型特征見圖F.1。

a)X射線熒光光譜圖（1）

a)X射線熒光光譜圖（2）

圖F.1HPHT合成鉆石X射線熒光光譜圖

E

E

F

F

13

DB41/T2205—2021

附錄G

（資料性）

鉆石中的主要缺陷中心及其峰位歸屬

缺陷中心紅外光譜/cm-1紫外可見吸收光譜/nm光致發(fā)光光譜/nm備注

N21282附近425/427附近-IaA型

N41175附近--IaB型

N3415.5附近-IaAB型

N1130、1344附近--Ib型

1000～400無吸收，無2800

-427附近-Ⅱa型

特征吸收峰

B2800附近--Ⅱb型

8753,7354,6856,6524,

H--CVD合成

5564,3323附近

H1c5170、5156附近--警示（處理）

H1b4950、4929附近--警示（處理）

(NVH)03123附近--CVD合成

(N3VH)3107附近--CVD合成

C-H2800-3000附近--合成

b

(Ni)1502附近---

H1a(N2,i)1450附近--聯(lián)合處理

0

(Ns)1344附近---

+

(Ns)1332附近---

孤氮-270附近-合成

輻照損傷色心--388附近警示（輻照,HPHT）

CR2-GR8--412～430附近輻照

N3-415-天然鉆石

0

H4(N4V2)-496附近496附近警示

H3(NVN)0-503503警示

(NV)0--575附近警示（CVD合成）

輻照損傷色心-595附近596/597輻照處理

(NV)--637附近-警示（合成）

(SiV)--737附近-CVD合成

GR1(V)0-741附近-輻照

883/884附近

Ni--HPHT合成

658,696,794附近

(SiV)0--946.5附近CVD合成

H2(NVN)---986附近警示合成

14

DB41/T2205—2021

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術語和定義.........................................................................1

4鑒定特征及鑒定方法.................................................................2

5優(yōu)化處理...........................................................................4

6分級...............................................................................4

7標識...............................................................................6

附錄A（資料性）CVD合成鉆石正交偏光下的干涉圖像特征..................................7

附錄B（資料性）HPHT和CVD合成鉆石DiamondV