钻石的基本性质及其仿制品的鉴别

来源 :中国科技博览 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiankoufangfangtu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  中图分类号:P575 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)03-0325-01
  一、钻石的形成
  1、C的来源
  钻石主要是由C组成的,钻石中C的同位素研究表明,上地幔中形成的钻石的C来源有两种:幔源碳和构造运动带到地幔的壳源碳。C在上地幔的高温、高压状态下结晶呈钻石。
  2、原生矿床的形成条件和环境
  研究表明,钻石形成于上地幔的两种主要岩石中:橄榄岩和榴辉岩
  钻石中包裹体研究表明:
  橄榄岩型(P型)钻石:形成温度900-1300℃,压力为4.5-6GPa(45-60kb),相当于地球130-180km的深度。
  榴辉岩型(E型)钻石:形成温度1250℃或略高,压力为>6GPa;其来源深度更大,常为180-300km。
  3、寄主岩石类型
  迄今所发现的钻石生产在两类寄主岩石中:金伯利岩和钾镁煌斑岩
  钻石的形成年代远早于这两种岩石,钻石是以捕虏晶的形式存在于该两类岩石中,即原生的深部的金伯利岩岩浆或钾镁煌斑岩岩浆在上升过程中穿过含钻石的橄榄岩区或榴辉岩区而将钻石携带至地球表面。
  4、钻石形成时间
  橄榄岩型:最古老,33亿年(南非)
  榴辉岩型:Argyle——15.8亿年
  二、钻石的性质
  1.成分:主要成分是C,质量分数可达99.95%,及N、B、H等微量元素
  2.结构:等轴晶系,具立方面心格子,常见单形有八面体、立方体和菱形十二面体
  3.颜色:无色—浅黄(褐、灰)系列和彩色系列
  4.光泽及透明度:天然无色透明矿物中最强的金刚光泽;纯净的钻石为透明
  5.光性:均质体矿物,偶见异常消光
  6.摩式硬度:自然界最硬的矿物,摩式硬度为10
  7.比重:3.52(±0.01)g/cm?
  8.折射率:2.417,为天然无色透明矿物中最大的折射率
  9.解理:具有平行{111}方向的四组完全解理
  10.色散:0.044,为天然无色透明宝石中最大的色散值
  11.发光性:紫外荧光无至强,荧光强度一般长波下的强于短波下的
  12.导电性:钻石越纯净,绝缘性越好。Ⅱa型钻石的绝缘性最好;Ⅱb型钻石可以导电,因为含有微量的B元素存在自由电子,是优质的高温半导体材料
  13.吸收光谱:可见415nm、453nm、478nm、594nm吸收线,无色—浅黄色的钻石在415nm处有一条吸收谱带
  14.其他性质:钻石的化学性质非常稳定,但热的氧化剂却可以腐蚀钻石;钻石具有亲油疏水性,对优质亲和力明显,对水具有斥水性
  三、钻石的类型
  (一)钻石的分类
  1、Ⅰ型(含N)
  ①ⅠaA型:双原子N,N2中心或A集合体,N以原子对形式取代相邻的C,1282cm-1吸收峰
  ②ⅠaB型:环绕空穴的4个或以上的N原子集合体,B集合体,N原子可聚成小片晶
  B1吸收峰1176cm-1,B2吸收峰1365-1375cm-1(B、N3)
  ③ⅠaAB:3原子N,N3中心,围绕空穴组合在一起的3个N原子(同时含A、B、N3中心)
  ④Ⅰb型:孤N,C中心,N原子以孤立形式取代相邻的C原子,1130-1特征吸收峰
  2、Ⅱ型(不含N)
  ①Ⅱa型:纯净,不含明显的杂质
  ②Ⅱb型:不含N,含B,B以孤立的原子状态取代晶格中的C原子
  (二)鉆石的颜色类型
  1、开普系列:无色、微黄、浅黄至黄色的连续渐变系列,又称Cape或好望角系列
  2、褐色系列:由微褐至褐色的连续渐变系列
  3、彩色系列:具有清晰特征色彩,颜色饱和度高,吸引力强,价值高的有色钻石。
  颜色成因:
  1、无色钻石
  纯净、无杂质、无晶格变形
  2、黄色钻石
  ①Cape系列:N2、N3、B中心致色
  ②Canary黄:金黄色,孤N中心致色
  ③Fancy系列:深黄、棕黄色,由H3、H4(辐照损伤中心)色心所致
  3、褐色、粉色
  塑性变形致色:由于钻石形成及运移过程中发生的塑性变形而导致晶体结构缺陷产生颜色
  4、蓝色
  杂质元素致色:B原子替代C原子进入钻石晶格,其外层为3个价电子,当与C原子形成共价键时产生一个空穴,并被相邻的C原子的电子充填,电子吸收长波(红色),残余色呈蓝色。
  6、黑色
  矿物包体致色:可能由于其为多晶集合体或大量的暗色不透明的包裹体——微晶状铁质矿物或分子级石墨化和裂隙造成
  7、绿色
  辐射损伤中心致色:受长期天然辐射作用形成的颜色,天然钻石常为很薄的绿色表皮
  四、钻石的包裹体
  (1)内含物质包括气相、液相、固相三种相态的包裹体;
  (2)生长现象包括解理、双晶、生长纹、色带等;
  (3)表面特征包括断口、羽状纹、原始晶面、晶面花纹等。
  五、合成钻石、优化处理钻石
  (一)合成钻石
  钻石的合成方法
  1、静压法:静压触媒法、静压直接转变法、晶种触媒法
  2、动力法:爆炸法、液中放电法、直接转变为六方钻石法
  3、在亚稳定区生长金刚石方法:气相法、液相外延法、气液固相外延生长法、常压高温合成法
  合成宝石级钻石主要方法:
  ①晶种触媒法(HTHP法):压力50-80kb,温度1300-1800℃
  ②化学气相沉淀法(CVD法)
  鉴别方法:结晶习性、颜色、内含物、异常消光、紫外荧光、电子探针分析、拉曼光谱、阴极发光发射光谱、红外吸收光谱、X-射线荧光分析、X-射线衍射分析、钻石确认仪、钻石观测仪等
  (二)钻石的优化处理
  1、颜色优化处理:传统处理、辐照改色、GE钻石、Nova钻石
  2、净度处理:激光打孔、裂隙充填、
  3、钻石膜
  4、拼合钻石
  六、钻石仿制品及鉴别
  合成碳化硅:非均质体,双折射率0.043,硬度9.25、密度3.22均小于钻石,色散0.104大于钻石
  合成立方氧化锆:硬度8.5小于钻石,密度5.8、折射率2.15、色散0.060均大于钻石,折射率最接近钻石
  人造钇铝榴石:硬度、折射率、色散均小于钻石,密度大于钻石
  铅玻璃:硬度、折射率、色散均远小于钻石,密度略大
  合成金红石:非均质体,双折射率0.287,硬度小于钻石,色散0.330远大于钻石
  人造钆镓榴石:硬度、折射率远小于钻石,密度大于钻石,色散0.045最接近钻石
  人造铌酸锂:非均质体,硬度、折射率均小于钻石,密度、色散大于钻石
  人造钛酸锶:硬度、折射率小于钻石,密度、色散大于钻石
  合成尖晶石:硬度、折射率、色散均小于钻石,密度略大
  水晶:非均质体,硬度7,密度2.65,折射率1.544-1.553,双折射率0.009,色散0.013
  锆石(无色透明):非均质体,硬度7.5,密度4.2-4.7,折射率1.93-1.99,双折射率0.059,色散0.039
  蓝宝石(无色透明):非均质体,硬度9,密度4.00,折射率1.76-1.78,双折射率0.008,色散0.018
  托帕石:非均质体,硬度8,密度3.53最接近钻石,折射率1.61-1.62,双折射率0.010,色散0.014
其他文献
[摘 要]从古至今,人们对科技的向往就未曾中断。从古代人们对天文地理的不断探索发现,到现代人们对人工智能的不断探索开发,科技,一直在我们身边不断更新换代。不管是中国还是世界,甚至小到企业、个人,我们都在对人工智能社会充满着向往和追求。那么,人工智能到底具有着一种什么样的力量,它又会怎样在未来影响着我们的生活呢?本文我们就从人工智能行业的角度出发,探寻人工智能将怎样影响我们的生活。  [关键词]人工
期刊
[摘 要]思想政治工作是一切工作的生命线,在我们党的革命,建设和改革时期都发挥着及其重要的作用。当前,我们党带领全国人民走上了伟大的民族复兴之路,社会的多元化、思想观念的多元化,以前一些时候的“一手硬、一手软”,以及国外敌对势力的打压和破坏,使得我们党将长期面对复杂的政治局面,复杂的思想状态,复杂的矛盾冲突。本人就思想政治工作的重要性发表一些浅见。  [关键词]思想政治工作;生命线;重要性  中图
期刊
[摘 要]文章详细介绍了我国图书馆情报专业期刊现阶段存在的一些问题:以刊载学术文章为主,传递专业信息为辅;期刊的数量相对比较少,不能满足现阶段图书馆以及情报学专业人士发表理论见解的需求;专业期刊版面设计不够合理,刊载内容参差不齐。并畅想了我国图书情报专业期刊未来的发展趋势,通过文章详细的分析希望对相关业内人士深刻了解我国图书情报专业期刊做出一定的贡献,也希望相关专业人员通过文章可以收到一定的启发。
期刊
[摘 要]中國几千年传统文化的发展,所形成的哲学体系以及美学理念给我们带来了充足的美学思想,使我们对丰富多样的传统文化和对设计美的规律有了进一步的认识,并能提供给我们丰富的和崭新的思维,这样能把设计美学从理论上进行的设计研究推到一个崭新的层面和高度,以及对创新思想的激发提供了有利的保障和依据。设计是人们对文化思想与大自然的组合,他总是以一定的文化形态为中介的,通过设计的文化整合作用,才使现代设计沿
期刊
[摘 要]随着最近一段时间习近平总书记在省部级领导干部学习强调会当中强调:供给侧结构性改革在当前阶段应当重点发展社会生产力,利用改革的方式推动结构调整,降低社会发展过程中无效以及低端的供给,同时提升有效供给和高端供给,通过增强结构性需求变化来提升经济发展的适应性以及灵活性,应当重视提升全要素生产率。因此本文笔者基于此主要来分析探究供给侧结构性改革对于我国经济发展的作用以及效果。  [关键词]供给侧
期刊
中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)03-0279-02  一、引水探源,转换思路  2015年春夏之交,鲁西南平原腹地之巨野县传出两则喜忧相异又相关的新闻:一则是该县科学利用地表水中改善居民生活用水的大野水库一期工程已胜利竣工,开闸为民供水;二是据电视台转播的山东致癌机构统计:近年来全省癌症患者,80%发生在菏泽地区,而该地区中尤以巨野郓城两县为最
期刊
[摘 要]由于目前我国大多数事业单位既有的档案管理体制不够完善、涉及内容严重紊乱、管理质量不高、工作团隊素养低下,使得档案管理工作一直难以被充分重视,地位持续低下。为了确保彻底整改这类现象,就必须保证尽快做好这部分管理工作的宣传推广工作前提下,构建起健全形态的监督管理机制、开发研究全新的管理技术、提升内部工作人员的业务实力。笔者的任务,就是在客观论证档案管理在单位管理中的重要性和地位前提下,探讨日
期刊
[摘 要]目的:探讨跟研究健康教育护理对腹部MRI增强检查的作用跟成效。方法:选取我院放射科2017年1月到2017年6月300个腹部MRI增强的病人,分别进行检查前,检查中,检查后的相关健康教育以及相应的护理干预,并做相应的配合度跟满意度调查(排除MRI增强检查的禁忌症患者)结果:300例腹部MRI患者的配合度达95%,满意度达到97%,其中294个图像清晰,3个闭气不成功,3个图像有伪影,取得
期刊
[摘 要]市政工程涉及的范围很广,城乡区的设施建设与城市生活配套的基础设施等都属于市政工程,其中给排水管道对于城市现代化建设及人们的生活具有重要作用。若不做好给排水管道施工质量控制工作,那么人们的生活会受到很大的影响。基于此,本文对市政工程给排水管道质量问题进行分析,并提出施工质量控制措施。  [关键词]市政工程;给排水管道;施工质量;控制  中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:100
期刊
[摘 要]档案管理工作对事业单位作用极大,其主要是记录其日常工作内容以及对以往工作的总结。新时期,档案管理工作必定会对事业单位的发展产生重要影响,因此有关部门必须加强对事业单位档案管理工作的重视。本文以劳动监察单位为例,对其档案管理工作展开了探讨,以供相关人员参考。  [关键词]新时期;劳动监察单位;档案管理;现状;对策  引言  现阶段,我国人口基数越来越大,并且极具流动性,所以人口档案管理就显
期刊