一种粉色钻石的鉴定方法及鉴定装置

本发明属于钻石鉴定，更具体地说，涉及一种粉色钻石的鉴定方法及鉴定装置。

背景技术：

1、钻石在矿物学上称金刚石，成分为碳（c），c原子间的强共价键形成了钻石的高熔点、高硬度及高热导性，也是目前自然界发现的且有大量应用的最为坚硬的材料，广泛应用于现代尖端仪器的加工、地质开采与探测、光学精密仪器配件、电子通讯、核电工业、高能物理、航空航天、自动化技术及医学等领域，前景广阔。

2、随着我国经济的发展，人们生活品质不断提高，人们对美好生活的追求是永恒不变的主题。天然彩色钻石因产量稀少，开采难度大，价值不菲。近些年来，由于彩色钻石矿床的发现，产量有所增加，一些小颗粒彩色钻石也出现在普通珠宝市场，粉色因其颜色鲜亮而深受女性消费者喜爱，也成为最受欢迎的彩色钻石，但天然粉色钻石的价格很高，普通消费者难以接受。

3、科技进步推动合成钻石技术持续发展，解决了天然钻石开采难度大，资源环境破坏等严峻问题。目前，实验室合成钻石主要有高温高压法（hpht）与化学气相沉积法（cvd）两种，均有高净度、大颗粒淡黄/棕褐色-近无色的钻石产出。近年来，将合成钻石经人工辐照、热处理（高温高压退火、低温退火）工艺处理，可呈现蓝、绿、粉等色调。彩色合成钻石与天然钻石无异，价格适中，逐渐被消费者认可和接受，成为天然彩色钻石的重要补充，市场前景十分广阔。

4、合成钻石进行高能辐射产生空位（v），再经（一般为800~1000 ℃）退火，形成nv0（574.8 nm）与nv−（637 nm）色心，可得到粉色、粉红色，是目前人工引入粉色的主要工艺手段，nv色心也是合成钻石最为主要的致粉色机理。粉色合成钻石是目前最受消费者欢迎的彩色合成宝石品种，天然粉色钻石也存在天然辐照形成的粉色，与人工引入粉色的机制相同。然而，天然粉色钻石与粉色合成钻石价格差异巨大，以次充好、以合成仿天然品的现象屡见不鲜，大大危害行业发展。因此，准确梳理粉色钻石鉴定方案与流程，建立一套简便、可行、高效且无损的粉色钻石检测方法迫在眉睫，以解决粉色钻石的鉴定难题。鉴定流程梳理与检测方案建立，将有利于维护消费者合法权益，也有助于促进珠宝市场的健康发展。

5、此外，测量钻石的紫外-可见光谱、光致发光光谱需要冷却的液氮环境，常温条件一般不能得到稳定且准确的吸收峰与发光峰信号，需要一个装置持续冷却粉色钻石，从而确保能够得到稳定而准确的信号。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种粉色钻石的鉴定方法，能够高效进行粉色钻石鉴定，准确筛选天然粉色钻石、天然钻石（处理）、粉色cvd合成钻石、粉色hpht合成钻石。

2、本技术另一个目的在于提供上述粉色钻石鉴定方法的鉴定装置，能够保持样品在液氮条件下的稳定，减弱液氮挥发导致大量气泡对测试的影响。

3、为了实现上述目的，本技术提出了一种粉色钻石的鉴定方法，包括：

4、将待测样品置于紫外-可见分光光度计下，确定致色机理类型；利用傅里叶变换红外光谱仪，以红外吸收峰确定钻石类型；将ⅰa型钻石放置于光致发光光谱下，同时借助放大观察以筛分出天然粉色钻石、天然粉色钻石-处理；将ⅱa型、ⅰb~ⅱa过渡型（名义ⅱa型，低氮）钻石放置于光致发光光谱下，查看发光峰特征，对无法分辨者借助diamond view查看结构，并进行放大观察以及正交偏光检测，以筛分出天然粉色钻石、天然钻石-hpht处理、粉色hpht合成钻石、粉色cvd合成钻石、天然钻石-处理。

5、详细地过程为：

6、将待测样品置于紫外-可见分光光度计下，若为550nm~560 nm吸收带，再利用傅里叶变换红外光谱仪观察1500~1000 cm-1的红外光谱吸收峰特征：

7、若出现相关吸收峰值为1175、1282、1365 cm-1则判定为ⅰa型钻石；

8、无法满足ⅰa型钻石的条件且相关吸收峰，且不存在2801 cm-1时，则判定为ⅱa型钻石；

9、进一步地，将ⅰa型钻石放置于光致发光光谱下，若出现415.2 nm发光峰，有时可见503.2 nm发光峰，然后进行放大观察时，若无打孔、充填特征则判定为天然粉色钻石，否则判定为天然粉色钻石-处理；

10、进一步地，对ⅱa型钻石借助不同光源激发测试查看发光峰，若符合天然发光峰则进入上一步的放大观察；对无天然发光峰特征样品，进行放大观察与正交偏光检测，若ⅱa型钻石存在蚀刻、包裹体石墨化、盘状裂隙、高异常干涉色，则判定为天然钻石-hpht处理。

11、紫外-可见分光光度计下，非550~560 nm吸收带，为415.2、637、986 nm吸收峰，再借助红外光谱测试：

12、若出现相关吸收峰值为1175、1282、1365 cm-1，以及1450、4935 cm-1和5165 cm-1，弱1344/1130 cm-1，确定为ⅰa型为主+少量ⅰb型；

13、进一步地，借助diamond view查看结构，若为天然钻石生长结构，可确定为天然钻石（hpht+辐照+退火处理）。

14、紫外-可见分光光度计下，非550~560 nm吸收带，非415.2、637、986 nm吸收峰，而是575、637 nm吸收峰及其边带；

15、进一步地，利用红外光谱，确定为ⅱa型、ⅰb~ⅱa过渡型（名义ⅱa型，低氮）；

16、进一步地，对ⅱa型、ⅰb~ⅱa过渡型（名义ⅱa型，低氮）钻石进行光致发光测定，ⅱa型、ⅰb~ⅱa过渡型（名义ⅱa型，低氮）钻石若具有ni相关发光峰ni相关一系列峰494、693、696、776.4、885.1/883.4 nm，有时有辐照退火相关发光峰594.8 nm，辐照相关发光峰741nm，以及热处理相关发光峰986 nm（h2），判定为粉色hpht合成钻石；ⅱa型、ⅰb~ⅱa过渡型（名义ⅱa型，低氮）钻石若具有si相关发光峰736.6/736.9 nm双线、946 nm发光峰，388.9、424.1、435.3 nm发光峰，有时有辐照退火相关发光峰594.8 nm，辐照相关发光峰741 nm，以及热处理相关发光峰986 nm（h2），判定为粉色cvd合成钻石；ⅱa型钻石若具有561 nm发光峰，有时见503.2 nm发光峰，判定为粉色天然钻石；

17、进一步地，无上述特征发光峰的钻石样品借助diamond view查看结构：

18、钻石若具有带状生长纹则判定为粉色合成钻石-cvd；

19、钻石若具有分区生长结构则判定为粉色合成钻石-hpht；

20、钻石若具有天然钻石生长结构，并通过放大观察确认具有辐照产生的辐照斑、颜色聚集、高温高压处理痕迹，则判定为天然钻石-处理；

21、钻石若具有天然钻石生长结构，颜色均匀、天然包裹体，且为ⅱa型，则为天然粉色钻石。

22、紫外-可见分光光度计下，非550~560 nm吸收带，非415.2、637、986 nm 吸收峰，非575、637 nm吸收峰及其边带，而是520 nm吸收峰，伴有360 nm与270 nm吸收带；再借助红外光谱确定，其1500~1000 cm-1无吸收峰或极弱1344/1332 cm-1吸收峰，以及3123 cm-1吸收峰，则判定为粉色合成钻石-cvd。

23、一种粉色钻石的鉴定装置，包括：外仓和内仓，所述外仓与内仓之间设有灌装液氮的容纳空间，且内仓内灌装有液氮，所述内仓内固定连接有样品台，用于放置样品。

24、本发明提出的一种粉色钻石的鉴定方法，具有以下有益效果：

25、（1）通过本发明提供的方法，能够高效进行粉色钻石鉴定，准确筛选天然粉色钻石、天然钻石（处理）、粉色cvd合成钻石、粉色hpht合成钻石。

26、（2）通过本发明提供的方法，能够尽量减少或避免diamond view对粉色钻石产生的光致变色，影响后续颜色分级工作，也避免与客户产生纠纷。

27、（3）通过本发明提供的方法，能够从粉色致色机理出发，借助钻石类型，快速筛选天然品与合成品；

28、（4）通过本发明提供的方法，操作简便，能够让检测人员较为容易得掌握。

29、本发明提出的一种粉色钻石的鉴定装置，具有以下有益效果：

30、本鉴定装置能够保持样品在液氮条件下的稳定，减弱液氮挥发导致大量气泡对测试的影响，如样品不稳，影响测量，或液氮导致钻石表面结冰而不能测量等问题。