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我国合成、处理钻孔的现状与发展趋势 自2008年全球金融危机以来，全球钻石行业发生了重大变化。以中国和印度为代表的新兴钻石服装市场正在增长，世界钻石消费市场的份额显著高于金融危机之前。2009年,中国已成为世界第二大钻石消费大国,今年中国的钻石消费则增加更明显,仅上半年的钻石进口额就增加了92%,可以预期,在下一个10年中国的钻石产业将会得到更大、更快的发展。然而,目前大量各类处理钻石、合成钻石涌入中国市场,使得钻石鉴定、分级和研究的挑战正逐年快速增加,这需要引起我国各珠宝鉴定检测机构足够的重视。根据国家珠宝玉石质量监督检验中心(NGTC)近年来的部分研究成果,并综合今年7月笔者应DTC邀请参加的第61届钻石研究会上的内容,将近年来以宝石学为主的钻石鉴定和研究现状作如下论述。 1 钻石改色处理中的料技术应用 近年来,合成钻石的生长技术快速发展,特别是化学气相沉积法(CVD)合成钻石的生长技术。同时,高科技材料技术在钻石改色处理上的应用也越来越多,改变钻石净度与颜色的处理方法朝着多过程混合复加处理、合成钻石的改色处理以及局部处理的方向发展。在美国、日本、法国、中国等国的珠宝市场上已出现了以下几种新的或较新的处理钻石和合成钻石。为此,各国的珠宝鉴定机构对此进行了较系统的研究,找出了相应的鉴定技术方法和指标。 1.1 高温退火处理 改变钻石颜色与净度的处理方法有多种,从最初的镀膜处理与染色处理改变钻石的颜色到后来的激光钻孔、充填处理改变其净度、辐照加退火处理改变其颜色,再到20世纪90年代末的高温高压改色处理以及辐照加高温退火处理等。多过程处理钻石实际上是采用多种处理方法混合叠加于同一钻石上,以改变其颜色与净度。钻石的多过程处理最早出现于20世纪90年代,刚开始主要是对钻石净度的多重处理,如先对钻石激光钻孔处理再沿激光孔道进行玻璃充填处理。20世纪90年代末到21世纪初,随着高温高压处理钻石以及辐照加高温退火处理技术手段的出现与成熟,逐渐利用多过程复合处理方法来改变钻石的颜色。自2002年以来,国外珠宝鉴定机构相继报道了黄色钻石、粉红色—红色钻石、橙色—橙红色钻石先经高温高压处理、后又经辐照加低温热处理的研究成果。目前所见到的国内、外多过程处理钻石的种类大致如下。 1.1.1 辐照退射加量过大时认识下合成钻石的原理 自2005年以来,国外珠宝市场上相继出现了一种粉红色、橙红色—红色钻石。该类彩色钻石的处理方法与传统的高温高压处理和辐照加退火处理方法有所不同,其经过了高温高压和辐照退火处理的混合叠加处理。国际市场上所说的多过程处理彩色钻石多指这类钻石。其处理过程主要分为两步:第一步是高温高压处理Ia型、IIa型褐色钻石,其目的是在高温高压条件下产生孤氮原子以及去除与褐色成因有关的塑性变形等导致的褐色调;第二步是辐照退火处理孤氮原子钻石,使其内部产生N-V中心、H3、H4等中心和其它晶格缺陷。经过多过程处理的钻石由于含有较强的N-V中心等缺陷致使其颜色呈现粉红色、橙红色或红色(具体颜色依处理前钻石的类型和处理条件而异)。 该类处理钻石的主要鉴定特征为:显微镜下有时可见其亭部具有颜色浓集现象以及其矿物包裹体常带有盘状裂隙(图版I-1);在紫外灯下可见橙色、橙红色、橙黄色荧光,特别是将钻石的亭部向上时这种现象更明显;在光谱学特征上,常可检测到孤氮引起的吸收峰(1 344 cm-1)和GR1中心(741 nm)中心的吸收峰、N-V中心(637,575 nm)等的特征峰(图1)。 1.1.2 绿色钻石样品的光学特征 对颜色加净度的多过程处理,国外在2005年以来也陆续有些报道,主要是通过辐照退火处理改变钻石的颜色,随后充填其裂隙以改善净度。 2009年,NGTC实验室检测到一颗高温高压处理、玻璃充填处理的黄绿色钻石样品,在显微镜下观察,其有两个明显的大裂隙;在暗域照明条件下,其中一个裂隙可同时看见绿色和紫色闪光现象(图版I-2),而另一裂隙可见微弱的紫色闪光现象,这表明该样品经过了玻璃充填处理;在长波紫外灯下,样品具有强黄绿色荧光,在短波紫外灯下则发弱黄绿色荧光,这些特征与高温高压处理Ia型褐色钻石的特征很相似;同时,光谱学特征检测出了高温高压处理产生的孤氮原子吸收峰(1 344 cm-1),表明该样品经过了高温高压改色处理。由于玻璃充填物在高温下不稳定,故推断,该样品应先经过了高温高压处理,后又经过了裂隙充填处理。这种多过程处理方式目前还比较少见。 1.1.3 x射线荧光化学成分 近年来,在国际钻石市场上出现了一种新型的有纳米金属或化合物粒子参与成色的镀膜处理的“彩钻”,其颜色较均匀且稳定性较好。检测这种镀膜钻石相对容易,在镜下观察其亭部有时可见镀膜痕迹,在微分干涉显微镜下能清晰地见到如划痕、白点、污点、薄膜脱落区域等镀膜痕迹;采用X射线荧