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ZEISS Axiosescope A1 Pol蔡司偏光显微镜,还能帮您鉴定爱情,女神们知道吗?

分类:行业动态 发布时间:2021-01-18 19505次浏览

ZEISS Axiosescope A1 Pol蔡司偏光显微镜,还能帮您鉴定爱...

        ZEISS Axiosescope A1 Pol蔡司偏光显微镜,还能帮您鉴定爱情,女神们知道吗?

在珠宝界里,钻石被誉为“宝石”,它质地坚硬,璀璨夺目,有着强大的魅力,它甚至成为了忠贞爱情的象征。动辄上万元的钻石不仅仅是满足了人们的欣赏需求,在工业上由于钻石具有很高的硬度,在耐磨材料、切割材料上有很广泛的用途。另一方面,金刚石在室温下具有更高的热导率,是铜、银的5倍,又是良好的绝缘体,因而是大功率激光器件、微波器件、高集成电子器件的理想散热材料。采用金刚石热沉(散热片)的大功率半导体激光器已经用于光通信,在激光二极管、功率晶体管、电子封装材料等方面都有应用。


  上世纪50年代,为了满足工业上的用途,主要发展了两种人造金刚石的方法,种是高温高压法(HPHT),既通过模拟自然界钻石形成的条件,在高温高压下形成金刚石。以往工艺条件不佳,难免引入杂质,在形成钻石的过程中,由于氮元素会在金刚石结构中取代碳的位置,使得金刚石呈现出深浅不一的黄色。工业用途的金刚石只要在硬度、热导率等物理属性上达标即可,并不考虑色泽等指标。

工业用人造钻石


  但是在珠宝领域,钻石的重量、纯度以及颜色都是决定钻石价值的重要指标。颜色越浅的钻石品质越高,无色的钻石是更别的,黄色的钻石是品质更低的钻石。


钻石颜色等级比较


  随着高压高温合成工艺的不断改进,现在已经可以造出超过30克拉的无色钻石。


10.02 克拉的 HPHT 无色钻石。图自:Pinterest


  另一种方法是利用化学气相沉积合成法(CVD),是在真空中使用甲烷等富含碳的气体,让甲烷中的碳分子不断沉积到钻石基底上,让钻石不断长大,因为不用催化剂,合成的钻石纯度极高。

  美国科学院院士毛河光曾用化学气相沉积法,用一周时间培育了一颗 2 克拉的人造钻石,他让学生拿到 GIA(世界三大钻石评级权威机构之一)估价,鉴定专家居然给出了 20 万美元的估价,实际上这颗人造钻石的成本不到 5000 美元。

人造钻石

  人造钻石不仅品质媲美甚至超过天然钻石,由于不需要人工开采,价格也比天然钻石要低 20% 到 40% ,而且 1 克拉钻石的生产周期已经缩短到了几天,这代表大规模量产成为可能。

  目前中国是全球人造钻石产量更高的,2017 年中国人造金刚石产量已占世界总产量的 90% 以上,已经连续 15 年位居,但是大部分都用于工业使用。

  由于人造钻石的化学成分的天然钻石完全相同,甚至杂质更少纯度更高,如果没有特殊仪器的辅助,专业的珠宝鉴定师也无法单凭肉眼分辨出来。那么怎样才能确定一颗钻石是天然形成还是人工合成的呢?那就要从钻石的物理特性来进行鉴别了。


1、异常双折射


  在正交偏光下,天然钻石因生长及运移过程的复杂性表现出复杂的异常双折射特征,如不规则带状、波状、斑块状和格子状等,而合成钻石异常双折射表现较弱,某些合成钻石呈十字形交叉的亮带。

所用到的设备是ZEISS Axiosescope A1 Pol偏光显微镜。



 ZEISS Axiosescope A1 Pol偏光显微镜

2、发光特性

  紫外荧光(ultraciolet fluorescence): 有些合成钻石在长波紫外光下呈惰性,在短波紫外光下显示中等至强的黄绿色荧光,并且具分带现象,与天然钻石的荧光特征不同。下图中可以看出人造钻石以及天然钻石在紫外荧光特性下的区别。

白光下钻石状态

紫外荧光下钻石状态

  此类方法用于宝石鉴定方面,所需要的设备是ZEISS Axio Imager 2以及附加的紫外荧光附件。


蔡司电镜ZEISS Axio Imager 2

阴极发光仪(cathodoluminescence):
合成钻石:颜色:黄色-黄绿色,规则分区(主方体、八面体区不同)
天然钻石:蓝色为主,层状生长或复杂的生长形式
所需要的设备有ZEISS Axiosescope A1 Pol蔡司偏光显微镜,扫描电子显微镜(SEM)以及阴极荧光(CL)附件。

ZEISS EVO10 蔡司扫描电子显微镜及阴极荧光CL附件


  用SEM对钻石的表面形貌进行观察,观察钻石生长表面形成的台阶等特征,用CL附件对钻石产生的荧光波段进行分析,从而判断钻石是否为天然钻石。

SEM观察的钻石表面形貌


  可以看出,人造钻石的鉴定需要专业的设备才能做出准确的判断。因为天然钻石与人造钻石的生产成本并不相同,为了避免造成不必要的损失,希望大家在购买钻石的时候能够了解钻石生产方式,买到自己心仪的钻石。


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