浪漫钻石，合成还是天然?SS-3700借您一双慧眼!

岛津 0 2021-02-01

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岛津SolidSpecTM-3700i DUV(以下简称SS-3700)，世界首创使用三个检测器的紫外可见近红外分光光度计，使165-3300 nm波长范围均能实现高灵敏度测定。

近几年，随着众多知名珠宝品牌纷纷涉足合成钻石领域，合成钻石这一浪潮也愈演愈烈。2018年7月，美国联邦贸易委员会在最新发布的珠宝指南中，对使用了62年的钻石的定义进行了修改，删除了“天然”二字，允许使用“培育”(Culture)一词，用于描述实验室生长的钻石。这标志着人们对人工合成钻石的认可和接纳。售价不菲的金刚钻到底是大自然鬼斧神工的妙品?还是来自于实验室的流水线?且看岛津SolidSpecTM-3700i DUV紫外-可见-近红外分光光度计为您慧眼识钻。

岛津SolidSpecTM-3700i DUV(以下简称SS-3700)，世界首创使用三个检测器的紫外可见近红外分光光度计，使165-3300 nm波长范围均能实现高灵敏度测定。900 mm*700 mm*350 mm的超大样品仓,最大可放置样品尺寸700×560 mm,这个尺寸对于很多不能切割的大样品如钢化玻璃来说，自由进出完全没有问题。那么，这个大家伙就是为大样品而生吗?非也!今天小编就带大家看看SS-3700灵秀的一面，鉴别令人着迷的钻石。

图1 SolidSpec-3700DUV

样品准备

将钻戒指环部分嵌入市售的海绵中固定，放在反射光测试处。图3为样品在SS-3700的样品仓内的放置情况。

使用光阑，将光束设置为φ1mm，并测定图2中的红色圆形区域。

测试条件

表1 钻石戒指测试条件

样品图谱

图4 钻石的反射光谱蓝色：钻石A(合成)，红色：钻石B(天然)

图4显示了在表1的条件测试两颗钻石的反射光谱。在A光谱中未观测到特征性峰值，而在B光谱中，在415.2 nm处观测到了峰值，此处峰值为钻石晶体中N3中心的特征峰值，其为邻近的3个氮原子组成，该N3中心即为判断钻石是天然钻石的根据。本次的结果可以推测，钻石A是合成钻石，钻石B是天然钻石。

小贴士：钻石分类知多少

1. 根据钻石中是否含有氮N元素把钻石分为Ⅰ型和Ⅱ型。

Ⅰ型(含氮N元素)

Ⅰa型:氮原子N在晶格中以N2、N3、N4-9的形式存在。多数天然无色-淡黄色系列的钻石属于此类。ⅠaA型钻石，氮原子N以两个原子集合体即A集合体存在，ⅠaB型钻石，氮原子以环绕一个空穴的多个氮原子集合体即B集合体存在，3个氮原子N集合体被称为N3色心，其特点是在415 nm处产生明显的吸收线(N3吸收)。Ⅰa型钻石，自然界中含量约98%。

Ⅰb型: 氮原子N在晶格中以孤N的形式存在。一般呈黄色，N的浓度越高，黄色越深。以合成钻石为主，自然界中含量低于0.1%极少存在。

Ⅱ型(基本不含氮N元素)

Ⅱa型:不含硼B元素，自然界中很少见，纯净，含可忽略不计的杂质。自然界中含量约2%。

Ⅱb型:含少量硼B元素，天然蓝色钻石多为此类型。B以孤立原子的形式随机取代钻石晶体中的C原子。自然界中含量低于0.1%。

2. 天然钻石和合成钻石的常见类型

合成钻石市场，主要是两种技术制造的合成钻石，分别是HPHT合成钻石(高压高温法(High Pressure High Temperature ，简称HPHT))和CVD 合成钻石(化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,简称CVD))。