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钻石的颜色成因
一、钻石的颜色类型
三个系列:
开普系列:无色、微黄-黄色的连续渐变系列
褐色系列:微褐-褐色的连续渐变系列
花色系列:具有清晰特征色彩,颜色饱和度高,价值高的有色钻石
褐色及黄色是否作为花色系列依市场变化而定。
二、钻石中杂质类型及分类
1、钻石中N的存在形式及其特点
氮取代钻石晶格中的碳原子的形式相当的多样,不同的形式还会引起钻石物理性质的变化,目前已经知道,N 至少以四种不同的形式存在于钻石的晶格中:
(1)单原子N
a、特点:N占据彼此不相连的C原子的位置,称为孤N或者C中心
b、识别:503,637nm ,1130cm-1吸收光谱线
c、归类:Ib
注:天然的Ⅰb 型钻石很少,仅占Ⅰ% 左右
但是合成钻石,如不经特殊处理,都属于Ⅰb 型。
(2)双原子N(A集合体)
a、特点:两个N占据两个相邻C原子的位置并形成缔合体稳定下来,这种形式被称为A 集合体或N2中心。
b、识别:
红外区:☆1282cm-1,1365 cm-1,1175 cm-1
可见光蓝光区:478nm
c、归类:IaA
(3)三原子N(N3中心)
a、特点:三个氮原子取代三个相邻的碳原子,组成三角形的原子团,并在三角形原子团的中央产生一个结构空位,形成所谓的N3色心。
b、识别:
红外区:无特征吸收峰
可见光紫光区:415nm
c、归类:Ia型或IaA/B型
注:N3色心导致在紫光区的吸收,是钻石产生黄色体色的主要原因
(4)集合体N(B中心)
a、特点:4个N或4个以上的N原子占据相应的C原子位置,N原子亦可聚集成小片晶。
b、识别:红外区:1370cm-1
★
N、B能够影响钻石的颜色和性质
最有效的研究方法:红外吸收光谱
按用途可分为工业钻石和宝石级钻石两大类。
按照对红外光的吸收及紫外光的透过能力差异可以确定钻石的类型。
Ⅱ型:(不含N)
Ⅰ型(含N)
Ⅱa
Ⅱb
N以小片晶形式存在于钻石晶体结构中;
N以分散状形式存在于钻石晶体结构中;
不导电,具有最高的导热性,在短波紫外光下不发磷光
半导体,短波紫外光下发磷光
Ⅰa
Ⅰb
Ia型
IaA型
IaAB型
IaB型
以A中心为主
同时有A中心、B中心、N3中心
以B中心、N3中心为主
三、天然钻石的颜色成因★
影响颜色的4个因素:(具体内容见钻石基础教程P23——25)
杂质呈色
塑性变形
天然辐射损伤中心
矿物包裹体
各种颜色的钻石的颜色成因:
无色钻石:纯净,无杂质,无晶格变形
黄色钻石:
(1)Cape系列:N2、N3、B中心
光谱:415,423,435,465,478nm
(2)Canary黄:金黄色,孤氮中心(杂化轨道,à,吸收大量蓝、紫光,所以显金黄色)
光谱:503,637nm
(3)Fancy系列:深黄,棕黄色,由H3、H4(辐照损伤中心)色心所致
光谱:天然——H3:503nm,H4:415、477、496nm
人工——H3+H4,595nm
褐色:塑性变形,碳原子位错或内部晶格变形
光谱:495、503、512、537nm
粉红色、紫红色:与褐色成因相似