合成钻石及鉴定PPT课件.ppt

六、合成钻石及鉴定（一）合成钻石的历史及作用 1．1953年， 瑞士工程公司（ASEA）首次合成工 业用途的钻石； 2．1955年， 美国通用电气公司（GE）合成钻石 成功； 3．1959年， De Beers 的钻石实验室； 4．1985年， 日本住友电器工业（Sumitomo E. I.） 公司开始生产合成钻石； 5 ．1990年， 俄罗斯公布用BARS系统生长合成 钻石成果 1.早期合成钻石晶体2.（二）合成原理、设备及过程、方法： 1．原理及理论基础 a． 高温高压生长 天然钻石的生长环境、包裹体、晶体结构和实验模拟研究表明：钻石生长于高温高压的条件； 合成的温压范围：50~80kb 1350~1800℃ 钻石在常温常压下为亚稳定状态，因钻石中C-C键要转变为石墨结构需很大能量，因而钻石可以在常温、常压下可稳定存在。

3.b．金属触媒（催化剂）作用： 金属触媒：Fe 、 Ni、 Co、 Pd等合金 作用：降低合成的温度、压力， 提高合成效率（石墨→钻石转变率提高） 无触媒时需更高温度：设备、技术条件困难c. 原料：钻石粉或石墨， 合成较大颗粒的钻石需籽晶作为晶核，围绕 它生长合成钻石晶体4.d．合成方法： 总体上有三种类型方法： （1）静压法：包括种晶触媒法、静压触媒法、 静压直接转变法； （2）动力法：如爆炸法、液中放电法等； （3）亚稳定区生长法：如化学气相沉淀法、 常压高温合成法等 宝石级钻石合成方法：种 晶 触 媒 法 5.种晶触媒法，又包括： 压带法和俄罗斯的BARS系统 （1）压带法：将钻石粉作为碳源放在生 长舱内，生长舱放在两个碳 化钨砧之间，再使其经受高 温高压作用，生长舱底部的 温度比顶部略低，顶部钻石 粉溶解并朝底部运动，钻石 在低温区围绕籽晶开始生长。

6.（2）BARS系统： 又称分裂球无压装置该装置压力是通过将液体注入压力筒内获得，而不是靠水压机提供内部反应舱内有加热装置，籽晶、钻石粉和金属触媒 时间：7天左右，约5mm单晶体，时间长，大晶体7.8.9.10.11.12.e. 合成钻石晶体形态： 多为立方体和八面体聚形，与温压条件有关T：1300→1600℃时， 晶形由立方体→截角立方体→立方-八面体→截顶八面体→八面体13. （三）合成钻石的特征及鉴定 1．颜色：早期合成钻石多呈特征的黄色，常显沙漏状色带，现在可以合成近无色的钻石；14.15.2．多种形态的金属触媒包裹体： 针尖状，面包渣状及各种不规则状的金属触媒（金属光泽）16.3. 晶体表面有不规则树枝状生长花纹，与天然钻石表面 三角生长标志或阶梯状生长纹明显不同4. 紫外荧光和磷光：短波紫外光下，合成钻石具有特征的荧光，部分钻石具有磷光17.5. 阴极发光：合成钻石具有规则的阴极发光试样，八面 体发光区和立方体发光区排列规则 天然钻石表现为复杂的发光图案。

18.19.合成钻石的CL图象20.天然钻石的CL图象21.天然钻石的CL图象22.6. 吸收光谱：合成钻石通常为Ib型，缺失415nm吸收谱而大多数天然钻石具有415nm、452nm、465nm、478nm吸收线 如将合成钻石进行高压高温处理，亦可产生Ia型钻石7.晶体形态差异：合成钻石大多为立方体和八面体的聚形，合成钻石的形态和合成的温度、压力相关8. 部分合成钻石具有磁性，因钻石中较多的微小金属触媒包裹体所致 23.24.9．用 Diamond Sure & Diamond View （钻石光谱鉴定仪和钻石结构荧光鉴定仪）测试： 前者测试大多数天然钻石的415nm的吸收线； 后者检测合成钻石显示的立方-八面体式样的紫外荧光 25.10．籽晶及籽晶幻影区： 某些合成钻石中存在的沿着四方形种晶向外生长延伸的，边缘由相对明亮的细线构成的锥状生长区无论种晶是否被切磨掉，幻影区仍可存在，浸液中观察更明显26.合成钻石的处理：Ib型：在1600℃, 5.5Gpa以上时，Ib中的孤N→A或B中心转变；以减轻颜色亦可合成Ⅱa型钻石但合成及处理成本仍很高27.。