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淡綠色高溫高壓合成鉆石

關鍵詞 GIA , 合成鉆石|2019-07-29 09:30:32|來源 中國超硬材料網
摘要 GIA網站截圖圖1這顆50分的高溫高壓合成鉆石呈淡綠色,[email protected]卡爾斯巴德實驗室最近收到了25顆鉆石,計劃出具鉆石分級報告,隨后發現所有從0...

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GIA網站截圖

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圖 1 這顆50分的高溫高壓合成鉆石呈淡綠色,[email protected] McMurtry

GIA卡爾斯巴德實驗室最近收到了25顆鉆石,計劃出具鉆石分級報告,隨后發現所有從0.46ct到0.52ct大小的鉆石均為高溫高壓合成鉆石。這些鉆石中有9顆為無色到近無色,8顆為淡藍綠色,7顆為淡綠色(如圖1)和一顆為淺綠色。我們發現這些綠色是由于較高含量的Ni導致的。Ni通常是高溫高壓合成鉆石中的雜質,但是極少見到足以影響鉆石的顏色。

過去,GIA的寶石學家們認為高溫高壓合成鉆石的顏色主要為深艷黃綠色,主要由Ni導致的吸收峰在~ 685nm(Spring, Gems &Gemmology,pp.96-98)。他們的Ni雜質顯示為光學活性的,優先于沿著{111}晶面生長,使用光致發光面掃可以觀察到顏色條帶。

在這25顆高溫高壓合成鉆石中,使用633nm光源的光致發光(PL)激發沒有一顆顯示有缺失SiV 色心737nm,紅外光譜檢測有16顆鉆石具有可測量的硼在2800cm-1。在這一組樣品中,有5顆具有685nm吸收為具有較高的Ni含量,其它則在650~800nm范圍內具有較寬的吸收。這些未配對的硼含量很低,大部分含量在0.2 - 5.6ppb,有一顆近無色的樣品在18ppb。未配對的硼是高溫高壓合成鉆石中常見的雜質,在生長的過程中包含在里面;如此低的含量不足以影響鉆石的顏色。除此之外,有幾顆樣品可觀察到特別的金屬包裹體,也可以認為是高溫高壓處理的證據(如圖2)。

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圖 2 這顆0.52克拉的淡黃綠色高溫高壓鉆石具有明顯的金屬包裹體,可以更進一步證明為實驗室生長鉆石。這個位置觀察為亭部的刻面,腰部在圖片的上方。

[email protected] Muyal;視域范圍1.76mm。

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圖3 左:這顆0.52克拉的淡藍綠色高溫高壓合成鉆石,使用785nm激發光源的PL面掃圖,顯示最高的Ni含量集中在{111}晶面。這個false-color 面掃圖顯示  右:Ni相關的883/884nm峰與{111}晶面的PL平均強度,隨著顏色的標紅從無色到非常淡的綠色。

這些鉆石具有如多相似的數據,但是又與尋常的在實驗室高溫高壓合成鉆石不同,因此我們可以做更多的測試去對比。使用785nm激發光源的PL面掃測試了8個樣品的臺面,跨越了不同顏色的漸變色(圖3)。正如我們所料,Ni最高含量的吸收集中在{111}晶面。結合其它搜集的圖譜,我們可以證實{111}晶面與PL的的強度與Ni相關的883/884nm相關。當將光致發光的峰強度與鉆石顏色進行投圖,從無色到近無色到非常淡的綠色,峰強度隨著顏色的級別而增強。無論如何,與Ni相關的缺陷883/884nm并不認為是Ni相關造成在可見光的吸收。一顆深彩黃綠色高溫高壓合成測試類類似的PL面掃圖可以證實(Spring Gems &Gemmology,  2017);那個樣品Ni的強度是本次淡綠色樣品的10倍。

未來,隨著實驗室生長鉆石的制造商們不停的改進他們的配方和實驗過程,我們可能會看到更多數量和更多顏色的合成鉆石。

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