钻石类型及颜色成因剖析.pptx

《钻石类型及颜色成因剖析.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻石类型及颜色成因剖析.pptx（40页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第一节第一节 钻石类型的划分钻石类型的划分 钻石的化学成份是碳，在没有结构缺陷影响颜色的前提下,钻石是无色的。这种情况在自然界是极为罕见的。第1页/共40页单原子N,N,一个氮原子占据碳原子四面体的中间位置 孤氮原子结构图孤氮原子结构图孤氮原子结构图孤氮原子结构图1 1、孤氮 一、钻石中氮的存在形式依红外光谱确定氮的存在或类型第2页/共40页 双叫A A集合体或N2,N2,两个相邻的碳原子被氮所替代双原子氮原子结构图双原子氮原子结构图双原子氮原子结构图双原子氮原子结构图 2 2、双原子氮 A A集合体会导致红外光谱区1282cm-11282cm-1的吸收，但无可见光区的吸收，因而对颜色无影响。

2、第3页/共40页N3N3中心或N3N3色心,即3 3个氮原子环绕1 1个空穴。N3N3中心原子结构图中心原子结构图N3N3中心能吸收从蓝色到紫外末端的光谱，是产生黄色的主要原因，N3N3中心越多、钻石就越黄。3 3、N3N3中心 在可见光蓝到紫区的415nm415nm处有明显吸收（叫N3N3吸收），第4页/共40页由4-9个氮原子占据C-C位置或许多氮原子沿一定方向聚结成几个原子厚的薄层，即片晶氮，称为B集合体。4 4、集合体氮 B集合体会导致红外光谱区1185cm-1的吸收，但无可见光区的吸收，因而对颜色无影响。大多数含B集合体的钻石同时也含3氮原子集合体第5页/共40页二、钻石类型的划分

3、利用红外光的吸收及紫外光的透过能力的差异，来确定钻石的类型采用的仪器为傅立叶变换红外光谱仪和紫外可见光分光光度计实质是内部杂质元素类型和存在形式的差异第6页/共40页根据钻石中是否明显存在氮，将钻石分为两种类型将含氮的钻石称为I I型钻石，并依据存在形式进一步分为IaIa和IbIb型，将不含数量明显氮的钻石称为IIII型钻石，并依据含硼情况，分为不含硼的IIaIIa型和含硼的IIbIIb型第7页/共40页第8页/共40页IaIa型钻石中含A A集合体、N N3 3中心、B B集合体，主要杂质氮的含量可达0.2%0.2%。大部分钻石属于这一类型。能透过400 400 300nm300nm的紫外光

4、显示与N N相关的吸收带。1 1、IaIa型钻石 （一）I I型钻石第9页/共40页第10页/共40页2 2、IbIb型以孤氮形式出现 ,为黄、黄绿或褐色,也称CanaryCanary黄 。503503、637nm637nm存在吸收光谱，在1130cm-11130cm-1有红外吸收峰。第11页/共40页（二）IIII型钻石可透过低于220nm220nm的紫外光,红区无明显吸收带,将不含硼的称为IIaIIa型,含硼的称为IIb IIb a型钻石几近纯净，含可忽略不计的氮。是极佳的热导体。不含任何空穴或晶格变形的a型钻石是无色的。不导电，具有最高导热性，在电子工业中常作为散热片，自然界罕见，不到天

5、然钻石总量的1%1%。1.a1.a型第12页/共40页2.b2.b型 b型钻石含作为主要杂质的硼元素。硼以孤立原子形式随机取代钻石晶体结构中的碳原子。每个硼原子比碳原子少1个电子，这一缺陷导致光谱红端的吸收，使b型钻石呈蓝色。第13页/共40页bb型钻石为半导体,1986,1986年开始，合成钻石中加入硼并排除N N，合成出了bb型钻石。bb型钻石不同于其他类型的钻石，它显示半导电性。电阻随升温而迅速降低，对温度变化很敏感,作热敏电阻来测量温度的变化。bb型钻石在自然界极少见。霍普钻是最著名的bb型钻石。b型钻石在长波紫外光下呈惰性，但在短波紫外光下会发红色荧光。第14页/共40页不显示与氮相

6、关的吸收缝，不显示与氮相关的吸收缝，400-200nm400-200nm紫外光透过紫外光透过导电性导电性显示与氮有关的吸收，显示与氮有关的吸收，400-300nm400-300nm紫外光透过紫外光透过A A集合体、集合体、B B集合体集合体A+BA+B集合体、集合体、N N3 3中心中心绝缘体绝缘体绝缘体绝缘体半导体半导体I I 型型II II 型型IaIaIbIb无色无色 浅黄色浅黄色98%98%好好（1000-2000W/m1000-2000W/m0 0C C）绝缘体绝缘体孤氮孤氮黄、黄绿、褐色黄、黄绿、褐色极少见极少见好好类型类型IIbIIbIIaIIa吸收峰吸收峰氮的存氮的存在形式在形

7、式颜色颜色丰度丰度导热性导热性基本不含氮，基本不含氮，不含硼不含硼无色（褐色）无色（褐色）含硼含硼0.50.5 1010-6-6蓝蓝-灰色灰色极少见极少见好好（1600W/m1600W/m0 0C C）极少见极少见最好最好（2600W/m2600W/m0 0C C）不同类型钻石的物理性质和颜色特点不同类型钻石的物理性质和颜色特点 第15页/共40页无色到带有不同浓度黄色调的浅黄色钻石，称为开普系列或好望角系列。无色到具有明显黄色、褐色调的钻石无色到具有明显黄色、褐色调的钻石无色到具有明显黄色、褐色调的钻石无色到具有明显黄色、褐色调的钻石第二节第二节 钻石的颜色及其成因钻石的颜色及其成因一、颜色

8、类型的划分1 1、无色浅黄色系列 第16页/共40页开普系列钻石不论从原石还是成品供应量上都是居第一位。在这个系列中，从D色到M-Z色级，黄色调逐渐增强，其商业价值逐渐降低。但当黄色的饱和度超过Z色级时，钻石已不再属于开普系列，而是进入彩色钻石系列，叫彩黄钻石，其商业价值很大。第17页/共40页是自然界另一类较常见的钻石，商业上俗称咖啡钻。黄色、绿色和褐色钻黄色、绿色和褐色钻黄色、绿色和褐色钻黄色、绿色和褐色钻2 2、淡褐-褐绿系列（咖啡系列）极淡的褐色到褐色、褐绿色。第18页/共40页各种颜色的钻石各种颜色的钻石颜色达到一定饱和度，具有清晰、特征色调的钻石称为彩色钻石，3 3、彩色系列包括黄

9、色、黄绿色、粉红色、紫红色和蓝色，红色最罕见。彩钻因其极为瑰丽、稀少而身价百倍。第19页/共40页黄色或褐色钻石，其颜色必须达到足够深度，例如在GIAGIA分级体系中必须深于Z Z比色石，才能称为“彩钻”。至于其他颜色的钻石，虽颜色较浅或颜色饱和度较低，仍可称为“彩钻”。在彩钻中，红色和绿色是最罕见的，其次是红紫色、紫色、橙色、蓝色、粉红色和黑色，而黄色和褐色较常见。第20页/共40页第21页/共40页饱和度 Fancy Light Fancy Fancy Intense Fancy VividFancy Light Fancy Fancy Intense Fancy Vivid色 （浅彩）（

10、彩）（浓彩）（强彩）Fancy DarkFancy Dark （暗彩）调 Fancy DeepFancy Deep （深彩）对于较少见的颜色，如蓝色和粉红色等，其与近无色钻石M-ZM-Z色级相当的部分可描述为faint(faint(轻微)、very light(very light(很浅)和light(light(浅)，也就是说，这些彩钻可分级和描述为：Faint Very light Light Fancy Light Fancy etc.Faint Very light Light Fancy Light Fancy etc.(微弱)()(很浅)()(浅)()(浅彩)()(彩)()(等等)

11、第22页/共40页各各 种种 颜颜 色色 的的 钻钻 石石紫色钻棕色钻金黄钻橙色钻粉红钻绿钻蓝钻 第23页/共40页 第24页/共40页二、颜色的成因 辐射致色矿物包裹体致色塑性变形致色 杂质元素致色第25页/共40页1 1、杂质元素致色1)黄色(Cape)系列aa型钻石，含N2N2、N3N3、B B集合体，随N2N2、N3N3中心的富集，黄色加深影响钻石颜色的杂质元素：氮（N N）、硼（B B）、氢（H H），以氮（N N）最为常见，也最为重要。第26页/共40页 蓝区见到 415 415、423423、435435、465465和478478nmnm处的吸收,其中415415nmnm为吸收

12、强峰。黄色系列钻石在光谱蓝区末端的吸收黄色系列钻石在光谱蓝区末端的吸收 第27页/共40页孤氮中心，503503、637nm637nm吸收H3H3、H 4H 4辐照损伤中心色心所致 天然：H3 503nm H3 503nm、H 4 415H 4 415、477477、496nm496nm吸收人工：H3H3、H 4 595nmH 4 595nm吸收 2)Canary2)Canary黄 (金黄色)3)Fancy系列(深黄、棕黄色)第28页/共40页尤尤尤尤 金金金金 兰兰兰兰 钻钻钻钻 石石石石蓝色蓝色蓝色蓝色 重重重重31313131克拉克拉克拉克拉 现存于华盛顿史密桑尼博物馆现存于华盛顿史密桑

13、尼博物馆现存于华盛顿史密桑尼博物馆现存于华盛顿史密桑尼博物馆天然蓝色钻石B致色,B电子吸收红色波长,残色为蓝色。4)蓝色钻石第29页/共40页塑性变形是在高温高压的环境下，使钻石的结构发生错位，使之吸收某些波长而产生颜色,有褐色、粉红色。2 2、塑性变形致色 褐褐 色色 钻钻 石石这一情况发生在地下。第30页/共40页 褐色钻石是由子碳原子错位或内部晶格变形所致 褐色钻石可见503nm503nm强吸收线、537537、512512、494-495nm494-495nm弱吸收线。褐褐 色色 钻钻 石石 光光 谱谱 图图1)褐色钻石第31页/共40页从粉红-红紫-褐色的连续变化,伴有塑性变形过程粉

14、红色钻石粉红色钻石粉红色钻石粉红色钻石IaIa：415415、478478、563nm563nm吸收IIaIIa：390390、396 396、563 nm563 nm吸收ArgyleArgyle粉红色钻石:415415、503503、563nm563nm吸收 2)2)粉红和红紫色钻石上述以563nm宽吸收带为特征人工处理粉红色钻石637637吸收线第32页/共40页塑性变形导致的一些褐色和粉色的钻石中可见到纹理现象。第33页/共40页高能粒子束轰击钻石时,将碳原子轰击出钻石的晶体结构，产生结构缺陷，称色心,吸收某些可见光而呈现颜色。天然辐射损伤致色的钻石有741nm741nm吸收（GR1GR

15、1吸收）、许多绿色钻石由-粒子辐射引起。3 3、辐照产生的空穴致色 第34页/共40页整体呈绿色的钻石很少，德累斯顿是最有名的绿钻石重4141克拉，梨形切工。钻石的体色是由于天然辐射造成结构损伤而致色。德累斯顿绿钻德累斯顿绿钻 第35页/共40页故天然辐照产生的大都是具绿皮的钻石，一旦切磨和抛光，该绿色薄层就没有了。因高能粒子是撞击碳原子，故很少能穿到钻石晶 体的深处，通常只是表面以下0.002mm(20.002mm(2微米)。第36页/共40页一般是由无数的暗色不透明包裹体引起。当用透射光检测时都显示深灰色。黑色钻石在自然界中极为罕见。4 4、包裹体致色 第37页/共40页请请 你你 回回 答答 钻石中的杂质氮以什么样的形式存在于 钻石中。描述钻石中氮和硼对钻石物理性质的影响。用什么性质将钻石划分为IaA、IaB、IIa和 IIb型，详述之间差别。详述钻石颜色的成因。第38页/共40页 说明下列钻石黄色（开普顿黄色）、鲜黄色、蓝色、绿色带皮、粉红色。在低温下用分光镜测定在(a)具415nm (b)496、503和595nm (c)637nm (d)741吸收带，解释 这些吸收线是由于什么引起，预期每个钻石的 颜色。钻石的蓝白色荧光与什么吸收有关。请请 你你 回回 答答第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页