天然蓝色钻石为地球上仅次于天然红色钻石的最珍罕宝石,地球上历年开采出来的蓝钻重量不到600克拉。顶级蓝钻呈现出一种深沉的大海颜色或者蔚蓝的天空颜色,极其迷人。当然跟前面讲的黄钻、粉钻一样,GIA也将蓝钻按色 ...
天然蓝色钻石为地球上仅次于天然红色钻石的最珍罕宝石,地球上历年开采出来的蓝钻重量不到600克拉。顶级蓝钻呈现出一种深沉的大海颜色或者蔚蓝的天空颜色,极其迷人。当然跟前面讲的黄钻、粉钻一样,GIA也将蓝钻按色调不同分为若干等级,蓝钻颜色等级越高,其价值越高。相比彩色钻石,蓝色钻石更是稀有中的稀有。 一、蓝钻形成原因 天然蓝钻是典型的IIb型钻石(IIb型钻石除去本身的稀有、少见之外,它的来源还一直是地质学中的未知谜团)。 蓝色钻石形成蓝色的原因主要有以下几种: 第一种是硼元素导致,大部分蓝钻的蓝色是因为钻石形成过程中混入了硼(B)元素,硼越多,蓝色越浓郁。硼原子比碳原子少一个电子,因此当硼替代碳进入钻石晶格时,就形成一个空穴色心。硼原子的电子在禁带中生成一个杂质能级 (硼受主能级),硼受主能级与钻石价带 (满带)的能量间隔为0.4eV (有较大的宽度,不一定为0.4eV),电子从价带 (满带)跃迁到硼受主能级只要吸收0.4eV能量 (红外光区域)即可, 吸收肉眼可见光中的红、黄、绿光,而蓝光和紫光未被吸收,钻石因而展现出美丽的蓝色或者蓝紫色。。 第二种是天然辐射,由于形成过程中天然辐射致色的Ⅰa和Ⅱa型蓝钻,通常会呈现为深浅不一致的绿蓝色。 第三种氢(H)原子缺陷致色,含氢(H)元素的Ⅰa型天然蓝钻则呈现出灰紫色到蓝紫色等颜色。 还有一种是包裹体致色,一般包裹体致色的蓝色钻石,带有浓重的灰色调。 蓝色钻石与所有其他颜色的钻石不同,在形成过程中含有“硼”微量元素,且具有导电的性能。 二、天然蓝钻的产地: 最早发现天然蓝钻的矿区是印度南部的 Golconda 矿区。现在南非的 Pretoria 矿区和Cullinan mine(库利南)矿区已经取而代之成为目前优质蓝钻的主要产地。此外,位于澳大利亚的阿盖尔矿区(已封矿)也是世界著名的蓝钻产地,但该矿区出产的蓝钻通常含有浅灰色调。其次还有印度尼西亚婆罗洲岛、巴西以及圭亚那和委内瑞拉地区也有少量蓝钻产出。 三、世界知名蓝钻 世界上最著名的蓝钻当属 Hope Diamond 希望之星钻石。Hope钻石就是硼致色的蓝钻。这颗钻石最早出产于印度,经粗糙加工后重量还有112.25克拉,后来献给了当时的法王国王路易十四。 之所以闻名于世,不仅因为是现存的最大、最完美的蓝色钻石,更是因为它几经沧桑、辗转流离的历史和它身上传奇的悲剧色彩。希望之星充满了神秘色彩,这颗钻石流传至今,除了其最后一任主人 Harry Wiston,之前的历任主人在获得这枚钻石之后充满了厄运,有的英年早逝,有的事业中落,因此希望之星也被人们称为“厄运之钻”。 四、培育钻石中的蓝色 培育钻石,实质上就是人为地建立一定条件,使非钻石结构碳转变成钻石结构碳。目前,培育钻石的方法有HPHT法与CVD法。 1、HPHT合成蓝色钻石:此法合成钻石一般多为Ib型黄—褐色钻石。要想得到合成蓝色钻石,需要在生长仓内加入氮的吸收剂与硼。加入氮吸收剂后可以得到近无色的IIa型钻石,但这种无色钻石生长非常困难。且加入氮吸收剂生长出的无色钻石可以检测到很少的的单个氮原子,引入硼元素,并用氮吸收剂去除大部分数氮之后,钻石就可以呈现出非常浓艳的蓝色。 合成的蓝色钻石硼元素含量很高,而天然蓝色钻石中的硼含量不会超过0.5ppm(ppm是百万分之一)。并且硼元素的分布依生长区不同而不同,在钻石晶体八面体生长区含量最高,四面体生长区最低。这导致了肉眼可见的蓝色分布不均。此外在合成蓝色钻石加入硼元素时,会不可避免的加入元素氮,氮元素会导致蓝区吸收增强,黄绿区透过增加,最终可能导致合成的蓝色钻石带有绿色调。 2、CVD合成蓝色钻石:是在相当于十分之一大气压的低压下通过分解含碳气体合成钻石的方法。将含碳气体分解为等离子体的方法很多,最常用的是在高温微波下进行。CVD合成蓝色钻石同样是在合成过程中排除原料、设备中的氮,而后加入硼元素,造成了红光到蓝光逐渐减弱的吸收导致钻石呈现蓝色。 五、后期改色的蓝色 后期通过改色也可以使一些天然或培育钻石加工成蓝色,主要为HPHT处理和辐照处理: 1、HPHT处理蓝色钻石:实验室高温高压条件为褐色、褐黄色、棕色钻石中的晶格缺陷提供了足够的均向压力和势能。通过人为调控所处的温度和压力及介质条件,有助于提高钻石色级或者改变颜色。 就Ia型褐色、褐黄色及棕色钻石而言,由于其晶格中存在致色杂质氮原子和空位,在现有的技术条件下,要想大幅度提高其色级几乎是不可能的。因此,在钻石现存的塑性变形的基础上,通过高温高压再处理和进一步加载其塑性变形强度,促进晶体内位错的增殖和滑移,从而到达改色的目的。 IIa型褐色、褐黄色及棕色钻石克服其所处的势垒,并促使钻石中的位错在高温高压条件下发生攀移、重组、湮灭,使之修复至塑性变形前的初始稳定状态,并最大限度地恢复其原本无色的面貌。 由此推断,HPHT处理蓝色钻石是因为HPHT条件使得钻石内导致灰色的塑性缺陷消失,从而产生了纯蓝色。 2、辐照处理蓝色钻石:目前钻石辐照改色最常用的方法是中子辐照与电子辐照。中子辐照处理主要利用核反应器中的中子对钻石进行轰击,由于中子不带电,与钻石碰撞时容易达到核力起作用的范围,可以引起核反应,很容易使钻石整体呈色。电子辐照钻石主要通过加速电子轰击钻石,发生一系列的弹性或非弹性碰撞,产生色心,进而选择性吸收一定的可见光最终呈色。 IIa型钻石通过高能电子辐照可将碳原子从晶格击出,产生一个中性空穴,称为GR1色心,GR1色心的零声子峰吸收峰为740.9nm,并在430-412nm波长范围内形成一个宽吸收带并伴有GR2-8的吸收峰。GR1色心本身使钻石产生蓝色,当GR2-8较强时钻石颜色为偏绿的蓝色。 Ia型钻石辐照后也会产生GR1色心,同时本身具有N3色心,N3色心吸收短波可见光,GR1 色心吸收长波可见光,两个色心的强弱决定钻石呈蓝色还是绿色。一般辐照蓝色钻石比天然蓝色钻石颜色饱和度要高出很多。 参考资料:珠宝国检集团培训中心 来源:超硬的涟漪 |
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