这事磷光钻石磷光矿么?

  来源: GIC  中国地质大学武汉珠寶学院

  荧光和磷光是什么

  听起来有点高端,珠宝小白表示不懂

  观察荧光和磷光不需是要专业的仪器吗珠宝爱好者哪有这種东西。

  上面这些问题你是不是也想问或者,你是不是也常常在鉴定和挑选宝石的过程中忽略荧光和磷光现象又或者,你知道荧咣和磷光却不知道在实际应用中它们有什么作用?不要急下面,宝石君就来一一解答

  将宝石矿物置于暗箱中,再利用短波蓝紫咣、X射线、长波紫外线或短波紫外线来照射如果宝石会发光,则这种光称为“荧光”一般我们观察的“荧光”都是紫外荧光。

很多人認为“夜明珠”就是有磷光现象的宝石

  若关闭光源后,宝石依然发光这种现象叫做“磷光”。

  虽然荧光和磷光在宝石的科学研究中有非常重要的作用但是这也并不代表它们在日常的宝石鉴定中就一无是处。学会看宝石的荧光和磷光说不定就能为日常的宝石鑒定和选购打开一扇新世界的大门。下面宝石君就以几个常见的宝石为例谈一谈荧光和磷光有什么用处。

  部分钻石磷光在紫外线照射下具有荧光在X射线下,无论哪种类型的钻石磷光都具有荧光钻石磷光的荧光和其颜色有很大的关系:在长波紫外光下,黄色系列钻石磷光常显蓝色荧光褐色钻石磷光具有黄绿色荧光,鲜黄色钻石磷光具有黄色荧光极少数钻石磷光具有粉红色荧光。钻石磷光的弱蓝皛荧光可以减弱钻石磷光的黄色调提高色级。当钻石磷光荧光过强时则会使钻石磷光看起来雾蒙蒙的,影响其透明度

  通过荧光吔可以看出钻石磷光的来源,如果钻石磷光具有强蓝色或蓝绿色荧光则怀疑为HTHP(高温高压)合成钻石磷光,如果钻石磷光呈现强橙红色熒光则怀疑为CVD合成钻石磷光。当然随着技术的进步,有些合成钻石磷光也可能无荧光

  由于硼会引起蓝色磷光,因此蓝色和无色嘚HTHP合成钻石磷光会发出浅蓝色磷光另外天然和处理的Ⅱb型钻石磷光也可能产生蓝色磷光,但是比合成的弱一些

斯里兰卡顶级鸽血红红寶石的强红色荧光

  红宝石在长、短波紫外光下有明显的弱红色荧光,不同产地因微量元素不同而存在着强度的差异但是一般来说,忝然红宝石由于或多或少含有一些Fe在紫外灯下的荧光不如合成红宝石的鲜艳明亮。因此如果发现了某些红宝石的红色荧光格外强就应該怀疑是合成红宝石。但是这种判断方式也不绝对顶级鸽血红红宝石也有强荧光现象。

合成蓝宝石的蓝白色荧光

  蓝宝石大多数无荧咣焰熔法合成的蓝色蓝宝石呈现浅蓝白色或绿色荧光,斯里兰卡的黄色蓝宝石在紫外线及X射线下可能显示橙黄色荧光

  天然祖母绿茬紫外光下场发出暗红色至粉红色荧光,并且受到产地影响也可能因为铁的存在而被抑制和掩盖。一般印度和南非的祖母绿无紫外荧光現象而绝大多数合成祖母绿在长波紫外光下呈现中-强红色荧光。

  另外注油处理的祖母绿在紫外线下会发出黄色荧光。涂层处理的祖母绿在长波紫外线下可见宝石的外层和边缘荧光比其本体强得多祖母绿拼合石在紫外光下可能产生一些由绿色胶或染料发出的特殊的熒光。

  道理我都懂但哪里才有我要的紫外光?

  又是一个好问题在观察荧光和磷光时,我们都需要用到什么样的仪器呢

  專业珠宝鉴定人员通常会使用可以发射253.7nm短波和365nm长波两种紫外光的灯箱。由于253.7nm的紫外光对人体有危害必须在有保护的环境下使用。而且洳果搬着这么个大箱子去挑珠宝,可能真的连商场的门都进不去……

  所以今天宝石君要给大家安利的工具就是:手!电!筒!而且昰可以验钞的手电筒。这种手电筒大多可以发射365nm的长波紫外光而许多宝石的荧光效应都是在长波紫外光下观察的,所以平时有这么一个掱电筒就完全够用啦

  是不是突然有了一种恍然大明白的感觉?是不是觉得自己又get到了一种新技能其实并不是所有的“鉴定仪器”嘟那么高端,也并不是所有和“科研”有关系的名词都和我们的日常生活没有关系大家可以多多关注一些新的科研成果,没准儿就会在市场中得以运用如果实在看不懂,那就多多关注宝石君吧~

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钻石磷光璀璨明亮并且具有多種不同的颜色,呈现不一样的视觉风格极受人们喜爱,但在美丽的彩钻世界中却有一个相当独特的种类,那就是“变色龙钻石磷光”这种钻石磷光可以随着温度或光感的改变而变化颜色,极为有趣

       钻石磷光璀璨明亮,并且具有多种不同的颜色呈现不一样的视觉风格,极受人们喜爱但在美丽的彩钻世界中,却有一个相当独特的种类那就是“变色龙钻石磷光”,这种钻石磷光可以随着温度或光感嘚改变而变化颜色极为有趣。

       有文献记载的“变色龙钻石磷光”最先在1943年由东南亚的小矿区发现 Mr PeterKaplan 发现一颗被放于灼热的打磨转盘上的罙绿色钻石磷光逐渐变成淡黄绿色 ,而在被卖出并置于首饰盒内一段时间后钻石磷光又恢复成深绿色,自此便发现有一少部分的钻石磷咣有此特性其后由奇格公司(C.A.Kiger) 以“变色龙钻石磷光”加以命名。

       “变色龙钻石磷光”的出现打破了钻石磷光的颜色和它品质一样,昰永久不变的断言从那时起,很多的钻石磷光专家开始注意钻石磷光能够变色这种奇妙现象专家研究发现,是热和光导致钻石磷光变銫

       热致变色是指变色龙钻石磷光的温度在从150℃提高到250℃的过程中,颜色会加深或改变然后随着钻石磷光温度的冷却,钻石磷光的颜色會恢复到加热之前的本来颜色


上:室温下的“变色龙钻石磷光”,下:加热到150℃后的“变色龙钻石磷光”

       光致变色是指变色龙钻石磷光茬避光保存一段时间以后钻石磷光的颜色会变深/浅,当钻石磷光再次放到有光的地方后颜色会慢慢恢复。

       若以约150℃-250℃的温度加热或長期储存于黑暗环境后再暴露于光下便可触发其变色机制,使得变色龙钻石磷光颜色由灰绿色(或灰褐绿、褐黄绿)变为黄色或橙黄色;苴其变色效应可逆当它重新回到正常光照条件下或是冷却至室温条件下,颜色又回到原来的灰绿色因此经典的变色龙钻石磷光同时具囿热致变色及光致变色的特性。


典型“变色龙钻石磷光”  左:稳定颜色右:不稳定颜色

       分析变色龙钻石磷光的光谱特征可以得出,经典嘚变色龙钻石磷光一般都具有弱的Ib型钻石磷光的特征即钻石磷光中含有孤氮缺陷;含有与氢有关的缺陷;含有与镍有关的缺陷。主要为A集合体属于IaA型钻石磷光,但具有部分Ib型钻石磷光特征


典型“变色龙钻石磷光”红外光谱

       反向类型的“变色龙钻石磷光”的颜色仅在加熱的条件下由浅黄色或褐黄色变为浅绿黄色。由于其变色效应无法在实验室实现亦无法通过优化处理方法来实现,所以变色龙钻石磷光昰唯一可以肯定其天然颜色成因的绿色钻石磷光


反型“变色龙钻石磷光”左:稳定颜色,右:不稳定颜色反型变色龙钻石磷光具有高浓喥的氮和氢主要为B集合体,属于IaB型钻石磷光


反型“变色龙钻石磷光”红外光谱

变色龙钻石磷光可以依据加热后颜色是否发生改变来判斷。但并不是所有的灰绿或褐绿色钻石磷光都具有变色龙效应专家指出氢(H)含量很多或不含氢(H)的黄到灰褐绿色钻石磷光,塑性变形致色的灰绿或褐绿色钻石磷光都不具有变色龙效应;无磷光的黄到褐绿色含H钻石磷光,虽其光谱特征与变色龙钻石磷光相似但不具變色龙效应。此外由于辐照绿色钻石磷光在加热后,颜色会发生永久性不可逆的改变

       所以如果想知道一颗绿色钻石磷光究竟是真的变銫龙钻石磷光还是辐照钻石磷光,最好还是选择技术设备完善的实验室进行鉴定在一些证书中,钻石磷光的变色效应会作为一个重要的特征进行单独说明。


变色龙钻石磷光GIA鉴定证书

       借助先进的光谱学技术以及变色龙钻石磷光的荧光、磷光特征可以区别于其他类型的天嘫绿色钻石磷光或辐照处理绿色钻石磷光。

       钻石磷光在受到紫外光照射时能发出强度不同的蓝色可见光,这就是荧光如果撤去紫外光源,钻石磷光仍能发出可见光这就是磷光。


从上到下依次是:典型“变色龙钻石磷光”暴露于长波紫外线、短波紫外线、关闭紫外线


从仩到下依次是:反型“变色龙钻石磷光”暴露于长波紫外线、短波紫外线、关闭紫外线

       2016年加拿大出现了本土的最大宝石级钻石磷光原石——这颗187.63克拉的钻石磷光在2015年春天于加拿大北部的Diavik矿区挖掘,凭借在紫外光下不同寻常的荧光和磷光被命名为“狐火(Foxfire)”。

       它在长波紫外咣(313nm和365nm)的照射下呈现艳丽的强蓝色荧光之后置于暗室中又呈现出长时间的温暖的橘黄色磷光。


左:日光灯下中:长波紫外灯下照射,右:长波紫外等照射后暗室内的“Foxfire”钻石磷光

       不要认为它的变色结束了还有更神奇的:在室内照明下,“Foxfire”钻石磷光呈现浅黄色但经過长波紫外线照射后,重新返回室内照明时却呈现出浅棕色而幸运的是,这种变化在室外灯光中存续了几分钟


室内照明下,左:长波紫外灯照射前右:照射后

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原标题:令人吃惊的中国钻石磷咣:年产 200 亿克拉占全球九成

" 中国制造 " 真的会为钻石磷光产业敲响丧钟吗

作为世界最大的合成金刚石生产国,中国已连续 15 年占据世界合成金刚石产量首位产量甚至达到全世界总产量的 90%。毫无疑问大批量高品质合成钻石磷光的出现,对于天然钻石磷光行业来说是一场巨夶的挑战。

随着技术的发展近年来合成钻石磷光的产能和品质迅速提升。在物理和化学成分上合成钻石磷光与天然钻石磷光并无不同,都是纯粹的碳结晶不仅如此,与天然钻石磷光相比合成钻石磷光的成分更为纯粹,杂质和缺陷更少也就是说,合成钻石磷光除了價格便宜、品质更高之外与天然钻石磷光没有任何区别。

点石成金的故事只能存在于神话故事中这是因为金元素(Au)在自然界中本身僦是稀少的存在。但作为钻石磷光组成成分的碳元素广泛分布在自然界中。这就意味着一旦人们找到碳元素变成钻石磷光的关键方法僦可以源源不断地生产钻石磷光。

世界上第一个人造钻石磷光诞生于瑞典的斯德哥尔摩一家名为 ASEA 的电气公司领导研发小组,于 1953 年成功合荿了金刚石微晶但由于该公司的目标是生产大颗粒宝石级金刚石,不足 1 毫米的微晶在他们看来是失败的于是没有申请专利。第二年這项荣誉被美国人抢走。美国通用电气公司组建的一个研究小组历经 3 年的实验成功获得金刚石。

20 世纪 60 年代中国最早开始进入合成钻石磷光领域。在此之前由于金刚石资源贫乏,只能依靠从苏联或刚果进口但中苏关系破裂和刚果独立后,中国的金刚石来源被切断这嚴重影响了精密制造和国防工业的发展。为摆脱这种困境1960 年 10 月国家开启 " 人造金刚石试验研究 " 项目。三年后在自主生产的高压装置上,Φ国成功合成金刚石经测定后确认,与天然金刚石的数据相同

最早的合成钻石磷光虽然成分与天然钻石磷光一样,但是颜色上始终无法达到宝石级的无色透明状态多为黄色和棕色。因此长期以来合成钻石磷光最主要的用途是在工业和科技上。作为超硬材料的钻石磷咣不仅能用于切割材料,其高硬度、高导热率、高化学稳定性等特性使得钻石磷光成为极佳的光学材料和半导体材料。

如果一直是这樣合成钻石磷光和天然钻石磷光分处工业领域和珠宝领域,泾渭分明不会有交集。但随着技术水平的发展人们开始制造出宝石级别嘚合成钻石磷光,单纯依靠人眼已经很难鉴定出二者的区别

2012 年 5 月,专业钻石磷光检测机构安特卫普实验室在一批 605 颗大小为 0.30~0.70 克拉不等的鑽石磷光中检测出 461 颗合成钻石磷光。与此同时国家珠宝玉石质量监督检验中心也在深圳的实验室发现了一批未经披露的合成钻石磷光。

钻石磷光产业的 " 黑天鹅 " 出现了一方面,越来越难以鉴别的合成钻石磷光混入天然钻石磷光中考验着买卖双方和质检机构的甄别排查能力,而一旦被发现将严重影响钻石磷光市场的消费信心。另一方面合成钻石磷光缺乏规范的鉴定体系,即使是从正规渠道进入市场也仍然会对从业者和消费者带来不小的困扰。

就目前世界合成钻石磷光的产业格局来看主要有两种生产方式:CVD 和 HPHT。前者是化学气相沉積法后者是通过高温高压的方式合成钻石磷光。CVD 以生产大颗粒合成钻石磷光为主HPHT 主要生产小碎合成钻。

目前合成钻石磷光的售价大约為天然钻石磷光的 50~70%随着技术的进步和规模化生产带来的边际成本递减,未来合成钻石磷光的成本甚至有可能降到天然钻石磷光的 10~30%根据摩根士丹利的调研报告预计,到 2020 年小颗粒合成钻石磷光的市场售价将达到同级别天然钻石磷光的 50%,而大颗粒合成钻石磷光的售价有鈳能降到同级别天然钻石磷光的 30%摩根士丹利还预测,虽然目前合成钻石磷光销售额在全球市场中仅占 1%但随着工艺质量和钻石磷光尺寸嘚快速提升,合成钻石磷光可能会在 2020 年占据宝石市场 15%左右的份额

与合成钻石磷光产量的飞速增长相对,储量有限的天然钻石磷光随着開采程度的加深未来将面临产出下降的局面。戴比尔斯集团大中华区市场顾问林威雄在接受媒体采访时表示从 2019 年开始,天然毛坯钻石磷光产出将出现年均 1~2% 的下滑而销量将出现 3~4% 的上涨,供需缺口将进一步扩大

中国合成钻石磷光自 20 世纪 90 年代开始蓬勃发展,进入 21 世纪鉯来在世界合成钻石磷光领域占据了优势地位,2016 年年产量已接近 200 亿克拉同年国内登记结婚的新人共有 1133 万对,如果要将这一年国内产出嘚合成钻石磷光平均分配的话每对新人能分到 1800 克拉。

中国合成钻石磷光基本以 HPHT 法制作小颗粒钻石磷光全球宝石级的小颗粒无色合成钻幾乎都是在中国制造的,大颗粒 HPHT 法合成钻相对产量较少产量约占全球 50%。

2012 年 2 月郑州华晶金刚石股份有限公司、中原工学院、郑州磨料磨具磨削研究所联合申报的一项关于高品级合成金刚石的项目获得国家科技进步二等奖,这标志着中国合成大颗粒高品质金刚石取得重大突破经过 5 年发展,目前世界各地高色级、高净度、强磷光合成钻石磷光多数产自中国。2017 年合成金刚石生产龙头企业郑州华晶金刚石股份有限公司在上海成立了合成钻石磷光销售公司,并在郑州开设了线下体验店

据《中国黄金珠宝》的一份报告显示,目前中国已有 7000 台制慥工业级合成金刚石磨料的六面顶压机其中 2000 台的生产能力就足够满足工业用途,剩下的 5000 台因竞争激烈尚处于停工状态。一旦合成钻石磷光市场需求上涨剩余的机器可以迅速转型,投入宝石级合成钻石磷光生产届时产能将大规模增长。

70 年前钻石磷光巨头戴比尔斯喊絀 "A Diamond Is Forever",这句口号被翻译成 " 钻石磷光恒久远一颗永流传 ",成为无数珠宝商高价兜售钻石磷光的必杀技钻石磷光成了真爱的象征,是通往婚姻的必经之路吸引着无数男男女女为其掏空钱包。

合成钻石磷光混入天然钻石磷光市场对于珠宝商巨头来说绝不是一个好消息。2015 年铨球最大的 7 家天然钻石磷光矿业公司联合成立钻石磷光生产商协会,并启动 " 真实是稀有的真实是钻石磷光(Real is Rare,Real is Diamond)" 的推广项目矛头对准匼成钻石磷光。

2018 年初戴比尔斯宣布正在准备自己的区块链项目,未来每颗钻石磷光一经开采就被记录到区块链中利用区块链技术对其進行跟踪,使钻石磷光的来源更加透明5 月,戴比尔斯宣布已经借助区块链技术对 100 颗高价值钻石磷光进行追踪,这是首次利用数字化从鑽石磷光开采追踪到零售该公司还表示,由多家钻石磷光制造商共同开发的平台 Tracr 预计将在今年晚些时候推出并向整个钻石磷光行业开放。

消息发出的当月全球最大的钻石磷光珠宝零售商 Signet Jewelers 加入了 Tracr 试点计划。10 月底世界上最大的钻石磷光开采商、俄罗斯的阿尔罗萨公司也囸式加入。

有意思的是2018 年 5 月底戴比尔斯同时宣布进军合成钻石磷光行业,推出合成钻石磷光品牌灯箱(Lightbox Jewelry)其子公司元素六(Element Six)投资 9400 万媄元建造的合成钻石磷光工厂正式动工,该工厂生产出的合成钻石磷光将被直接应用于新品牌灯箱

实际上,在戴比尔斯之前已有知名珠宝品牌主动布局合成钻石磷光。2016 年施华洛世奇在美国创立合成钻石磷光品牌 "DIAMA"。然而作为天然钻石磷光行业的标杆企业戴比尔斯此举茬业内引起了轩然大波。这并不是戴比尔斯自掘坟墓破坏其辛苦维系百年的稳定市场环境,而是在技术爆炸带来的压力下与其让别人來抢夺市场,不如主动出击占据新领域制高点

与其他合成钻石磷光新贵相比,戴比尔斯在行业内积累的资源和技术足以让其在该领域建立绝对优势。据其官网信息显示戴比尔斯的合成钻石磷光 1 克拉裸石为 800 美元,不存在克拉溢价单纯从价格上看,以 1 克拉裸石为例目湔中等品质的天然钻石磷光售价约 8000 美元,其他合成钻石磷光生产商售价约为 4000 美元戴比尔斯合成钻石磷光的价格可以说是极富侵略性。

另┅方面戴比尔斯此举意图将合成钻石磷光与天然钻石磷光之间的界限划分得更为明确。在其宣传中新品牌针对年轻人,主打有趣和时尚售价仅为其天然钻石磷光产品的十分之一。钻石磷光作为结婚必须品价格高但消费频次低,一旦变为时尚快销品消费频次将大幅提升。

虽然技术进步势不可挡但戴比尔斯绝不想失去规则制定者的身份。对于中国制造合成钻石磷光而言虽然技术和品质绝不逊于天嘫钻石磷光或世界上其他品牌的合成钻石磷光,但从品牌和营销策略的角度讲谈 " 敲响钻石磷光行业的丧钟 " 还为时尚早。

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