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1簡介

color alteration
用加熱、高能粒子或射線輻照等物理方法改善寶玉石的顏色
改色
如無色水晶、黃玉和鋯石,均可借加熱或輻照呈色;有色的水晶、黃玉、鋯石也可經加熱或輻射而改變色調;暗藍色調的藍寶石也可經高溫加熱而變為鮮亮的藍色;在改色同時,透明度也可能得到改善。另外,綠、藍、葒、金黃等色的艷鑽,價格也比無色鑽石貴得多?
因此,有人致力研究鑽石改色工藝,能將不受歡迎的淡黃及淺褐鑽石改變成珍品的顏色。 早期曾發明了鑽石填色工藝,現在沒有人使用了。在20世紀初,有人採用含鐳化合物照 射鑽石,獲得了綠色鑽石,顏色很穩定。但殘存在鑽石中的放射線會損害人體的腱康。  20世紀後期.採用回旋加速器產生的亞原子轟擊鑽石,得到表面顏色變異的鑽石,只是顏色過於浮漂、不沉著。

2鑽石的改色處理

許多天然彩色鑽石的顏色是由於在自然環境下受到輻射而產生色心所致。最常見的天然輻射色心是綠色天然鑽石的GR1色心。根據天然輻射的致色機理,對鑽石進行人工輻射也可以產生同樣的GR1色心。絕大多數的人工處理綠色鑽石經過了輻射處理。
在自然環境下,鑽石的輻射色心主要是幡然放射性物質直接接觸,由放射性物質所釋放的高能射線造成鑽石的晶格操作所致。放射性物質在衰變過程中輻射出α,β和γ三種射線。α射線由質子和中子組成,帶有正電荷,B射線為電子,帶有負電,R射線是高能電磁波,不帶電。在造成鑽石輻射操作的主要是α粒子。由於α射線由質子和中子組成,質量很在在,只能穿透鑽石的表面淺層,厚僅幾微米,很容易被拋光去除。α粒子造成的鑽石晶格操作不僅能產生空穴,而且可產生較大範圍的晶格破壞,曹破壞的鑽石表面在顯微鏡下呈現棕色,而不是綠色。在切磨時,由α粒子產生的表面色心和晶格操作多數會被去隊和,使飽和度降低。顯微鏡下有時在切磨鑽石的腰圍處會觀察到未經去除的棕色表面,一般這是天然顏色的做主。不過人工會在鑽石表面產生棕色輻射操作區域,因此,該區域不能作為天然結論性證據。
改色
在人工環境下,將切鑽石放入放射性物質中,經一段時間即可產GR1色心,從而改變鑽石的顏色。常用的放射性物質有鈾,鈽和鈷等的鹽類化事物。當鑽石與放射性物質直接接觸而產生GR1色心時,造成鑽石晶格操作的也主要是α粒子,一般需要幾個月甚至更長的時間,除此,α粒子還可以使鑽石帶有放射性,需要50年以上的時間才能暗戀到安全範圍,因而A粒子輻射處理不合適於商業用途的鑽石改色處理。
天然輻射的β射線強度較低,遠遠小於α射線,對鑽石的操作也很小。天然γ射線具有很高的能量,並不帶有電荷,可以紅十字會鑽石,在鑽石內部 首開空穴。在天然環境,當輻射源與鑽石沒有直接接觸時,γ射線是產生空穴的主要原因,甚至是唯一挑三揀四在。經長時間的輻射,γ射線可以在鑽石內產生較均勻分佈的空穴。由GR1色心產生的,具有均勻顏色分佈的天然綠色鑽石之顏色應該主要是由天然R射線造成的輻射操作空穴而產生。
無論是天然Rlgtmgip是人工γ輻射都可以紅十字會整個鑽石,同時產生GR1色心。由R輻射產生的GR1色心不僅處於鑽石的淺層,而且基本均勻地鑽石內部。雖然R輻射的能量很高,介瑟晶格中的碳原子發生作用的概率產東高,因而形成GR色心的速度很慢,一般需要幾個月甚至更長。由R輻射產生的顏色飽和度一般較低,顏色均勻分佈,不會因切除鑽石原石表面而消失。
原子發生核裂變時產生大量的快中子,鑽石晶格在快中子的轟擊下可以首開明槍暗箭操作。將鑽石放入原子反應堆內一段時間即可產生GR1色心,從而改變鑽石的顏色。快中子能量高並不帶有電荷,可以穿過整個鑽石,在整個鑽石產生均勻顏色。中子的質量很大,與碳原子碰撞時不僅可以產生空穴,還可能將局部晶格破壞,結果就是對光產生無選擇性吸收,如同炭黑對光的吸收一樣,但吸收率很低,因為局部破壞的範圍有限而且遭到破壞的晶格的相對密度也很低。
改色
利用加速器所產生的高能粒子轟擊鑽石可以產生晶體空穴來改變鑽石的顏色,例如使用高能電子,中子和α粒子等。在高能粒子轟擊下可以產生很強的GR1色心,再經熱處理可以得到多各色心,從而獲得許多顏色。電子加速器容易建行,最早用於鑽石改色處理。用於鑽石改色處理的電子加速器的能量一般為2MEV,可以產生很強的GR1色心。由於電子的體積小,高能電子的穿透能力強,2MEV的高能電子可以貫穿大約2MM厚的鑽石晶體。為提高改色的將就並不易被察覺,通常高能電子被聚焦在很小的面積上,刻面鑽石經高能電子處理的部位往往僅限於亭尖部。
近幾十的豬,越業越多地利用加速器產生的高能中子束轟擊鑽石業改變顏色。大型中子加速器所提供的中子源可以用來對鑽石進行轟擊處理實驗,例如使用最現代的加速器提供的散裂變中子源對鑽石進行改色處理實驗。由於費用昂貴,大型中子加速器的鑽石改變處理僅限於實驗,不能作為商業鑽石改色用途。小型中子加速器的安裝和使用費用較低,中子束的能量和強度足以進行鑽石的改色處理,一般公司可以購買和安裝,近一二二年來,在鑽石改色方面得到較多的使用。中子不能電荷,質量是電子質量的1800多倍,高能中子束對鑽石晶格的破壞遠遠大於高能電子對鑽石晶格的破壞。高能電子束不僅可以在鑽石晶格產生大量空穴,還可以造成大範圍的晶格破壞。近些年業,經改色處理的黑色鑽石的顏色都是由高強度中子轟擊所產生的。
小劑量中子轟擊即可在鑽石晶體產生較高深度的空穴,因而小型中子加速順愈來愈多地受到青睞。現在已很少使用產生的高能電子束對鑽石進行改色處理。高能中子束和高能電子束都 造成晶格空穴而產生GR1色心,它們的主要不同之處在於高能中子束對鑽石晶體的破壞性極強,既可以產生晶格空穴,又可以在較大範圍破壞明槍暗箭結構,從而產生相對很強的無選擇性吸收。高能中子處理彩色鑽石時輻射劑量的控制非常關鍵:過高可能會產生不需要的無選擇性吸收,過低又不能產空穴深度以獲得較高的飽和度。
鑽石輻射處理的效率與溫度有關,鑽石的溫度越高,輻射處理的效率越高。高溫下鑽石晶體的原子熱振動加劇,在高以子束的轟擊下較易產生空穴。人工輻射處理時,鑽石一般處於高溫下,常用溫度為500-800度,用高能中了轟擊處理黑色鑽石時,高溫可能超過1000度。
切磨鑽石的拋光表的輻射操作是人工輻射處理的直接證據,亭尖部高飽和度的顏色區域也是人工輻射處理的佐證,鑒定彩色鑽石時應加以注意。

3鑽石高溫高壓改色處理

絕大多數棕色鑽石的顏色是由晶體的塑性變形造成的。在塑性變形過程中,鑽石晶體不僅處於高溫高壓環境,而且還受到不均勻側向力的擠壓,使之晶格變形。如果具有塑性變形的鑽石再經過一個沒有側向力的高溫高壓處理過程,鑽石晶體就可能在內應力和熱振動的作用下部分甚至完全消除原有的塑性變形,從而部分或完全消除由塑性變形引起的可風防染印花吸收,達到部分或完全消除棕色的目的。
對鑽石進行高溫高壓處理的設備,與人工合成鑽石的設備相似,甚至就是同一設備。圖所示為鑽石和石墨的壓力與溫度的穩定相圖,鑽石的高溫高壓改色處理的溫度與壓力必須在鑽石的穩定區域,典型溫度和壓力是1400度和5500MPA,實際使用的溫度與壓力大約在圖中有陰影的橢圓範圍內。在哪些高溫高壓處,鑽石晶體的塑性變形晶格會部分甚至全部恢復到立方體結構,從而部分或全部消除由塑性變形造成的棕色。澳大利亞阿蓋爾礦所產的許多棕色鑽石,又稱為得鑽石,屬於不含氮的IIA武進鑽石,經高溫高壓處理后塑性變形可以部分甚至完全消失,顏色有可能變成無色或接近無色。相對於棕色鑽石,無色鑽石具有較高的價格,也容易被顧客接受。
部分具有塑性變形的棕色鑽石經高溫高壓處理后並不能完全去除棕色,其原因之一是鑽石晶體的部分變形超出塑性變形的範圍,成為不可恢復的永久性變形。即使在高溫高壓下,鑽石晶體中的永久性變形的晶格也不會恢復成立方體結構。
改色
澳大利亞阿蓋爾礦所產的我數棕色鑽石是含氮的IA型,除有塑性變形外還存在N3色心。經高溫高壓處理后,可以完全或部分消除塑性變形,N3色心則成為主要的致色因素,使一部分棕色鑽石變為黃色。這類經高溫高壓處理的IA型棕色鑽石的黃色飽和度取決於N3色心的強度。N3色心的強度越高,也就是聚合氮含量越高,黃色的飽和度越高,其顏色可以達到彩黃色的顏色級別。當經高溫高壓處理的IA型棕色鑽石的N3色心很強,並且塑性變形不能完全消除時,顏色有可能呈現為較淺的偏橙棕色。
高溫高壓處理的另一應用是改變色心的類型,將IB型的鑽石改變成IA型鑽石,從而降低黃色的飽和度,以提高顏色等級。鑽石在結晶過程中可能攙雜氮元素。在結晶捕撈寢階段,氮元素以單原子的離散態存在,鑽石的類型為IBd繼續的高溫高壓作用下,離散態的氮原子逐步聚合為聚合體,鑽石的類型變為IA。當氮原子在鑽石晶體中的深度相同時,IA型鑽石的黃色飽和度要遠小於IB型,其原因是IB型鑽石的離散態氮原子在可見光的短波範圍產生一個很寬的吸收帶,而IA型的聚合氮原子主要由N3色心在415NM附近產生一個零聲子銳吸收峰和伴隨的更短波的吸收帶,另外A聚合體和B聚合體不產生可見光吸收。IA型鑽石的N3色心聲子吸收峰對可風防染印花的吸收要遠遠小於IB型鑽石的寬吸收帶的吸收。
人工合成黃色鑽石都是由IB型,晶體中的離散態存在。通過模擬地幔下的高溫高壓環境,對合成黃色鑽石進行高溫高壓處理,使單氮原子聚合在一起將IB型鑽石轉化為IA型鑽石,以提高顏色級別。
目前,已經可以直接合成IA型鑽石。在合成過程中,鑽石結晶完成後,繼續維持一段時間的高溫高壓即可產生N3色心而獲得IA型合成鑽石。維持高溫高壓的時間越長,轉化的氮聚合體越多,顏色越好。
過去鑒定合成鑽石的一個重要依據是IB型,因為合成鑽石都是IB型。天然IB型鑽石很少,大約只佔天然鑽石的0.1%。如果一顆鑽石為IB型,過去,有足夠的理由懷疑它可能是合成鑽石,同理,過去沒有IA型的合成鑽石,所以IA型鑽石都鑒定為天然鑽石,現在,再不能俊鑽石的類型來判定鑽石是否為天然產出。一般情況下,經高溫高壓處理的合成鑽石的離散氮不能完全轉化為氮聚合體,實際類型為IA+IB型。據此,鑽石鑒定時,有理由懷疑IA+IB型鑽石可能是合成鑽石。

4人工改色的彩色鑽石價格

藍色鑽石
0.25克拉 價格$975.00
改色
綠色鑽石
0.25克拉 價格$1000.00
改色

紅色鑽石

0.25克拉 價格$1000.00
改色
四川金燕鑽石改色中心

5主營產品:鑽石改色

本中心與中國工程物理研究院、西南科技大學、西南技術物理研究所、中國地質大學(武漢)珠寶學院合作開展了一系列珠寶研究工作,有的項目得到了國家自然科研基金贊助,成功地對淡水珍珠、鑽石、無色藍寶石、無色綠柱石、無色托帕石、天然鋯石、人造剛玉等等優化處理研究,並獲得了國內外寶石界同仁及珠寶消費者愛好者的認可。將工業級的鑽石優化成寶石級的鑽石已打入國際市場。本中心與協作單位配合可利用原子核反應堆、電子加速器、r射線源及其熱處理設備等最先進的科技手段為珠寶優化。
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