高温高压改色处理Ⅰa型褐色钻石的光谱鉴定特征

Ⅱa型钻石的高温高压改色及褪色研究已开展了大量工作,然而对Ⅰa型Cape系列褐色钻石在高温高压处理条件下的行为尚不明确。为解析实验室钻石鉴定工作中遇到的黄色钻石颜色成因问题,本文选取了Ⅰa型Cape系列褐色钻石作为研究对象,进行高温高压改色处理实验,并对处理前后的样品的紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱以及光致发光光谱等谱学特征进行对比分析。结果表明:经高温高压改色处理后,钻石颜色由灰褐色变为褐黄色,钻石的紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和光致发光光谱也发生了很大改变。经处理的褐色钻石,其紫外可见吸收光谱中除原有的415nm和477nm吸收外,还产生503.2nm吸收,同时550nm至短波的吸收增强,钻石因此由原来的灰褐色变为褐黄色;红外吸收光谱中,1498、1520、1547cm^-1三个峰变为一个以1498cm^-1为中心的吸收宽峰;光致发光光谱中,产生了明显的H3(503.2nm)以及H2(986.2nm)缺陷。本研究获得的光谱变化特征为准确鉴定高温高压改色处理的Cape型钻石提供了依据,也为更好地理解晶格中氮、氢等相关的格子缺陷在高温高压条件下的变化机理提供了实验数据和分析。

高温高压处理褐色钻石的实验探索

以Nova钻石、GE POL钻石和灰色钻石为例,从钻石晶格缺陷的角度讨论高温高压(HTHP)处理钻石的改色机理;在高温高压处理褐色钻石的研究基础上,利用静压触媒法合成设备,对褐色钻石样品进行高温高压处理的实验探索,并对实验前、后的样品进行红外光谱、激光拉曼光谱特征分析,初步探讨其颜色改变的原因,为今后的实验提供一定的参考。

一颗含八面体金刚石及对称云雾状包裹体的褐色刻面钻石

金刚石包裹体保留了金刚石形成时的大量信息,不同包裹体类型对应不同的生长环境。金刚石中包裹金刚石包裹体的研究较少,学者对其成因产生了热烈探讨,但是对于金刚石中包裹体的研究通常需要进行破坏性制样,该类研究方法不适用于成品钻石研究测试。利用拉曼光谱成像技术,获得高分辨率的拉曼光谱面扫描图像,结合红外光谱、光致发光光谱以及三维荧光光谱对一颗含有金刚石包裹体和云雾状包裹体的刻面成品钻石进行无损研究。样品体色呈褐色并伴有绿色调,透过台面可见其亭部围绕亭尖的深褐色环带状以及深褐色对称放射状云雾,肉眼可见中间一晶体,显微特征显示其为八面体晶形,长波紫外灯下有明显绿色荧光。根据红外光谱可知该钻石为Ⅰa型,深褐色对称放射状云雾与钻石富氢相关,其褐色体色与非变形相关缺陷和变形相关缺陷有关。低温液氮光致发光光谱测试可知钻石存在H4中心,推断该钻石可能经过放射性辐照和高温退火过程,PL谱峰中545和563 nm处与氢缺陷有关,637 nm处与NV-缺陷中心有关,741 nm处GR1缺陷是导致钻石带绿色调的原因,钻石经过天然辐照,在驻留过程中未曾经历过高温环境。三维荧光光谱验证了钻石在长波紫外荧光下发出的强绿色荧光与λ_(em) 520 nm处为宽荧光峰有关,最佳激发波长位于λex 420 nm处,该荧光中心与H3有关,进一步验证了该钻石经历了辐照和退火过程。通过拉曼光谱确认样品中八面体晶体为金刚石包裹体,根据拉曼面扫描结果,包裹体边缘的谱峰频移相差较大,金刚石包裹体存在一定的应力,通过推算残余应力最大约为0.49 GPa,包裹体结晶过程中间结晶速度较边部更快,包裹体和寄主接触位置存在残余应力可能与其在结晶过程中温压条件发生变化有关。另外,钻石中含有的杂质较多,也可使其产生一定的晶格畸变。

高温高压处理对褐色CVD钻石谱学特征影响分析

CVD合成钻石是超硬材料科学的一项研究热点,该类钻石普遍带有褐色调,在高温高压下可提升CVD钻石的透明度与色级,处理后通过显微镜、红外光谱、光致发光光谱等对钻石谱学特征进行对比,可发现CVD钻石透明度有所提高,光谱吸收系数降低,认为是钻石在高温高压环境下内部晶格结构发生重组,钻石拉曼位移情况与XRD摇摆曲线有所减小,实验证明经过高温高压的处理可提升CVD钻石的结晶质量。

高温高压处理对褐色CVD钻石谱学特征的影响

目前CVD法合成单晶钻石是超硬材料科学和宝石学关注的热点之一,该方法合成的单晶钻石常带有褐色调。通常采用高温高压法(HPHT)提高褐色CVD钻石的色级和透明度,在前期HPHT处理褐色CVD钻石实验基础上,选出颜色改善明显的三颗样品,对其处理前后谱学特征进行对比。采用紫外-可见吸收光谱、红外光谱、光致发光光谱、三维荧光光谱、激光拉曼光谱以及X射线摇摆曲线进行分析。结果表明,褐色和深褐色样品褪色温度较高,处理后样品紫外-可见吸收光谱吸收系数明显减小,透明度明显提高。样品中红外与近红外光谱显示,在1332 cm^(-1)处的吸收峰与N^(+)中心有关,该中心是褐色CVD钻石常见特征。在3124 cm^(-1)处吸收峰与NVH_(0)缺陷中心有关,该峰在CVD钻石和HPHT处理钻石中常见。另外在2700~3200 cm^(-1)范围变化的一组吸收峰,与C—H键伸缩振动有关。高温对CVD钻石含H基团影响较大,在5~6 GPa压力下处理温度在1500~1700℃范围,会在近红外波段4673,6352,7354,7540,7804和8535 cm^(-1)出现一组吸收峰,可指示样品经过较高温度处理。目前针对CVD钻石以及经过HPHT处理的CVD钻石近红外波段的论述较少,该研究可以为鉴定CVD钻石及HPHT处理CVD钻石提供依据。综合光致发光光谱和三维荧光光谱分析,处理后样品NV-缺陷比例减小,SiV-中心缺陷比例增加。在5~6 GPa压力下,仅当处理温度高于1500℃时,样品三维荧光光谱在λ_(ex)/λ_(em)=500 nm/575 nm处荧光峰增强,在λ_(ex)/λ_(em)=490 nm/550 nm处荧光峰消失,从某种意义上该峰位变化可指示样品经过较高温度处理。物相分析结果显示,HPHT处理后CVD钻石在1332 cm^(-1)处拉曼位移半高宽和XRD摇摆曲线半高宽均减小,表现出了较好的一致性,说明经HPHT处理的褐色CVD钻石结晶质量变优。

高压高温处理条件下钻石中晶格缺陷的演化与呈色

实验室的高压高温条件为褐黄色钻石中的晶格缺陷提供了足够的均向压力和势能 ,有助于 a型、 a型褐黄色钻石中的位错发生攀移、重组、湮灭、增殖和滑移 ,最终转变成无色、黄绿色及蓝色钻石。研究表明 ,由两组细密、微波状、明暗相间、断续排列且边界渐变的变形带组成的似格状应力图案属修复型滑移面 (线 )系 ,代表了 a型钻石中位错的攀移、重组和湮灭 ;沿钻石四方生长环带方向相间有序排列的位错壁和边界突变似聚片双晶的强变形带属增强型滑移面 (线 )系 ,代表了 a型钻石中位错的增殖和运动。 3760 cm— 1(低温状态下为 3738cm— 1)拉曼谱峰与 2 0 87,796cm— 1拉曼谱带一道归属钻石中晶格缺陷心所致。证实晶格缺陷的形成与演化共同制约了钻石的呈色和发光。

朱珠跨界创意指导+珠宝造型 朱珠 叛逆的心

她是热播美剧《马可波罗》中的蒙古公主。发自内在的性感使她出尘离染,从寻常的美中跳脱出来。作为艺人,她是一个叛逆的存在。此次拍摄特邀朱珠本人跨界策划,怀揣着精致而随性的视角来表达自己对美的理解,由她灵感精髓倾力打造这组流光溢彩的时装珠宝大片。本期BAZAAR Jewelry为你揭秘这位打破常规,谜一样的女人。

魅惑之梦 彩钻

钻石的世界不仅仅只有一种颜色,它是色彩纷呈的。大多数人都认为钻石的颜色越白越好,其实彩色钻石比白色钻石更稀有、更珍贵。那么,什么颜色的钻石可以称之为彩色钻石呢?哪种更值得拥有和收藏呢?现在就让我们来领略彩色钻石的奥秘吧!彩色钻石的奥秘彩钻是钻石的一种。通常,钻石呈透明色彩,但彩钻是除透明以外的钻石。主要成因是无色钻石内的微粒起变化而产生的颜色,不同的变化会产生不同的颜色,因此颜色越罕有。