培育钻石，又称为合成钻石，是完全或部分经人工晶体生长过程而形成的由碳原子组成的等轴晶系晶质体，其物理性质、化学成分和晶体结构与天然钻石基本相同。高温高压法（HPHT）及化学气相沉积法（CVD）培育钻石是生长培育钻石的两大手段。
那么钻石销售市场上出售的钻石是培育还是天然，我们该如何鉴定呢？
Q/NGTC-J-SZ-0001—2020合成钻石鉴定与品质评价中规定了合成钻石鉴定中主要涉及的鉴定项目及判定标准，具体鉴定项目有：①外观描述；②光性特征；③放大检查；④荧光观察；⑤发光图像；⑥紫外可见光谱；⑦红外光谱；⑧光致发光光谱；⑨磁性。
当然，作为钻石家族中的一员，钻石评价的“4C”标准也是用来进行培育钻石品质评价的依据。但需要注意的是，培育钻石的品质评价与自然界的稀有程度无关。
由于培育钻石与天然钻石有着相同的成分和物化性质，唯有生长时的环境、微量元素不同，因此他们之间只有极微小的差异，需要借助不同的手段来鉴别。
今天我们介绍几种常见的手段，欢迎大家分享和转发。
磁性
展开剩余85%HPHT培育钻石在生长过程中会有相当多的熔融态触媒金属，如铁、钴、镍被包入钻石内部，如该类包裹体体积较大，整颗钻石则会被强磁铁吸附（图１），因此，强磁铁可鉴别大量HPHT培育钻石，并快速方便。
图1 实验室培育钻石可被强磁铁吸附
培育钻石的包裹体特征
利用双目珠宝显微镜在7-45倍下暗场照明条件下放大观察两种工艺的培育钻石，结果如下图2所示：
图2 培育钻石的包裹体特征
UV-Vis-NIR 及Diamond SureＴＭ
利用Unicam UV500的UV-Vis-NIR光谱仪中N3色心（415nm）吸收峰作为鉴别特征（图３），Diamond SureＴＭ及其他多种类似仪器即利用此原理。所有的Ⅱａ型钻石在227.5ｎｍ有吸收峰，CVD无色钻石中带有颜色的在273nm附近有一较宽的吸收峰，含硅的CVD钻石在737nm附近有一个Si-V色心吸收峰。
正交偏光镜特征
在宝石双目显微镜的载物台上置放一个折叠正交偏光镜，关掉上方灯光，打开下方底光，用摄子夹住钻石台面及尖底，置于上下两片偏光镜之间，从钻石腰围附近的冠部、亭部观察，调整背光的明暗，用棉花棒转动钻石，观察钻石冠部、亭部面上异常双折射的全面条柱状图案及颜色，参考以下图6—图10。
图10 未改色的培育钻石
磷光特征
由于HPHT无色钻石在生长过程中自然掺有极微量的硼元素，硼在经过超短波紫外光照射后，会继续发出强磷光，CVD培育钻石会发出中、弱或无磷光，天然钻石除Ⅱａ型外，基本无磷光。结果（图11）显示。
图11 天然钻石（区域1）、HPHT培育钻石（区域2）、CVD培育钻石（区域3）的磷光特征
钻石只有一小块区域有点状红色的有可能是其它强磷光钻石反射至这颗钻石所致，挑出全红及环状红点状钻石后剩下的钻石尽量稀释平铺重复检测，进一步证实点状红色为反射的磷光，在已镶嵌的首饰上可以检测出HPHT培育钻石，如图12所示。
图12 已镶嵌的首饰上HPHT培育钻石
热导仪
使用Presidium PMuTⅢ热导仪测试HPHT、CVD培育钻石及天然钻石，结果如下图13所示，HPHT培育钻石由于生长过程中金属触媒进入钻石内部形成包裹体，导致导热系数较低，用热导仪来测，大部分会停留在莫桑石MOISSANITE的位置，少部分会跳到钻石位置；而CVD培育钻石及天然钻石均显示DIAMOND。
图13 培育钻石的热导仪测试结果
红外光谱特征
CVD培育钻石在生长时会有大量的氢元素进入钻石内部，成为填隙子，未高压高温改色前，可存在于钻石内部任何位置，利用红外光谱测试CVD培育钻石，结果（图14）显示，CVD培育钻石在中红外区域的6855、7229、7355ｃｍ-1处有数个C-H峰，但经过高压高温改色后，这些峰均会消失。
图14 未经HPHT改色的CVD培育钻石的红外光谱
通过本文内容，天然钻石、HPHT培育钻石和CVD培育钻石的特征，你了解了吗？
参考资料：
超硬材料与磨料磨具
发布于：河南省