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1、合成碳硅石的宝石学特点及辨别摘要： 光荣夺目、晶莹剔透的钻石一直深受人们的喜爱。钻石是爱情、自信和成功 的象征。漂亮、耐久、稀少的钻石被誉为宝石之王。钻石稀少而昂贵，其仿造品和代用品应运而生。长期以来，仿钻石如玻璃、 钇铝榴石、合成立方氧化锆，代用品如锆石、水晶、无色刚玉等，早已为业内人 士所熟知，导热仪的应用，使钻石和非钻石的辨别快速而准确。可是最近几年来， 在欧美市场显现了一种人工仿钻制品Moissanite,珠宝界将其称为摩星钻、莫桑 石，国际定名为合成碳硅石，由于合成碳硅石与天然钻石的某些宝石学特点超级 相似，更要紧的是传统的热导仪无法检测合成碳硅石和钻石，二者容易混淆，合成碳硅石仿钻
2、制品不仅拥有钻石的高贵大方，而且具有与钻石无法比拟， 平易近人的价钱，这种独具魔力的人工仿钻制品将被我国广大消费者同意。使某 些珠宝行业的从业人员及消费者被骗被骗，乃至有的珠宝质检机构的检测人员竟 给合成碳硅石开具了“钻石”的鉴定证书。自1998年以来，合成碳硅石在我国 珠宝市场显现，江苏、山东、浙江等省接踵有发觉合成碳硅石或合成碳硅石冒充 钻戒的报导。针对上述情形，本文将要紧对合成碳硅石的沿革，特点及辨别进行论述。 一天然碳硅石的发觉及合成碳硅石的有关情形1 合成碳硅石的由来1904年，由曾经取得过诺贝尔奖的法国化学家佛迪南德亨利莫桑（Ferdinand Henri Moissan）博士第一
3、在美国利亚桑那州 Canyon Diablo 的陨 石中发觉了天然碳硅石。1905年矿兹（G F Kunz）为表示对Moissan的敬意， 将此类自然碳硅化物命名为Moissanite。尔后，活着界其他地域，如前苏联的 西伯利亚，我国华东等地接踵发觉有天然碳硅石。天然碳硅石（a-碳硅石）产 于碳酸盐岩中或金伯利岩中，以小包体形式存在于磁铁矿中，直径可达（B-SiC 可达1mm，是在火山活动热液上升时形成的）。天然碳硅石亦见于金刚石砂矿或 冲击层中。早在1893年，爱德华阿查森试图用碳和粘土合成金刚石，却意外制得了 合成碳硅石，后来也利用碳和石英砂等的混合物，取得了更好的成效。随着工艺 的改良，
4、这种产品一直作为磨料被普遍应用于工业上。人工合成SiC单晶体的研 制也已有数十年的历史，只有莱利(Lely)的“种晶升华法”能有操纵的生长出 大颗粒的合成碳硅石晶体。1980 年就有学者指出了合成碳硅石的单晶体替代钻 石的潜在前景。1990年戴维斯(Davis)等人报导，1987年已能生长出直径12mm, 厚度6mm的合成碳硅石(a -SiC6H型)，1994年生长出的SiC单晶直径已达50mm, 切磨成标准圆钻型戒面高25mm，重约380克拉。1997年12月，一名学者在美国 C3公司的办公室里见到1000多个翻面的合成碳硅石成品，该公司宣称这件成品 是为了快要于无色的刻面材料打入市场而设计
5、的，同时在1998年初进行销售， 价钱为与之相当的钻石平均零售价的5%10%。最近几年，在市场上流通的合成碳硅石晶体是由美国克瑞研究( Cree Recearch Inc.)生产的。而C3公司将晶体加工成刻面宝石并销售，持有切磨加 工合成碳硅石晶体的专利权，要紧加工地在泰国、韩国和中国。 C3 公司的董事 长兼总领导为杰费亨特(Jeff N Hun ter)，而他的兄弟尼尔(Neal)是克瑞研究 公司的领导者。据报导，合成碳硅石已在美国29个州100多个商店出售，同时活着界上23 个国家和加勒比地域有销售打算。C3公司宣传合成碳硅石是“独特的实验室中 生成的新宝石”，而不是作为钻石代用品出售。
6、目标人群是收入较高，受过良好 教育的女性，自我消费，追求时尚。2 合成碳硅石的宝石学特点据“系统矿物学”，碳硅石分为a -SiC和B -SiC。a -SiC都是纤锌矿型结构， 属三方或六方晶系；B-SiC都是闪锌矿型结构，属等轴晶系。目前，合成碳硅石只有a-SiC的4H和6H构型能长成大个晶体，这两种构 型均为六方晶系，而且可近于无色。6H构型通常近于无色；4H构型中一部份近 于无色，另一部份为带色者，常作为半导体材料B-SiC属于3C构型，等轴晶 系，具有比4H或6H构型更接近于钻石的晶体结构，但是，目前它还无法生产出 大个晶体，而且老是具有顽固的黄色。合成碳硅石的英文名称是Syntheti
7、c Moissanite。中文名称为合成碳硅石 或莫桑石。合成碳硅石特点如下：化学成份：Sic，含有Mg、Fe、Ti等元素。颜色：无色少见，多为浅灰绿、浅黄、灰蓝。其中无色合成碳硅石按GB/T16554-1996钻石分级标准色级在9六、95 （H、I）。多色性：可具二色性，不明显蓝色；弱蓝色（e）,更弱蓝色（w）； 光泽：金刚光泽；透明度：宝石级的透明。折射率：高于钻石，一样为。 双折率：，因此可见棱线重影（光轴方向观看除外）。摩氏硬度：:密度：密度小于钻石，为cm3o内含物：白点组成的细白线状内含物，方向约与桌面大致垂直，相互间不完全平 行（有几度的差距）；极少数有暗色金属球状物，偶见小晶体
8、或气泡。结晶状态：晶质体；晶系：六方晶系；结晶形状：六方板状、大部份为不规那么 粒状及柱状晶系。光性特点：中级晶族，六方晶系，一轴晶正光性，为非均质体，在偏光镜下可显 现四明四暗现象（光轴方向除外）。紫外荧光：多数无荧光，少数中等一弱橙红色荧光；X荧光：多数无荧光，少数 中等弱黄色荧光。可见光吸收谱：近于无色者在425nm以下有一弱吸收。导热性：具有很高的热导率，在热导仪下发出蜂鸣声，呈钻石反映，导热率有效 单位制，合成碳硅石为 （cm C Se）;钻石为 Cal/ （cm C Se）。导电性：有导电性。大多数近无色钻石无导电性，浅灰或蓝色钻石有导电性。 红外光谱：1800 cm-1以下的吸收
9、为SiC的特点吸收谱，20002600 cm-1区域内 有几条强的吸收峰。3 钻石与合成碳硅石的辨别 1999年2月2日，在杭州有一个克拉白金钻戒，价钱为4800元人民币，送至浙江省某珠宝质检站，鉴定为“钻石”戒指，并出了鉴定证书，后经国家级实 验室“杭州宝石应用研究所宝石鉴定分级中心”鉴定为合成碳硅石。在我国，江苏省第一发觉了合成碳硅石。江苏省技术监督局珠宝质检站在鉴定一名顾客送检的样品时，发觉了一颗合成碳硅石，重克拉，裸石，呈无色，微带灰蓝色调，是在观看其内部特点和偏光性时发觉的，他们及时将这一检测结果 通报了国家珠宝玉石检测中心和戴比尔斯钻石推行中心。以后，山东省宝玉石公 正计量行与11
10、月 3 日测试昌乐送检的30件铂金“钻戒”，鉴定结果都是合成碳 硅石。11 月9 日又发觉昌乐送检的另 29件铂金“钻戒”一样是合成碳硅石。历史上已知的仿钻或钻石代用品，在诸如硬度、光泽、火彩、热导率等方面， 与钻石相较，多少都存在着某一项或几项明显的缺点，而新型仿钻材料合成碳 硅石，与钻石更为接近，辨别更困难。合成碳硅石的导热能力与钻石接近，用钻石热导仪测试合成碳化硅会显现钻 石反映，因此不能依托热导仪鉴定，由于合成碳化硅的高硬度及高折射率特性的 缘故，已切割的合成碳化硅表面反光及光泽与钻石极为接近。确实是用硬度笔也 不容易区分钻石与合成碳化硅。那么可利用以下方式进行辨别和检测：1.肉眼和放
11、大观看（1）刻面棱线 合成碳化硅的硬度虽高达，但仍是远不如钻石，因此刻面棱线仍 不及钻石那么锐利。（2）复影观看 钻石单折射，而合成碳硅石那么为双折射，且两个值相差专门大， 因此会产生复影，即刻面棱线会变成两个影像，从风筝面，上腰小面可见尖底周 围的棱线均为重影，状如莲花；从桌面斜看腰缘反光亦有重影。但在切割合成碳 化硅时常会把没有复影的方向（即光轴方向）垂直于台面，因此必需倾斜一个角 度或侧边观看才能看出复影现象。（3）内部特点 钻石内常含天然晶体状，云状物，裂隙等内含物特点，合成碳硅 石，那么常含类似细长白色针状物的特点。（1）色散现象 合成碳硅石的色散率高达，大约是钻石数值的三倍。合成碳
12、硅石 的下腰面呈现橙黄色至橙红色的色散。相同位置的钻石不显现红色的色散。肉眼 观看合成碳硅石火彩比钻石强，但常不及钻石敞亮。将合成碳硅石置于水中，在 聚光灯的照射下将显示出“斑点”和“火彩”状的色散晕（环）。10X倍放大镜下的复影合成碳硅石中的针状包裹体“斑点”和“火彩”状的色散晕(2) 颜色特点合成碳硅石颜色最高相当于钻石H,I色，且从顶部观看有较明显 的绿色，灰色色调。(3) 密度测定钻石的密度是cm3，而合成碳化硅的密度是g/cm3，因此对未镶嵌 钻石与合成碳化硅可用密度法测定。合成碳硅石裸石在cm3重液中上浮，钻石那么 下沉。(4) 偏光检查 合成碳硅石在正交偏光镜下转动360呈四明四
13、暗非均质体消光现 象。钻石呈全暗或异样消光的均质体消光现象。(5) 抛光纹理检查 合成碳硅石抛光成效不及钻石，棱线较圆钝或可见相邻刻面 的抛光纹理彼此平行。50X放大见到带状磨光面(1) Tester Model 590测试仪Tester Model 590测试仪是美国C3公司制造生产的。该仪器利用无色和浅色 钻石对长波紫外光具有穿透性，而合成碳硅石具有吸收性的原理，美国C3公司制 造了 Tester Model 590测试仪，内装有可发射和同意长波紫外光的设备，当光线 射到待测的无色或浅色石内部时，若是是钻石，射出的长波紫外光即被反射回仪 器内部，仪器收到后会发出“滴”一声，同时绿色灯亮。若
14、是是合成碳硅石，发 射出的长波紫外光就被吸收，仪器就没有反映。因此，任何合成碳硅石或中深色的钻石（包括人工改色的）仪器都没有反映。为减少仿钻的阻碍，应先用热导探针剔除仿钻（只留下钻石和合成碳化硅）。鉴定步骤如下：a.导热仪测试：如有反映，那么是钻石或合成碳硅石；无反映那么不是二者。Model 590测试：测试时无反映者为合成碳硅石。在比重液中合成碳硅石漂浮，钻石下沉Tester Model 590测试仪（2）反射计当测试样品放置反射计平台上时，测试石的反光量会转为数值，我国产的反 射计，钻石及合成碳硅石的数值别离是8596及100118；用新加坡反射仪，钻石 为%,合成碳硅石为%。但因钻石台面
15、过小或被戒爪挡住时成效不佳。（3）导电仪（莫桑仪）合成碳硅石是导电体，而钻石大部份是绝缘体，只有小量的lib型天然蓝钻（含 B）及合成钻石是导电体。将样品放置在金属承托器上，握着导电仪，轻力使探针 按下于测试石表面，若是是合成碳硅石，仪器会亮黄色及红灯并发出警告；若是 是钻石，导电仪无反映。若是鉴定样品是镶嵌的珠宝，电线夹应该夹在金属部份。 若是探针接触金属也会导电，显现假性反映，因此利用者必需注意。有颜色包体 的钻石可能引发导电仪有反映，应该考虑再附加其它测试以确保准确性。（4） 热 导仪检测二者热导仪检测尽管均呈钻石反映（发出蜂鸣声），但合成碳硅石热导率具有 方向性，可用日本II型热导仪进行不同方向测试（平行光轴方向热导率最大）。另外，还可用通过电子探针、红外光谱、拉曼光谱、x荧光光谱等大型仪器进 行鉴定。合成碳硅石与钻石部份特点比较名称合成碳硅石钻石成分SiC(Al,Fe,Ca,Mg)C（N、B 等）光性特征六方晶系，一轴（+）非 均质体等轴晶系，均质体颜色无色、浅黄、灰蓝、灰绿无色及各种彩色多色性不明显无双折射无折射率色散硬度Hm=Hm=10密度g/cm3g/cm3反射率%紫外荧光惰性，个别弱橙红惰性或蓝、黄、黄绿、粉红导电性具导电性一般不具三结论合成碳硅石有很多用途，要紧用作磨料、半导
