河南产宝石级高温高压合成钻石的谱学特征及电磁性研究

• 作者: 杨池玉 陆太进 张健 宋中华 陈华 柯捷 何明跃
• 来源期刊: 岩矿测试
• 关键词: 高温高压合成钻石 磁性 导电性 傅里叶变换红外光谱 光致发光光谱 钻石观测仪
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 岩石矿物分析|Rock and Mineral Analysis
• 页码范围: 217-226
• 页数: 10页
• 分类号: P619.281
• 语种: 中文
• DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201909050129

摘要

为快速鉴定高温高压(HPHT)合成钻石,前人已开展了系统的发光特征和谱学特征研究,但对比性分析较少,且对电学性质和磁学性质关注不多.本文结合常规宝石学观察、高精度谱学测试以及导电性和磁性测试,对49粒无色、黄色样品进行了深入研究和对比分析.结果表明:①铁、钴、镍等金属元素的触媒残余是HPHT合成钻石的磁性来源,测试样品均能被磁强达到12000 Gs的磁棒吸引.②无色HPHT合成钻石为Ⅱa+Ⅱb型钻石,硼元素的存在导致其具有良好的导电能力,且随着硼含量的增多,导电能力逐渐增强;黄色样品为Ⅰb+ⅠaA型钻石,约三分之一的孤氮转化为A集合体,揭示合成钻石在生长完成后经过了高温退火处理.③硼元素的普遍存在,以及氮元素主要以孤氮原子和A集合体的方式存在,导致了HPHT合成钻石的特征红外光谱;HPHT合成钻石中常含有氮、镍、硅等杂质元素引起的晶格缺陷,导致了特征的光致发光光谱.④无色HPHT合成钻石具有强蓝绿色荧光和磷光,黄色HPHT合成钻石具有绿色荧光,可见明显的立方体-八面体分区现象.本研究表明:谱学特征和发光特征仍然是筛查鉴定HPHT合成钻石的重要依据.现生长技术下合成的HPHT合成钻石在导电性和磁性两方面也与天然钻石存在明显差异,可以作为快速鉴定合成钻石的辅助性依据.