ICS 39.060 CCS D 59 41 河 南 省 地 方 标 准 DB41/T 2205—2021 合成钻石 鉴定与分级 2021-12-08 发布 2022-03-06 实施 河南省市场监督管理局 发 布 DB41/T 2205—2021 目 次 前言 ................................................................................. II 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 术语和定义 ......................................................................... 1 4 鉴定特征及鉴定方法 ................................................................. 2 5 优化处理 ........................................................................... 4 6 分级 ............................................................................... 4 7 标识 ............................................................................... 6 附录 A（资料性） CVD 合成钻石正交偏光下的干涉图像特征 .................................. 7 附录 B（资料性） HPHT 和 CVD 合成钻石 Diamond View 下发光特征 ............................ 8 附录 C（资料性） HPHT 和 CVD 合成钻石红外光谱特征 ...................................... 10 附录 D（资料性） HPHT 和 CVD 合成钻石紫外可见吸收光谱特征 .............................. 11 附录 E（资料性） HPHT 和 CVD 合成钻石光致发光光谱特征 .................................. 12 附录 F（资料性） HPHT 合成钻石 X 射线荧光光谱特征 ...................................... 13 I DB41/T 2205—2021 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件由河南省珠宝玉石首饰标准化技术委员会提出并归口。 本文件起草单位：河南省产品质量监督检验院、郑州大学、郑州华晶金刚石股份有限公司、河南黄 河旋风股份有限公司、台钻科技（郑州）有限公司。 本文件主要起草人：张立新、单崇新、库雅伦、马军、杨文勇、刘楠、邹蕾、宁娜静、赵宁、马青、 汪舒、王小迪、宋君威、王笑娟、任悦、王克林、苑执中、姬中华、邵静茹、李建华、杨丙贵、杨西贵、 林超男。 II DB41/T 2205—2021 合成钻石 鉴定与分级 1 范围 本文件规定了合成钻石的鉴定特征、鉴定方法、分级和标识。 本文件适用于高温高压法和化学气相沉积法培育的未镶嵌抛光合成钻石的鉴定与分级，也适用于镶 嵌、未抛光合成钻石。 本文件中的分级适用于质量大于或等于0.0400 g（0.20 ct）的未镶嵌抛光合成钻石的分级，也适 用于镶嵌抛光合成钻石。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB 11887 首饰 贵金属纯度的规定及定名方法 GB/T 16552 珠宝玉石 名称 GB/T 16553 珠宝玉石 鉴定 GB/T 16554 钻石分级 GB/T 34543 黄色钻石分级 QB/T 4113 彩色钻石颜色分级 3 术语和定义 GB/T 16552、GB/T 16553、GB/T 16554、QB/T 4113界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 合成钻石 在实验室条件下，将碳源采用高温高压法或化学气相沉积法生产的宝石级金刚石，主要化学成分为 碳，其物理、化学性质与天然钻石基本相同。常见高温高压合成钻石和化学气相沉积法合成钻石。商贸 名称为培育钻石。 3.2 高温高压法合成钻石 模拟天然钻石的高温高压生长环境，将金刚石粉（天然或者合成）或石墨作为碳源放在高温高压生 长腔内，溶解在金属触媒（Fe, Ni等合金）中，用种晶作晶核，在温度梯度推动下，顶部碳源溶解并朝 底部运动，钻石在低温区籽晶晶面外延生长成金刚石晶体，该方法生长的宝石级金刚石为高温高压法合 成钻石。 3.3 化学气相沉积法合成钻石 在高温（800℃～1000℃）低压（0.1个大气压）条件下，在真空反应腔内将含碳气体（如甲烷）和 氢气加热，产生等离子体，碳从气体化合物的状态分解，经过扩散和对流，最后以金刚石的结构形式沉 积在基片或种晶上，该方法生长的宝石级金刚石为化学气相沉积法合成钻石。 1 DB41/T 2205—2021 3.4 高温高压处理 在高温高压条件下，对钻石进行处理的方法，主要用于提高色级或改变钻石的颜色。 3.5 高温低压处理 在高温低压条件下，对钻石进行处理的方法，主要用于改善钻石的颜色。 3.6 辐照处理 通过中子或高能电子对钻石进行轰击，使钻石晶体结构产生部分变化，从而形成色心加深或改变颜 色的处理方法。 3.7 联合处理 钻石经过多种处理方式如辐照、热处理、高温高压等工艺的联合处理。 3.8 再生钻石 采用化学气相沉积法在天然钻石表面生长一层合成钻石。 3.9 色调 色调表示合成钻石黄、红、蓝等颜色的特性。 3.10 彩度（饱和度） 彩度（饱和度）表示合成钻石颜色的浓淡程度。 3.11 明度 明度表示合成钻石颜色的明暗程度。 4 鉴定特征及鉴定方法 4.1 鉴定特征 4.1.1 材料名称 合成钻石。 4.1.2 常规宝石学鉴定特征 化学成分：主要化学成份为C，可含有N、B、H、Fe、Ni、Si、O等微量元素。 结晶状态：晶质体。 晶系：等轴晶系。 晶体习性： 高温高压法合成钻石（以下简称HPHT合成钻石）多为八面体{111}与立方体{100}的聚 形，晶面平坦，可见树枝状、蕨叶状图案；化学气相沉积法合成钻石（以下简称CVD合成钻石）多呈板 状，常见（100）晶面。 常见颜色：无色，或带有蓝色、褐色、灰黑色等色调，经辐照后可见绿色或蓝色，联合处理后可见 红色、粉色、橙色、紫色等。 光泽：金刚光泽。 2 DB41/T 2205—2021 解理：四组完全解理。 摩氏硬度：10。 密度：3.52（±0.01）g/cm³。 光性特征：均质体，在正交偏光下，HPHT合成钻石具无或弱异常消光，低阶干涉色；CVD合成钻石 可见明显异常消光现象，整体范围内呈较粗、疏、歪、斜的网格状、条带状等，可见高阶干涉色，其中 未改色的CVD合成钻石呈彩色干涉色，改色的CVD合成钻石呈灰蓝色干涉色（见图A.1）。 多色性：无。 折射率：2.417。 双折射率：无。 放大观察：HPHT合成钻石偶见金属触媒包体，CVD合成钻石包体较少见，可见浅色或黑色的包体， 点状、不规则状或晶体状的非晶质碳或石墨。 紫外荧光和磷光：HPHT合成钻石长波下常为惰性，短波下可见无-强的淡黄色、橙黄色、绿黄色、 绿蓝色等，不均匀，部分有磷光，短波荧光强于长波； CVD合成钻石荧光可见弱-强的橙色、红色、黄绿色、蓝绿色或惰性，通常短波荧光强于长波，无中等磷光。 4.1.3 谱学鉴定特征 4.1.3.1 发光图像 HPHT合成钻石：可见荧光呈立方体与八面体分区，八面体生长区从格子的四个交叉点对称发射黄绿 光，立方生长区从格子中心即八面体与正方形交叉点对称发射黄光，菱形十二面体的生长扇区位于八面 体与立方体之间的相邻区域，呈蓝色矩形图案；多数呈蓝绿色荧光，可见黑色格子状或黑色格子和四个 黑臂共存的发光分区图案，常见强蓝绿色磷光（见图B.1）。 CVD合成钻石：荧光呈蓝绿色、绿色、蓝色、黄绿色、带紫色斑点的粉红色、橙红色、桔红色等， 可见细条纹或平行条带，无-中等浅蓝绿色磷光（见图B.2）。 4.1.3.2 红外吸收光谱 钻石类型：天然的无色-近无色钻石多为Ⅰa型，HPHT合成钻石为常见Ⅱa、Ⅱb型，或Ⅰb，CVD培育 的无色-近无色钻石多为Ⅱa型。 -1 -1 HPHT合成钻石：部分样品可见1344 cm 附近和1130 cm 附近吸收峰，常见Ⅱa型和Ⅱb型红外吸收 -1 谱，Ⅱb型HPHT合成钻石在2800 cm 附近可见硼的吸收峰（见图C.1）。 CVD合成钻石：大部分显示Ⅱa型红外吸收谱（见图C.2）。 4.1.3.3 紫外可见吸收光谱 HPHT合成钻石：未见天然钻石中常见的415 nm附近吸收峰，在230 nm附近显示Ⅱa型紫外可见吸收 光谱，可见与孤氮有关的270 nm附近的宽吸收，330 nm附近的宽吸收（见图D.1），对于含有大量金属 包体的样品，可见与镍有关的685、880 nm附近的吸收，黄色HPHT合成钻石可见550 nm至短波吸收逐渐 增强。 CVD合成钻石：未见天然钻石中常见的415 nm附近吸收，在230 nm附近显示Ⅱa型紫外可见吸收光谱， 可见与孤氮有关的270 nm宽吸收（见图D.2），部分样品在737 nm附近也可见吸收峰。 4.1.3.4 光致发光光谱 HPHT合成钻石：部分样品可见与镍相关的883.3 nm和884.9 nm附近光致发光峰，部分可见637 nm 附近的光致发光峰（见图E.1）。 3 DB41/T 2205—2021 - CVD合成钻石：[Si-V] 在737.6/737.9 nm处是CVD生长的重要指标；也可见575 nm、637 nm附近与 NV相关的光致发光峰（见图E.2）。 4.1.3.5 X 射线荧光光谱 HPHT合成钻石可检测到Fe、Co、Ti等金属元素（见图F.1）。 4.2 鉴定方法 4.2.1 主要鉴定仪器