㈠ 有色鑽石是怎麼形成的
除無色透明外,鑽石也可有許多種顏色,品質達到首飾級的有色鑽石被稱為彩色鑽石,彩色鑽石的顏色有:黃色、綠色、藍色、褐色、粉紅色、橙色、紅色、黑色、紫色等,彩色鑽石數量稀少,因此價值也很高,特別是那些色調鮮艷,飽和度較高的彩色鑽石,更是價值連城。歷史上最負盛名的「希望」、「德累斯頓」等名鑽都是罕見的色調鮮艷、高飽和度的鑽石。
鑽石的呈色機理是一個相當復雜的問題。多年來一直是許多研究結構關注的焦點。在理想的狀態下,鑽石由於是完整的等軸晶系晶體,在可見光范圍內沒有選擇性吸收,因此表現為無色。然而天然生成的無色純凈的鑽石是極為稀少的,極大部分鑽石因為在其漫長的生長過程中,受到外界生長環境的影響,而使它的晶格受到損傷,致使出現深淺不一的顏色。
鑽石的顏色主要有三大系列。即:
黃色系列,包括無色、淺黃至黃色鑽石;
褐色系列,包括不同強度的褐色鑽石;
彩色系列,包括粉紅、紫紅、金黃、藍色、綠色等鑽石。
此外,還有一些黑色的工業級鑽石。
這些顏色的成因主要有以下四種因素而致。
一、晶格雜質元素致色
眾所周知,鑽石主要是由碳(C)元素組成。一個碳原子與另外四個碳原子以共價鍵的形式相連,以共頂角方式連接,在三維空間形成立方面心格子結構。除此之外,還含有少量的氮(N)、硼(B)、氫(H)等雜質元素,在鑽石結構中代替碳原子而與其它碳原子相連,從而產生不同的顏色。
1、雜質氮對鑽石顏色的影響
晶格中的雜質氮因原子序數是7,最外層有5個電子,比碳多1個。當占據碳晶格位置時,其中的4個電子被共價鍵所約束,而多餘的1個電子受的約束較小,只需較小的能量就能脫離氮原子。當該電子吸收可見光范圍內的某波段光的能量時,即可擺脫氮原子而發生能帶躍遷,而使鑽石顯黃色調。因吸收的波長有差異,而出現不同的中心,雜質氮在鑽石晶格中有五種存在形式。
①、孤氮形式:即雜質氮以單個孤立的原子出現代替了一個碳原子位置,與其它四個碳原子相連,可見光范圍內具有503nm、637nm吸收峰,紅外區有1130cm-1吸收,吸收可見光中的部分藍綠光和紅光,使鑽石呈現深淺不同的黃色。屬Ⅰb型鑽石。
②、雙原子氮形式(A集合體):即雜質氮以原子對的形式出現,代替兩個碳原子的位置,為N2中心缺陷,可見光范圍內具有477nm吸收,紅外區有1282 cm-1主吸收,1375 cm-1次峰吸收,也使鑽石呈現黃色調,屬ⅠaA型鑽石。
③、三原子氮形式(N3中心):即雜質氮以三個原子集合體出現,代替三個碳原子的位置,並伴隨有空位出現。N3中心吸收藍-紫色光,以415.5nm為特徵吸收,另外還有423nm、435 nm、465 nm、475 nm吸收峰,這種選擇性吸收使鑽石呈黃色,紅外區無典型吸收。稱為Cape系列,屬ⅠaB型鑽石。
④、集合體氮(B1中心):即由4~9個氮原子占據了碳原子位置,僅在紅外有1175 cm-1吸收。
⑤、片晶氮(B2中心):即氮沿某一方面分布,代替碳原子位置,僅在紅外有1365 cm-1吸收。
B1中心,B2中心僅在紅外區有吸收,在可見光區無吸收,因此不影響鑽石的顏色。
2、雜質硼對鑽石顏色的影響
雜質硼的存在是鑽石產生藍色的原因。硼的原子序數為5,最外層有3個電子,比碳少1個,不能滿足4個原子的成鍵要求,在共價鍵中產生一個"空位",可被鄰近的其它原子中的電子運動所充填,使鑽石產生藍色。
天然的藍色鑽石無典型的吸收峰。屬Ⅱb型鑽石,為半導體。
3、雜質氫對鑽石顏色的影響
據最新的研究表明,若鑽石中只含有雜質氫,不含硼、氮,鑽石也會呈現藍色。但這一研究有待進一步的證實。
二、輔照損傷致色
輔照的本質是提供激活電子、格位離子或原子發生位移的能量,從而形成輔照損傷色心。其過程實際上是利用輻射源產生得高能粒子或射線同晶格中的離子、原子或電子間的相互作用,使鑽石結構遭到破壞,產生色心,該色心對可見光進行選擇性吸收,而使鑽石呈現顏色。
天然的α-粒子輻射作用使部分鑽石晶體表層呈綠色,其顏色厚度約為20μm,只在原石中看到,經拋磨後顏色即消失。因此拋光成品的鑽石中,自然輔照致色的極少,極大部分綠色、藍色鑽石為人工輔照改色。
目前輔照致色的方法有五種:
1、中子處理:將鑽石放入核反應堆中,用中子轟擊,可直接穿透鑽石,產生晶格缺陷,產生綠色、藍綠色,是整體改色,顏色可以永久保存,再加熱到500~900℃,Ⅰa型鑽石產生黃色、橙黃色;Ⅰb型鑽石產生粉紅色、紫紅色;Ⅱa型鑽石產生褐色,此方法目前最常用。
2、迴旋加速器處理:經迴旋加速器加速的帶正電荷的粒子,可在鑽石中產生綠色,如時間過長,則產生黑色,顏色僅限於表面。再加熱到400~900℃,會出現黃、橙、褐色,產生顏色無法預料,形成N-¤-N的H3缺陷中心,產生503nm、595nm吸收線。此法目前很少用。
鑒別特徵:經迴旋加速器處理過的鑽石,表面顯示出特徵的暗色標記,如果從亭部輔照,從檯面觀察可見一"張開的傘"狀特徵圍繞底尖,如果從冠部輔照,環繞腰棱可見暗帶,從測面輔照,可看到一邊深,一邊淺。
3、電子處理:產生淡藍色或藍綠色,僅限於表皮,大約2mm厚度,經處理後的鑽石不具放射性,加熱到400℃,產生橙、黃色、粉紅-紫紅色、褐色、藍色、黑色,但顏色不可預料,此法目前較常使用。
4、γ射線處理:用Co60產生的γ射線,使鑽石整體呈藍色或藍綠色,但所需時間長。現較少使用。
5、鐳處理:產生穩定的綠色,限於表皮20μm,加熱後產生黃、橙黃、褐色,但有放射性殘余,幾年後才能消失。因此現已不用此法。
輔照處理鑽石的鑒別特徵:
①、綠色:輔照處理後,有741nm吸收峰,稱為GRI損傷,為一結構空位;
②、橙色、黃色、褐色:出現H3中心、H4中心,H3心為A集合體+空位,503nm吸收,H4心為496nm吸收,B1中心+空位,此外還有595nm吸收。595nm吸收為人工處理鑽石的特徵線,天然輔照以H3心為主,輔照處理以 H4心為主。當加熱到一定高溫時,595nm吸收會消失,但同時出現1936nm、2024nm吸收中的任何一條,即可判定為人工輔照改色鑽石。
③、藍色:有741nm吸收線,人工輔照改色的為絕緣體,天然為半導體。
④、粉紅色、紫紅色:Ⅰb型為637nm診斷線,還有595nm、575nm、503nm吸收線。
三、塑性變形致色
塑性變形是沿八面體{111}面滑移,使晶格產生位錯,形成結構缺陷,產生天然褐色、粉紅色、紫紅色。
1、天然粉紅色、紫紅色鑽石:在563nm處有診斷吸收帶。Ⅰa型粉紅色鑽石有415nm、478nm、563nm吸收。Ⅱa型粉紅色鑽石有390nm、396nm、563nm吸收。澳大利亞阿蓋爾礦(Arggle)有563nm、503nm、415nm吸收。
2、天然褐色鑽石:原石上有密集的細線,尤其在菱形十二面體上,可看到變形,503nm處有強吸收峰,並伴隨有537nm、512nm、494nm、495nm弱吸收峰。
四、包裹體致色。
因含大量包裹體而使鑽石呈現黑色,橙色或褐紅色。
當鑽石中含有無數的暗色不透明包體時,呈現黑色,當用強的透射光照射時,可以觀察到包裹體。
當次生包裹體存在於鑽石的裂隙中,使鑽石呈現橙紅或褐紅色,這種稱為"氧化"鑽石。
㈡ 鑽石是怎麼形成的
鑽石,是指經過琢磨的金剛石,金剛石是一種天然礦物,是鑽石的原石,但有時人們對二者並不加細分。簡單地講,鑽石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳(C)元素組成的單質晶體。它是大自然賜予人類最美麗的也是最昂貴的 物質和財富。
拓展資料:
卡,或克拉,是鑽石的質量單位。一卡相等於200毫克,相傳早期鑽石商人稱量鑽石所用的砝碼為稻子豆樹果實,一粒這樣的果實大約就重200毫克。因為鑽石的密度基本上相同,因此越重的鑽石體積越大。越大的鑽石越稀有,每卡的價值亦越高。
㈢ 鑽石是如何形成的,鑽石形成過程詳細圖解
金剛石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質晶體,是內指經過琢磨的容金剛石。金剛石是無色正八面體晶體,其成分為純碳,由碳原子以四價鍵鏈接,為目前已知自然存在最硬物質。
由於金剛石中的C-C鍵很強,所有的價電子都參與了共價鍵的形成,沒有自由電子,所以金剛石硬度非常大,熔點在華氏6900度,金剛石在純氧中燃點為720~800℃,在空氣中為850~1000℃,而且不導電。
(3)鑽石形成原理擴展閱讀
礦物性脆,貝殼狀或參差狀斷口,在不大的沖擊力下會沿晶體解理面裂開,具有平行八面體的中等或完全解理,平行十二面體的不完全解理。礦物質純,密度一般為3470-3560kg/m3。
金剛石的顏色取決於純凈程度、所含雜質元素的種類和含量,極純凈者無色,一般多呈不同程度的黃、褐、灰、綠、藍、乳白和紫色等;純凈者透明,含雜質的半透明或不透明;
在陰極射線、X射線和紫外線下,會發出不同的綠色、天藍、紫色、黃綠色等色的熒光;在日光曝曬後至暗室內發淡青藍色磷光;金剛光澤,少數油脂或金屬光澤,高折射率,一般為2.40-2.48。
㈣ 鑽石的形成過程
現代科學技術 、手段為探索鑽石的形成提供了新思路和方法。鑽石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。其成份與我們常見的煤、鉛筆芯及糖的成份其本相同,碳元素在較高的溫度、壓力下,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是一種缺氧的環境)中則結晶為珍貴的鑽石(白色)。為了便於理解鑽石的起源,先看一看含有鑽石的原岩。
自從鑽石在印度被發現以來,我們不斷聽到人們在河邊、河灘上撿到鑽石的故事,這是由於位於河流上游某處含有鑽石的原岩,被風化、破碎後,鑽石隨水流被帶到下游地帶,比重大的鑽石被埋在沙礫中。鑽石的原岩是什麼?1870年人們在南非的一個農場的黃土中挖出了鑽石,此後鑽石的開掘由河床轉移到黃土中,黃土下面就是堅硬的深藍色岩石,它就是鑽石原岩——金伯利岩(kimberlite)。什麼是金伯利岩?金伯利岩是一種形成於地球深部、含有大量碳酸氣等揮發性成份的偏鹼性超基性火山岩,這種岩石中常常含有來自地球深部的橄欖岩、榴輝岩碎片,主要礦物成份包括橄欖石、金雲母、碳酸鹽、輝石、石榴石等。研究表明,金伯利岩漿形成於地球深部150公里以下。由於這種岩石首先在南非金伯利被發現,故以該地名來命名。
另一種含有鑽石的原岩稱鉀鎂煌斑岩(lamproite),它是一種過鹼性鎂質火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含輝石、橄欖石等礦物,典型產地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。
科學家們經過對來自世界不同礦山鑽石及其中原生包裹體礦物的研究發現,鑽石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當於150-200km的深度),溫度為1100-1500攝氏度。雖然理論上說,鑽石可形成於地球歷史的各個時期/階段,而目前所開採的礦山中,大部分鑽石主要形成於33億年前以及12-17億年這兩個時期。如南非的一些鑽石年齡為45億左右,表明這些鑽石在地球誕生後不久便已開始在地球深部結晶,鑽石是世界上最古老的寶石。鑽石的形成需要一個漫長的歷史過程,這從鑽石主要出產於地球上古老的穩定大陸地區可以證實。另外,地外星體對地球的撞擊,產生瞬間的高溫、高壓,也可形成鑽石,如1988年前蘇聯科學院報道在隕石中發現了鑽石,但這種作用形成的鑽石並無經濟價值。
稀少的鑽石主要出現於兩類岩石中,一類是橄欖岩類,一類是榴輝岩類,但僅前者具有經濟意義。含鑽石的橄欖岩,目前為止發現有兩種類型:金伯利岩(kimberlite)(名字源於南非得一地名——金伯利)和鉀鎂煌斑岩(lamproite),這兩中岩石均是由火山爆發作用產生的,形成於地球深處的岩石由火山活動被帶到地表或地球淺部,這種岩漿多以岩管狀產出,因此俗稱「管礦」(即原生礦)。含鑽石的金伯利岩或鉀鎂煌斑岩出露在地表,經過風吹雨打等地球外營力作用而風化、破碎,在水流沖刷下,破碎的原岩連同鑽是被帶到河床,甚至海岸地帶乘積下來,形成沖積砂礦床(或次生礦床)。
㈤ 在鑽石漫長的形成過程中要經歷哪些困苦 鑽石是一種怎樣的物質。
鑽石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。其成份與我們常見的煤、鉛筆芯及糖的成份其本相同,碳元素在較高的溫度、壓力下,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是一種缺氧的環境)中則結晶為珍貴的鑽石(白色)。
科學家們經過對來自世界不同礦山鑽石及其中原生包裹體礦物的研究發現,鑽石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當於150-200km的深度),溫度為1100-1500攝氏度。雖然理論上說,鑽石可形成於地球歷史的各個時期/階段,而目前所開採的礦山中,大部分鑽石主要形成於33億年前以及12-17億年這兩個時期。如南非的一些鑽石年齡為45億左右,表明這些鑽石在地球誕生後不久便已開始在地球深部結晶,鑽石是世界上最古老的寶石。鑽石的形成需要一個漫長的歷史過程,這從鑽石主要出產於地球上古老的穩定大陸地區可以證實。另外,地外星體對地球的撞擊,產生瞬間的高溫、高壓,也可形成鑽石,如1988年前蘇聯科學院報道在隕石中發現了鑽石,但這種作用形成的鑽石並無經濟價值。
稀少的鑽石主要出現於兩類岩石中,一類是橄欖岩類,一類是榴輝岩類,但僅前者具有經濟意義。含鑽石的橄欖岩,目前為止發現有兩種類型:金伯利岩(kimberlite)(名字源於南非得一地名——金伯利)和鉀鎂煌斑岩(lamproite),這兩中岩石均是由火山爆發作用產生的,形成於地球深處的岩石由火山活動被帶到地表或地球淺部,這種岩漿多以岩管狀產出,因此俗稱「管礦」(即原生礦)。含鑽石的金伯利岩或鉀鎂煌斑岩出露在地表,經過風吹雨打等地球外營力作用而風化、破碎,在水流沖刷下,破碎的原岩連同鑽是被帶到河床,甚至海岸地帶乘積下來,形成沖積砂礦床(或次生礦床)。
㈥ 鑽石的形成過程是怎樣的
礦石中孕育而復成火山爆發製作用形成的
所有的鑽石均是在地殼深處經高溫高壓條件形成的,經火山噴發帶至地表。
鑽石在地下160—480千米處形成。大部分鑽石被發現位於一種稱作「金伯利岩」的火山岩中,這種岩石埋藏於火山活動依然活躍的地帶。其他任何被直接發現的鑽石,都是經其他作用而直接從原始的金伯利岩中分離出來的。
世界上產鑽石的國家有20個。南非是第五大鑽石生產國,前四位依次是:澳大利亞、剛果民主共和國、波札那共和國和俄羅斯。
鑽石由純碳組成,石墨也是。鉛筆中的鉛芯就是由石墨製成的,然而,鑽石和石墨的原子內部排列並不相同。鑽石是地球上天然存在的最硬的物質之一,摩氏硬度值為10。石墨則恰恰相反,是地球上天然存在的最軟的物質之一,摩氏硬度值為1.5,僅比滑石粉硬一些。
㈦ 鑽石是怎樣形成的呢,是從岩漿里形成的么,細細說說哦
鑽石是金剛石精加工而成的產品。
鑽石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。其成份與我們常見的煤、鉛筆芯及糖的成份基本相同,碳元素在較高的溫度、壓力下,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是一種缺氧的環境)中則結晶為珍貴的鑽石(無色)。
鑽石原岩——金伯利岩(kimberlite),是一種形成於地球深部、含有大量碳酸氣等揮發性成份的偏鹼性超基性火山岩,這種岩石中常常含有來自地球深部的橄欖岩、榴輝岩碎片,主要礦物成份包括橄欖石、金雲母、碳酸鹽、輝石、石榴石等。
另一種含有鑽石的原岩稱鉀鎂煌斑岩(lamproite),它是一種過鹼性鎂質火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含輝石、橄欖石等礦物,典型產地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。
金伯利岩(kimberlite)(名字源於南非的一地名——金伯利)和鉀鎂煌斑岩(lamproite),這兩中岩石均是由火山爆發作用產生的,形成於地球深處的岩石由火山活動被帶到地表或地球淺部,這種岩漿多以岩管狀產出,因此俗稱「管礦」(即原生礦)。
㈧ 鑽石為什麼會發光
鑽石本身不會發光,鑽石多樣的晶面象三棱鏡一樣,能把通過折射、反射和全反射進入晶體內部的白光分解成白光的組成顏色——紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色光。鑽石石的折射率非常高,色散性能也很強,這就是鑽石石為什麼會反射出五彩繽紛閃光的原因。
鑽石因為具有極高的反射率,其反射臨界角較小,全反射的范圍寬,光容易發生全反射,反射光量大,從而產生很高的亮度。當鑽石或者光源、 觀察者相對移動時其表面對於白光的反射和閃光。無色透明、結晶良好的八面體或者曲面體聚形鑽石,即使不加切磨也可展露良好的閃爍光。
(8)鑽石形成原理擴展閱讀
鑽石挑選有「4個C」原則:切割(cut)、色澤(color)、純凈度(clarity)和克拉(carat weight)。
1、切割
切割是其中唯一的人為因素。一個熟練的鑽石切割師能使一塊好的鑽礦石光彩奪目,他能使內部的光芒最大程度地反射到鑽石表面。拋光技術也將影響鑽石的質量,一顆切割完美,對稱的鑽石可能因為拋光不好而降低價值。
2、色澤
在一些大的珠寶店裡會陳列一些用於對比的鑽石,他們將各種色澤等級的鑽石列成一排,以幫助顧客進行對照,因為一般顧客無法用肉眼來區別鑽石的色澤。鑽石的顏色以無色為最上品,隨著黃色的加深而逐漸次之。
3、純凈度
總的來說,瑕疵決定的鑽石的價值。更准確的說,要看鑽礦石中雜質的多少。幾乎每塊鑽礦石中都含有雜質,即使是質量再好的鑽礦石,也會存在些微瑕疵。當其凈度為LC級時可視為無瑕級。
4、克拉
克拉是衡量鑽石價值的一個重要因素。一顆切割工藝差、顏色偏黃且有瑕疵的2克拉的鑽石的價值要遠低於一顆切割完美,透明純凈的鑽石。因此,鑽石的重量並不是決定鑽石價值的主要因素。
㈨ 鑽石是如何形成的
大家都知道,人們常常把鑽石拿來和愛情衡量,其實這是一種炒作的手段,對於大多數人來說他們都只知道鑽石的昂貴,但不知道他們是如何形成的。為什麼會有這么多的顏色,下面就讓小編來給大家科普一下
據說鑽石的年齡最小的就有9.9億歲,而它們的平均年齡都為15.8億歲,人類所見年齡最高的是36億歲,僅比地球小10億歲。也有過相關報道說40億年齡的鑽石存在,目前科學家也在極力探索,這些就是關於鑽石的科普,你還有什麼想說的可以留言分享哦
㈩ 鑽石首飾形成的九個過程
鑽石首飾形成,如手造法加工需8步驟;如鑄造法加工需5步驟。
1、手造法加工
(1)前期准備(2)分件加工 (3)拼合定型 (4)整型焊接(5)精細處理 (6)鑽石鑲嵌(7)拋光清洗(8)後期處理
2、鑄造法加工
(1)起板(2)壓膠、注蠟 (3)澆鑄(4)執模、炸金 (5)鑲石及後期處理