黑色钻石-钻石检测

检测项目

黑色钻石的核心检测项目包含四大维度：颜色成因溯源、包裹体特征解析、人工处理痕迹鉴别以及碳同位素组成验证。

1.颜色成因分析：通过光谱特征比对区分天然致色（石墨包裹体/多孔结构）与人工致色（高温高压处理/辐照改色）。重点监测580-700nm波段吸收峰形态及紫外-可见光区反射率曲线。

2.包裹体形态学鉴定：采用三维断层扫描技术记录包裹体的空间分布模式，分析晶体生长纹与应力裂纹的几何特征。天然黑色钻石常见云雾状石墨集合体，而合成品多呈现金属催化剂残留。

3.表面处理识别：针对镀膜改色样本进行膜层厚度测量（精度达0.1μm）与附着力测试。结合激光剥蚀质谱法（LA-ICP-MS）测定表层元素异常富集现象。

4.同位素比值测定：运用二次离子质谱仪（SIMS）获取δ¹³C值分布图谱。天然钻石碳同位素值域为-5‰至-25‰，CVD合成品通常高于-15‰。

检测范围

黑色钻石的检测对象涵盖三大类别：

Ⅰ类：天然成因黑色钻石

•含高密度石墨/赤铁矿包裹体的Ib型钻石

•经历天然辐射损伤的IIa型钻石

•表面氧化蚀坑形成的次生黑色钻石

Ⅱ类：人工优化处理品

•电子束辐照致色（能量范围5-10MeV）

•化学气相沉积（CVD）镀碳膜改色

•高温退火（＞1600℃）诱导石墨化

Ⅲ类：合成黑色钻石

•HPHT法合成含金属包裹体黑钻

•CVD法生长多晶金刚石聚集体

•纳米金刚石烧结体仿制品

检测方法

1.拉曼光谱分析法

采用532nm激光激发源获取1332cm^-1特征峰半高宽数据：天然黑钻FWHM＞3cm^-1；CVD合成品＜2cm^-1；镀膜样品呈现非金刚石相碳峰。

2.光致发光谱（PL）检测

在液氮低温环境下（77K）采集缺陷中心发光谱线：天然样本显示NV^-中心637nm峰；辐照处理品出现GR1中心741nm强峰。

3.X射线形貌术

使用同步辐射光源进行晶体缺陷成像：天然黑钻显示弯曲生长带；合成样品呈现规则八面体生长纹；镀膜样品无内部结构特征。

4.阴极发光（CL）分析

通过电子束激发获取生长环带信息：天然样本显示复杂环状结构；HPHT合成品呈现立方-八面体交替生长层；CVD样品具有典型层状生长条纹。

检测仪器

1.显微共焦拉曼光谱仪

配置100长焦物镜（NA=0.9），空间分辨率达1μm级。配备785nm/532nm双波长激光系统，可穿透30μm厚镀层进行基底材质分析。

2.傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）

采用液氮冷却MCT探测器（灵敏度＜10^-5Abs），在400-4000cm^-1范围内捕捉氮杂质吸收带。配备金刚石顶砧加压装置实现高压原位测试。

3.X射线荧光能谱仪（EDXRF）

配备多毛细管聚焦光学系统（束斑直径50μm），检出限达ppm级。可无损测定Fe/Ni等金属催化剂残留量，区分HPHT合成与天然黑钻。

4.超深场三维显微镜

集成Z轴自动聚焦模块（步进精度0.1μm），实现2000放大下的三维表面形貌重建。可识别纳米级镀膜裂纹与激光钻孔痕迹。

检测服务流程

确认测试对象及项目：根据要求确认测试对象并进行初步检查，安排样品寄送或上门采样;

制定与确认实验方案：制定实验方案并与委托方，确认验证方案的可行性和有效性;

签署委托书与支付：签署委托书，明确测试细节，确定测试费用并支付;

执行与监控实验测试：严格按照实验方案执行测试，记录数据，进行必要的控制和调整;

数据分析与出具报告：分析数据并进行归纳，撰写并审核测试报告，出具报告，并反馈结果给委托方。