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合成钻石处理成红色钻石的机制及其特征

合成钻石处理成红色钻石的机制及其特征

钻石的联合处理已成为钻石改色处理的主要手段之一,红色钻石一直是研究者希望通过联合处理得到的钻石品种,基于联合处理过程中的色心转变,对15颗ib型高温高压合成钻石样品进行辐照和高温高压联合处理,得到了一系列红色钻石,合成钻石样品经过辐照处理后颜色具有黄绿色调,辐照和高温高压联合处理后变成了红色、紫红色、橙红色,其红色的产生与(n-v)- 色心有关。采用傅里叶红外光谱仪以及usb4000光纤光谱仪对比分析合成钻石样品处理前、后的红外光谱和紫外-可见光谱,得到此类改色钻石的鉴定特征。红外光谱测试结果表明,本次实验样品处理前、后钻石的类型没有发生变化,辐照后样品的紫外-可见光谱在741nm处有吸收峰;辐照和高温高压联合处理后样品在紫外-可见光谱中637nm处的吸收峰,400~450nm范围内的吸收以及550nm左右的吸收峰均可以作为辐照和高温高压联合处理红色钻石的鉴定特征。

钻石辐照改色的主要方法有中子辐照和高能电子辐照处理,中子辐照处理主要利用核反应器中的中子对钻石进行轰击,由于中子没有电荷,且与质子有相同的质量,故可以直接穿透钻石,与钻石结构中的一个原子相撞,使其结构受到损伤,处理后的钻石整体呈绿色,残余放射性很快消失[1];电子辐照处理主要通过加速电子轰击钻石,使其晶体内部产生不同类型的点阵缺陷(空位、离位原子或离子),从而诱发新的色心的形成,处理后的钻石可产生蓝色调或蓝绿色调,且无放射性[2],与辐照有关的吸收为gr(general radiation)吸收,即在741nm 处有一尖锐的零声子线(简称gr1线),缺陷使得可见-近红外光谱中产生了一个较宽的吸收带,使得钻石整体呈现蓝色或绿色[3]。

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