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　　钻石的类型 权威专家解析,钻石,是天然矿物中的最高硬度,其脆性也相当高,用力碰撞仍会碎裂.源于古希腊语Adamant,意思是坚硬不可侵犯的物质,是公认的宝石之王.钻石的.也就是说,钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体.据相关权威专家解析，钻石的类型。

 

　　钻石的化学成分是碳元素.在20世纪30年代罗伯森(Robertson)、福克斯(Fox)和马丁(Martin)通过研究钻石在红外光区的透射性和紫外光的透射性的差异,将钻石分成了明显的两大类:第一种钻石能透过400~300 nm的紫外光且在红外光区1000 N1430cm-1间显示明显的吸收谱带.第二种钻石可透过低到220nm的紫外光且在红外光区1000~1430cm-1无明显的吸收谱带.

 

　　直到1 95 9年,在美国工作的凯萨(Kaiser)和邦德(Bond)研究发现,造成I型与II型钻石差异的主要原因是与钻石内含氮杂质元素有关.后来的工作者在此基础上对钻石进行了更加深入的研究认为:绝大多数的钻石都含有微量的杂质元素,主要有氮、硼、铝、氢等.不同的微量元素或不同量的微量元素,可使钻石的物理性质如颜色、导热性、导电性等发生明显的变化.根据钻石中所含微量元素的种类、含量及微量元素的原子团类型,结合红外吸收光谱、紫外吸收光谱、电子顺磁共振谱等特征,可把钻石进一步分为两个大类(I型和II型)、四个亚类(Ia、Ib、IIa、IIb).

　　一、I型

　　1.Ia型

　　98%的钻石属于此类,其特点是含有微量的氮原子,氮含量在0.1010~0.25%之间.氮原于是以不同的聚合态形式存在于钻石的结构中的.①若氮以双原子形式同时替代钻石中两个相邻的碳原子并形成稳定的聚合态时,称为IaA型钻石,这种聚合的形式称为A集合体.A集合体的特征吸收谱带是红外光区1282 cm'l的吸收.②长时间地处于高温高压环境,可使钻石中的氮进一步聚合成3个氮原子,沿一方向取代三个相邻的碳原子,并在三个氮原子中间留下一个结构空穴时,称为三原子氮.这种米歇尔三角形氮加空穴组成的形式称为N3中(色)心.N3中(色)心可导致可见光紫区415.5 nm强吸收,它钻石产生黄色色调及蓝白色荧光的主要原因.③若钻石晶体结构中由4~9个氮原子依一定的结构方向占据碳原子的位置(常见四个氮原子加一个空穴)时,称为IaB型钻石,这种聚合的形式称为B(或Bl)集合体.B(或Bl)集合体以红外区1175 cm'处强吸收谱带为识别特征.④若IaB型钻石氮的含量达到一定程度聚合成50~100 nm大小(通常为几个原子厚的扁平层),且在电子显微镜下可直接观察到片状物时,通常会导致片晶氮的产生.小片晶是沿面上相邻层面原子间N-N连接的三价氮原子的双层析离物,周围被C原子所包围.这种片晶氮通常称为B2中心,它的主要识别标志是红外光区1365~1370 cm.1有强吸收谱带.

 

　　大多数钻石会含A、B两种形式的集合体或与A集合体相伴的N3中(色)心,并且它们常以不同的比例混合存在.总体上Ia型的钻石由于氮杂质的存在影响了对紫外、红外和可见光的吸收,降低了钻石的导电性和导热性,增强了钻石的机械强度.

 

　　2.Ib型

 

　　Ib型钻石在自然界中很少见,估计不到1%的钻石属于此类.其特点是氮以分散的单原子形式随机占据晶体结构中碳的位置.其在红外光谱1130 cm.1有强吸收谱带,且1130 cm'明显强于1280 cm'吸收谱带.这类钻石多为鲜黄色(又称金丝雀黄).合成钻石主要为Ib型(经特殊处理除外).将Ib型钻石中的氮迁移聚合成Ia型中氮的形式,需要的时间很长,且成本很高,所以在合成钻石时很难形成单独的Ia型.

 

　　二、II型

　　II型钻石不含氮,或含有可忽略不计的氮.在1100N1400 cm-1渡长范围内不显示任何与氮有关的特征吸收作用,也不吸收低于300 nm的紫外光,它们的导热性很好.这种钻石在自然界中很少见,大多数II型钻石具一定的塑性变形特征,形态多为不规则状,少见完好的晶形.晶面波状弯曲、不光滑、反射弱.不适合加工成圆多刻面型钻石.著名的"库利南''和"塞拉利昂之星"均属于此类.II型钻石按不同电学性质又分为IIa型和IIb型.

 

　　1.IIa型

　　指不含氮或其他杂质的、成分非常纯净的钻石,它可以透过大约225 nm的紫外光.一般不吸收可见光,通常为无色透明,IIa型钻石不导电.自然界中IIa型钻石比IIb型的钻石略多.在钻石所有的类型中,它具有最高的导热性,室温下至少是铜的五倍.IIa型钻石的这一性质在电子工业中作为散热片发挥着重要的作用.

 

　　2.IIb型

　　指含有杂质硼元素的钻石,硼的含量为0.5×10 -,其在红外光谱2800cm-1有强吸收谱带.它对250 nm紫外光是透明的,在短紫外光照射下多显磷光.大部分IIb型钻石呈蓝色,但也有少数呈棕色或灰色.IIb型钻石是半导体,而且是天然钻石中唯一能导电的.IIb型钻石的电阻性随温度的增高而迅速地降低,这一性质可用作热电阻测试温度的变化,IIb型钻石主要产于南非Premier矿,另外在印度也有产出.著名的"霍普"钻石就属此类.从1 96 8年开始,在合成钻石中加入硼,可合成出IIb型钻石.