特征

探究戴比尔斯 Lightbox 钻石


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GIA 研究科学家 Sally Eaton-Magana(莎莉·伊顿·马加纳)博士在 DiamondView 中分析了一张马眼形钻石图像,确定其是否为合成钻石。摄影:Russell Shor(罗素·肖尔)/GIA

戴比尔斯的实验室培育钻石——Lightbox 系列于今年秋季上市出售。上市后不久,拥有 11 年实验室培育钻石鉴定与分析经验的 GIA 研究人员 Sally Eaton-Magana(莎莉·伊顿·马加纳)博士便对戴比尔斯制造的这款新品进行了仔细观察,并将观察结果发表在《宝石与宝石学》(Gems & Gemology) 2018 年冬季刊上。 

Lightbox 钻石的重量为四分之一克拉、四分之三克拉、二分之一克拉和整数克拉,颜色包括无色、粉红色和蓝色,统一售价为每克拉 800 美元。Eaton-Magana(伊顿·马加纳)对两种重量分别为 0.24 克拉和 0.26 克拉的无色钻石进行了观察。

两类钻石的颜色都属于 GIA 钻石颜色分级系统中的 G 级,切工等级为极优和优良。二者的净度很高,相当于 GIA 净度等级表中的 VVS2。尺寸较小的钻石的风筝刻面上有一个针点,其他钻石的星形刻面上有一条细小的羽裂纹。激光镭射刻下的 Lightbox 徽标(两个等边三角形底部相对,中间有一个等腰三角形)位于桌面下方,徽标很大,在显微镜下一览无余,但这个徽标会将钻石的净度等级降至 VS2 级别。GIA 合成钻石鉴定证书使用范围来描述实验室培育钻石的颜色和净度,而非具体的等级。

Magana(马加纳)证实,Lightbox 钻石是通过化学蒸气沉淀法 (CVD) 培育而成,也就是说,它们属于 IIa 型钻石,未检测出氮成分。她解释说,“对于高温高压 (HPHT) 处理法和 CVD 方法培育的合成钻石,采用的鉴定标准截然不同。”她还补充道,过去 10-15 年来,合成产品变得愈发多样化。 

她指出,“2007 年首次出具 GIA 合成钻石鉴定证书时,CVD 合成钻石还未上市。市场上出售的实验室培育钻石尺寸不一,可能非常大,也可能非常小。此外,无色至近无色的合成钻石一度非常罕见,但如今在实验室培育钻石中已成为主体。”

尽管 Lightbox 钻石刚上市不久,实验室培育钻石品种也在不断增加,但基本的鉴定标准却没有变化。这些标准主要基于生长形态和光学特性。她说:“我们还定期针对新产品开展研究,GIA 也有自己培育合成钻石的计划,确保始终能引领新趋势。”

同样,基本鉴定设备也没有变化。研究人员和鉴定所工作人员依旧利用显微镜荧光成像吸收光谱和光致发光 (PL) 光谱完成鉴定。唯一发生变化的,是这些设备的工作速度和效率,她说道。

她解释道,PL 映射能力的发展非常重要,因为它可以保证 GIA 在短短几分钟内便能从钻石表面收集成千上万个微米级间距的光谱。  

Eaton-Magana(伊顿·马加纳)解释道,“这种技术可以帮助我们映射出合成钻石的缺陷密度,让 HPHT 合成钻石中的生长区显现出来。它的最新功能可以收集成千上万个 PL 光谱,而非仅仅一个钻石光谱,因此,我们有机会建立起之前不可能建立的相关性。我们还将研究扩展到以前鲜少涉足的领域,比如,不同温度和时段下,钻石内的光谱会受到什么影响;再比如,在纳秒至微秒的时间范围内探索冷光。

她说,PL 光谱反映出 Lightbox 钻石并未经过 HPHT 生长后处理来改善颜色。研究人员指出,在他们遇到的 CVD 钻石中,大约有 75% 曾经过这种处理。这是因为这些培育出来的钻石都呈褐色,尤其是当制造商试图快速培育时。虽然 HPHT 处理方法可以有效改善 CVD 钻石的颜色,但为达到足够的温度和压力所消耗的大量能源也会大幅增加生产成本。不过,Lightbox 产品的价格远低于市场上绝大多数其他实验室培育钻石。

在 DiamondView 合成钻石检测器的成像中,两种钻石都呈现出明显的红色荧光,但在长波紫外线下未检测出荧光。实验室培育钻石确实隐隐显现出 CVD 生长条纹,但很难发现它们,需要认真观察 DiamondView 成像才能看到。 

她在文章中指出,利用光谱技术——DiamondView 成像很容易检测出 Lightbox 实验室培育钻石经过 CVD 处理,当然,也包括桌面底部的铭刻徽标。

Magana(马加纳)跟随 CVD 合成钻石培育早期先驱——John Angus(约翰·安格斯)博士学习,取得化学工程博士学位。在博士 和博士后工作中,她主要负责培育应用于工程和半导体行业的 CVD 合成钻石。

“在博士后工作中,我们与史密森尼学会合作,共同研究该协会的 IIb 型钻石(包括霍普钻)呈现的磷光现象。” Magana(马加纳)说道,“我想借助这份钻石指导转入这个领域,然后很幸运地在博士后研究结束后获得一个 GIA 的职位。从那之后,我花了很多时间钻研钻石的物理学知识,重点研究不同的处理方法、检测方法,以及区分合成钻石和天然钻石。”

Russell Shor(罗素·肖尔)是 GIA 卡尔斯巴德的资深行业分析师。