钻石的类型和特征

2017-05-27 14:50:48 admin 29

钻石的类型和特征

根据钻石成分中氮元素的存在形式及物理性质的差异,钻石可分为:

   1.Ⅰ型:含微量N,根据N的分布可分为:
      Ⅰa型:N以原子对方式存在于钻石晶体结构中,含量越多,钻石颜色越黄;

      Ⅰb型:N以单原子形式存在于钻石晶体结构中,自然界很少见,颜色常为黄、黄绿         和褐色;

   2.Ⅱ型:为不含N的钻石,自然界含量少。按是否含B及导电与否分为:
     Ⅱa型:不含B,不导电,具有最高的导热性,颜色为无色-褐色;
     Ⅱb型:含微量B,半导体,颜色多为蓝色

Ⅰ型钻石的特征

Ⅰ型钻石中氮的形式
  氮取代钻石晶格中的碳原子的形式相当的多样,不同的形式还会引起钻石物理性质的变化,目前已经知道,N 至少以五种不同的形式存在于钻石的晶格中:

 (1)孤氮
  氮在晶格中以单原子形式出现,取代一个碳原子位置,并被其它的碳原子包围。以孤氮形式为主的钻石称为Ⅰb 型,。天然的Ⅰb 型钻石很少,仅占Ⅰ型钻石总数的0.1% 左右,但是合成钻石,如不经特殊处理,都属于Ⅰb 型。

(2)双原子氮(A 集合体)
  两个氮原子代替晶格中两个相邻的碳原子,并形成缔合体稳定下来,这种形式被称为A 集合体。Ⅰa A型。

 (3)三原子氮(N3 中心)
  三个氮原子取代三个相邻的碳原子,组成三角形的原子团,并在三角形原子团的中央产生一个结构空位形成所谓的N3色心。N3色心导致在紫光区的吸收,是钻石产生黄色体色的主要原因。这类钻石称为Ⅰa 型或Ⅰa A/B 型。

(4)B集合体
    4-9 氮原子占据晶格中相邻碳原子位置,并伴随有一个结构空位,在红外光区产生1175cm-1的吸收 ,这类钻石属Ⅰa B 型。

  (5)片晶氮
   片晶氮是几个原子厚的扁平层,被周围C原子包围,两者之间的结构关系尚不清楚,在电子显微镜下可直接观察到这种"片晶"。这类钻石也属于ⅠaB 。钻石中片晶氮吸收和B 集合体吸收常同时存在。

II型钻石的特征

       天然的不含氮的Ⅱ型钻石相当稀少,在所开采出的钻石中仅占2 % 左右,大多数的Ⅱ型钻石属于Ⅱa 型。目前所发现的许多大钻,如库里南和塞拉利昂之星等,都属于Ⅱa 型的钻石。Ⅱa 型钻石为白色、褐色 。

 

       在Ⅱ型钻石中,有少量钻石具有更为特殊的性质:如短波紫外光下具有蓝色或红色磷光,和较高的电导率(半导体),具有这些性质的Ⅱ型钻石又被进一步划分成Ⅱb 型。Ⅱb 型的钻石大约仅占Ⅱ型钻石的0.1% ,所有蓝色的钻石都属于Ⅱb 型钻石。