宝石学与宝石鉴定论文

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1、华东理工大学2011-2012学年本科生第二学期《宝石学与宝石鉴定》课程论文2012.4班级：学号：姓名：开课学院：材料学院任课教师：郭守国史凌云成绩：论文题目：任选一种宝玉石品种，如（钻石、祖母绿、红蓝宝石、翡翠、金绿宝石、珍珠……），进行资源成因、物化性质、加工工艺、优化改善工艺、市场前景、最新科技等方面的阐述。论文要求：1.全文不少于3000字；2.可以侧重某一方面进行详细分析阐述；3.按照发表论文格式撰写；4.附参考文献；5.电脑打印。教师评语：教师签字：年月日钻石摘要：钻石是指经过琢磨的金刚石，世人把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。如今，钻

2、石不再神秘莫测，更不是只有皇室贵族才能享用的珍品。它已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。本文着重阐述了钻石的物化性质（化学成分及类型、力学性质、光学性质及其他性质），并介绍了其资源成因、加工工艺、优化改善工艺、市场前景和最新科技。关键字：钻石、物化性质、综述。1.资源成因1.1钻石的形成条件原生金刚石的形成与古老地台及有利的控矿构造有关，这样的地质条件可以提供形成金刚石的高温高压环境和较稳定的还原条件。橄榄岩型金刚石形成的温度为900℃~1300℃，压力为4.5~6*109Pa；榴辉岩型金刚石的形成温度为1250℃，压力为4.5~6*109Pa；而合成

3、钻石的温度为1500~1650℃。当温压条件改变时，金刚石和石墨可以相互转化，火山喷发时，压力降低，部分金刚石变成石墨，体积膨胀的同时释放压力。1.2形成钻石的碳源橄榄岩型金刚石的碳源主要为CH1-4、CO2和单质碳，而榴辉岩型金刚石的碳源则主要为CaCO3。1.3金刚石的形成时间根据包裹体的研究，南非金伯利岩橄榄岩型金刚石大约形成于33亿年前，澳大利亚、博茨瓦纳的榴辉岩型金刚石的形成时间分别为15.8亿年和9.9亿年。金刚石在地幔中形成后经过生长—溶蚀—再生长，最后沿深大断裂上升到地表附近成矿。2.物化性质2.1化学成分及类型钻石的化学成分是C，常用有

4、N、B、Al等微量元素，有时也含有Be、Si、Ca、Mg、Ti、Cr、S、惰性气体元素及稀有元素等微量元素。其中N、B等微量元素的含量决定了钻石的类型、颜色及部分物化性质。氮元素与碳元素的原子序数相差1，原子半径相似，氮常以类质同象形式替代碳而进入钻石的晶格中，含量一般为0.001~0.25%，有时可达0.50%。根据钻石中是否含有氮和碳元素及其含量把钻石分为Ⅰ型钻石和Ⅱ型钻石，具体分类见表7.1。表7.1钻石的类型划分及特点钻石类型微量元素特征颜色的特征物理性质存在状况Ⅰ型Ⅰa型无色-黄色系列红外吸收1175cm-1、1365cm-1绝大多数天然钻石氮

5、原子取代碳原子，氮在晶格中以多原子形式存在N2、N3、Ns等、1370cm-1、1282cm-1峰值Ⅰb型氮原子取代碳原子，氮在晶格中以孤氮形式存在无色-黄色，黄绿色及褐色红外吸收1130cm-1峰值合成钻石和少量天然钻石（约0.1%）Ⅱ型Ⅱa型可含<0.001%的氮，碳原子常因位错造成结构缺陷无色-棕色，粉红色具有很好的导热性很稀少Ⅱb型含有少量的硼、铍、铝等蓝色，部分为灰色和其他颜色具有导电性，红外吸收2800cm-1峰值天然钻石稀少，少量合成钻石Ⅰ型钻石中氮含量较高，能透过300~400nm的紫外光，吸收1130cm-1、1175cm-1、1282

6、cm-1、1365cm-1和1370cm-1红外峰值。根据氮的存在形式，把Ⅰ型钻石分为Ⅰa型和Ⅰb型，其中Ⅰa型钻石中的氮原子以多原子的形式存在，如N2、N3、Ns等；Ⅰb型钻石中氮原子以孤氮的形式存在于晶格中。天然钻石以Ⅰa型为主，而合成钻石以Ⅰb型为主。Ⅱ型钻石在自然界中较少见，Ⅱ型钻石中基本上不含氮，能透过200nm以下的紫外光。根据钻石中是否含有硼原子即是是否具有导电性，把Ⅱ型钻石分为Ⅱa型和Ⅱb型。Ⅱa型钻石不导电，但可含有小于0.001%的氮，其中氮以自由状态存在，Ⅱa型钻石常因碳原子位错而造成缺陷，具有良好的导热性能。Ⅱb型钻石中含有少量的

7、硼，为半导体，是天然钻石中唯一导电的品种，红外吸收2800cm-1峰值。2.2钻石的力学性质2.2.1密度钻石的密度为3.47~3.55g/cm3。一般透明钻石的密度较稳定，为3.52g/cm3。2.2.2硬度钻石的摩氏硬度为10，是已知天然宝石中硬度等级最高的。其绝对硬度（压入测试法）为刚玉的140多倍，钻石的磨蚀硬度为YAG的3000倍，影响钻石硬度的因素有：①杂质a.包体越多，硬度越小。b.不同产地的钻石所含杂质的类型和含量不同，硬度也有差异，一般而言，产于澳大利亚的钻石硬度大于南非的钻石。②晶体结构a.晶形不同晶形的金刚石硬度也有一定的差异，一般

8、来说，八面体晶形的钻石>菱形十二面体钻石>立方体钻石的硬度。b.面网密度垂直面网