天然藍色鑽石是地球上僅次於天然紅色鑽石的最稀有寶石,多年來重量不到 600 克拉。 頂級藍色鑽石呈現深海色或藍天色,極具吸引力。 當然,和上面提到的黃鑽和粉鑽一樣,GIA也根據不同的色調將藍鑽分為幾個等級,藍鑽的顏色等級越高,價值就越高。 與彩色鑽石相比,藍色鑽石是最稀有的。
1. 藍色鑽石形成的原因
天然藍鑽是典型的IIB型鑽石(除了IIB型鑽石的稀有性和稀有性外,它的**在地質學上一直是乙個不為人知的謎團)。
藍色鑽石形成藍色有幾個主要原因:
第一種是由硼引起的,大多數藍色鑽石的藍色是由於硼(b)在鑽石形成過程中含有硼(b),硼越多,藍色越強烈。 硼原子的電子比碳原子少乙個,因此當硼取代碳進入金剛石晶格時,就會形成空穴色心。 硼原子的電子在帶隙中形成雜質能級(硼受體能級),硼受體能級與金剛石價帶(滿帶)之間的能區間為04EV(寬度較大,不一定是0。4EV),只要電子吸收 0具有 4 EV 能量(紅外光區),它吸收可見光中的紅光、黃光和綠光,而藍光和紫光則不吸收,從而產生美麗的藍色或藍紫色。
第二種型別是自然輻射,由於天然輻射誘導的藍色鑽石的形成,它通常表現為不一致的綠藍色陰影。
第三類氫(H)原子缺陷導致顏色,含氫(H)的A型天然藍鑽呈現灰紫色至藍紫色。
還有內含色藍鑽,一般是內含色藍鑽,帶有強烈的灰色調。
與所有其他彩色鑽石不同,藍色鑽石在形成過程中含有微量的硼,並且具有導電性。
2. 天然藍鑽的產地:
最早發現天然藍色鑽石的礦區是印度南部的戈爾康達礦。 南非的普利托利亞(Pretoria)和庫里南(Cullinan)礦山現已成為優質藍色鑽石的主要產地。 此外,澳大利亞的阿蓋爾礦(停泊)也是世界著名的藍色鑽石產地,但該礦出產的藍色鑽石往往呈淺灰色調。 緊隨其後的是印度尼西亞婆羅洲島、巴西以及蓋亞那和委內瑞拉地區的少量藍色鑽石。
3. 享譽世界的藍色鑽石
hope diamond
世界上最著名的藍色鑽石是希望鑽石。 HOPE鑽石是一顆帶有硼色的藍色鑽石。 這顆鑽石最初是在印度開採的,經過粗加工後重達 11225克拉,後來獻給當時的法國國王路易十四。
它之所以出名,不僅因為它是現存最大、最完美的藍色鑽石,還因為它的歷史和傳奇的悲劇。 希望之星充滿了神秘感,這顆鑽石一直流傳至今,除了它的最後一位主人哈里·威斯頓(Harry Wiston)在獲得這顆鑽石後一直倒霉,有的英年早逝,有的事業隕落,所以希望之星也被稱為“末日之鑽”。
第四,實驗室培育鑽石的藍色
實驗室培育鑽石本質上是人為地建立一定的條件,將非金剛石結構碳轉化為金剛石結構碳。 目前,生長鑽石的方法有兩種:HPH法和CVD法。
1. HPHT合成藍鑽:這種合成鑽石的方法一般多為ib型黃褐色鑽石。 為了獲得合成藍金剛石,將氮吸收劑和硼新增到生長室中。 氮吸收劑的加入會產生近乎無色的 IIA 型鑽石,但這種無色鑽石很難生長。 此外,用氮吸收劑生長的無色鑽石可以檢測到極少數的單個氮原子,在引入硼並用氮吸收劑去除大部分氮後,鑽石可以呈現出非常強烈的藍色。
合成藍鑽的硼含量很高,而天然藍鑽的硼含量不超過 05ppm(ppm 為百萬分之一)。 硼的分布因生長面積而異,八面體生長區含量最高,四面體生長區含量最低。 這導致肉眼可見的藍色分布不均勻。 此外,當硼新增到合成藍鑽中時,不可避免地會新增元素氮,這將導致藍色區域的吸收增強和黃綠色區域的透射率增加,最終可能導致合成藍色鑽石呈綠色。
2. CVD合成藍鑽:它是一種通過在相當於十分之一大氣壓的低壓下分解碳質氣體來合成鑽石的方法。 有許多方法可以將含碳氣體分解成等離子體,最常用的方法是在高溫微波下。 CVD合成藍鑽在合成過程中還會從原材料和裝置中去除氮,然後加入硼,導致紅光逐漸減弱為藍光,從而產生鑽石的藍色。
五、後期藍色變色
後來,一些天然或實驗室培育的鑽石也可以通過變色加工成藍色,主要用於高溫高壓處理和輻照處理
經高溫高壓處理的藍色鑽石:實驗室高溫高壓條件為棕色、棕黃色和棕色鑽石的晶格缺陷提供了足夠的均勻壓力和勢能。 通過人為地操縱鑽石所處的溫度、壓力和介質條件,它可以幫助提高鑽石的顏色等級或改變顏色。
對於IA型棕色、棕黃色和棕色鑽石,由於晶格中存在致色雜質氮原子和空位,在當前的技術條件下幾乎不可能顯著提高顏色等級。 因此,在金剛石現有塑性變形的基礎上,通過高溫高壓再加工和進一步載入其塑性變形強度,促進晶體中位錯的增殖和滑移,從而達到變色的目的。
IIA型棕、棕黃、棕金三色鑽石克服其障礙,使鑽石中的位錯在高溫高壓條件下攀公升、重新結合和湮滅,使其恢復到塑性變形前的初始穩定狀態,最大程度恢復其原有的無色外觀。
據推斷,藍色鑽石的高溫高壓處理是由於鑽石中導致灰度的塑性缺陷由於高溫高壓條件而丟失,從而產生純藍色。
2. 輻照藍鑽目前,鑽石照射變色最常用的方法有中子輻照和電子輻照。 中子輻照處理主要是利用核反應堆中的中子轟擊金剛石,由於中子不帶電,與金剛石碰撞時容易達到核力的範圍,從而引起核反應,容易使金剛石整體變色。 金剛石的電子照射主要是通過加速電子轟擊金剛石,產生一系列彈性或非彈性碰撞產生色心,然後選擇性地吸收一定量的可見光,最終出現顏色。
IIA 型金剛石被高能電子照射,將碳原子從晶格中敲出,形成乙個稱為 GR1 色心的中性空穴,其聲子峰吸收峰為 740 的零9 nm,形成寬吸收帶,在430-412 nm波長範圍內吸收峰為GR2-8。 GR1 色中心本身賦予鑽石藍色,當 GR2-8 更強時,鑽石呈綠藍色。
IA型鑽石在輻照後也會產生GR1色心,同時具有N3色心,N3色心吸收短波可見光,GR1色心吸收長波可見光,兩個色心的強弱決定了鑽石是藍色還是綠色。 一般來說,輻照藍色鑽石的顏色比天然藍色鑽石飽和得多。