天然钻石和合成钻石的光谱学特征研究

摘要

目前,市场上90%~98%的天然无色钻石通常为Ia型(包括IaA、IaAB、IaB型),无色合成钻石主要为II型(包括IIa型、IIb型)。通过紫外荧光灯、宝石显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)吸收光谱结合显微共焦激光拉曼光谱对天然钻石、高温高压(HTHP)法合成钻石和化学气相沉淀(CVD)法合成钻石进行光谱学特征研究,并对拉曼光谱1335 cm^(-1)谱峰进行洛伦兹拟合,得到半高全宽值,对半高全宽值进行单因素方差分析。结果表明:天然钻石长波荧光强于短波,合成钻石的短波荧光强于长波;天然钻石内部可见云状物、浅色晶体包体、深色包体,HTHP合成钻石内部可见Fe、Ni金属触媒包体,CVD合成钻石内部可见点状包体,HTHP样品具有磁性;红外吸收光谱显示,天然钻石在1179 cm^(-1)、1282 cm^(-1)、1365 cm^(-1)处有明显吸收峰,属于IaAB型;合成钻石在1332~1100 cm^(-1)无明显氮相关吸收,属于II型;UV-Vis-NIR光谱显示,天然钻石存在415 nm(N3)吸收峰,而合成钻石无此吸收峰;天然钻石和合成钻石的拉曼位移一致,半高全宽存在显著差异,天然钻石的半高全宽均在6.0 cm^(-1)以上,合成钻石的半高全宽值均在6.0 cm^(-1)以下,可为鉴别天然钻石和合成钻石提供理论依据。