合成鉆石 鑒定與分級(jí)DB41-T 2205-2021

ICS39.060

CCSD59

41

河南省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB41/T2205—2021

合成鉆石鑒定與分級(jí)

2021-12-08發(fā)布2022-03-06實(shí)施

河南省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

DB41/T2205—2021

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

4鑒定特征及鑒定方法.................................................................2

5優(yōu)化處理...........................................................................4

6分級(jí)...............................................................................4

7標(biāo)識(shí)...............................................................................6

附錄A（資料性）CVD合成鉆石正交偏光下的干涉圖像特征..................................7

附錄B（資料性）HPHT和CVD合成鉆石DiamondView下發(fā)光特征............................8

附錄C（資料性）HPHT和CVD合成鉆石紅外光譜特征......................................10

附錄D（資料性）HPHT和CVD合成鉆石紫外可見吸收光譜特征..............................11

附錄E（資料性）HPHT和CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜特征..................................12

附錄F（資料性）HPHT合成鉆石X射線熒光光譜特征......................................13

I

DB41/T2205—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由河南省珠寶玉石首飾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。

本文件起草單位：河南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院、鄭州大學(xué)、鄭州華晶金剛石股份有限公司、河南黃

河旋風(fēng)股份有限公司、臺(tái)鉆科技（鄭州）有限公司。

本文件主要起草人：張立新、單崇新、庫(kù)雅倫、馬軍、楊文勇、劉楠、鄒蕾、寧娜靜、趙寧、馬青、

汪舒、王小迪、宋君威、王笑娟、任悅、王克林、苑執(zhí)中、姬中華、邵靜茹、李建華、楊丙貴、楊西貴、

林超男。

II

DB41/T2205—2021

合成鉆石鑒定與分級(jí)

1范圍

本文件規(guī)定了合成鉆石的鑒定特征、鑒定方法、分級(jí)和標(biāo)識(shí)。

本文件適用于高溫高壓法和化學(xué)氣相沉積法培育的未鑲嵌拋光合成鉆石的鑒定與分級(jí)，也適用于鑲

嵌、未拋光合成鉆石。

本文件中的分級(jí)適用于質(zhì)量大于或等于0.0400g（0.20ct）的未鑲嵌拋光合成鉆石的分級(jí)，也適

用于鑲嵌拋光合成鉆石。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB11887首飾貴金屬純度的規(guī)定及定名方法

GB/T16552珠寶玉石名稱

GB/T16553珠寶玉石鑒定

GB/T16554鉆石分級(jí)

GB/T34543黃色鉆石分級(jí)

QB/T4113彩色鉆石顏色分級(jí)

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T16552、GB/T16553、GB/T16554、QB/T4113界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

合成鉆石

在實(shí)驗(yàn)室條件下，將碳源采用高溫高壓法或化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)的寶石級(jí)金剛石，主要化學(xué)成分為

碳，其物理、化學(xué)性質(zhì)與天然鉆石基本相同。常見高溫高壓合成鉆石和化學(xué)氣相沉積法合成鉆石。商貿(mào)

名稱為培育鉆石。

3.2

高溫高壓法合成鉆石

模擬天然鉆石的高溫高壓生長(zhǎng)環(huán)境，將金剛石粉（天然或者合成）或石墨作為碳源放在高溫高壓生

長(zhǎng)腔內(nèi)，溶解在金屬觸媒（Fe,Ni等合金）中，用種晶作晶核，在溫度梯度推動(dòng)下，頂部碳源溶解并朝

底部運(yùn)動(dòng)，鉆石在低溫區(qū)籽晶晶面外延生長(zhǎng)成金剛石晶體，該方法生長(zhǎng)的寶石級(jí)金剛石為高溫高壓法合

成鉆石。

3.3

化學(xué)氣相沉積法合成鉆石

在高溫（800℃～1000℃）低壓（0.1個(gè)大氣壓）條件下，在真空反應(yīng)腔內(nèi)將含碳?xì)怏w（如甲烷）和

氫氣加熱，產(chǎn)生等離子體，碳從氣體化合物的狀態(tài)分解，經(jīng)過(guò)擴(kuò)散和對(duì)流，最后以金剛石的結(jié)構(gòu)形式沉

積在基片或種晶上，該方法生長(zhǎng)的寶石級(jí)金剛石為化學(xué)氣相沉積法合成鉆石。

1

DB41/T2205—2021

3.4

高溫高壓處理

在高溫高壓條件下，對(duì)鉆石進(jìn)行處理的方法，主要用于提高色級(jí)或改變鉆石的顏色。

3.5

高溫低壓處理

在高溫低壓條件下，對(duì)鉆石進(jìn)行處理的方法，主要用于改善鉆石的顏色。

3.6

輻照處理

通過(guò)中子或高能電子對(duì)鉆石進(jìn)行轟擊，使鉆石晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生部分變化，從而形成色心加深或改變顏

色的處理方法。

3.7

聯(lián)合處理

鉆石經(jīng)過(guò)多種處理方式如輻照、熱處理、高溫高壓等工藝的聯(lián)合處理。

3.8

再生鉆石

采用化學(xué)氣相沉積法在天然鉆石表面生長(zhǎng)一層合成鉆石。

3.9

色調(diào)

色調(diào)表示合成鉆石黃、紅、藍(lán)等顏色的特性。

3.10

彩度（飽和度）

彩度（飽和度）表示合成鉆石顏色的濃淡程度。

3.11

明度

明度表示合成鉆石顏色的明暗程度。

4鑒定特征及鑒定方法

4.1鑒定特征

4.1.1材料名稱

合成鉆石。

4.1.2常規(guī)寶石學(xué)鑒定特征

化學(xué)成分：主要化學(xué)成份為C，可含有N、B、H、Fe、Ni、Si、O等微量元素。

結(jié)晶狀態(tài)：晶質(zhì)體。

晶系：等軸晶系。

晶體習(xí)性：高溫高壓法合成鉆石（以下簡(jiǎn)稱HPHT合成鉆石）多為八面體{111}與立方體{100}的聚

形，晶面平坦，可見樹枝狀、蕨葉狀圖案；化學(xué)氣相沉積法合成鉆石（以下簡(jiǎn)稱CVD合成鉆石）多呈板

狀，常見（100）晶面。

常見顏色：無(wú)色，或帶有藍(lán)色、褐色、灰黑色等色調(diào)，經(jīng)輻照后可見綠色或藍(lán)色，聯(lián)合處理后可見

紅色、粉色、橙色、紫色等。

光澤：金剛光澤。

2

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解理：四組完全解理。

摩氏硬度：10。

密度：3.52（±0.01）g/cm3。

光性特征：均質(zhì)體，在正交偏光下，HPHT合成鉆石具無(wú)或弱異常消光，低階干涉色；CVD合成鉆石

可見明顯異常消光現(xiàn)象，整體范圍內(nèi)呈較粗、疏、歪、斜的網(wǎng)格狀、條帶狀等，可見高階干涉色，其中

未改色的CVD合成鉆石呈彩色干涉色，改色的CVD合成鉆石呈灰藍(lán)色干涉色（見圖A.1）。

多色性：無(wú)。

折射率：2.417。

雙折射率：無(wú)。

放大觀察：HPHT合成鉆石偶見金屬觸媒包體，CVD合成鉆石包體較少見，可見淺色或黑色的包體，

點(diǎn)狀、不規(guī)則狀或晶體狀的非晶質(zhì)碳或石墨。

紫外熒光和磷光：HPHT合成鉆石長(zhǎng)波下常為惰性，短波下可見無(wú)-強(qiáng)的淡黃色、橙黃色、綠黃色、

綠藍(lán)色等，不均勻，部分有磷光，短波熒光強(qiáng)于長(zhǎng)波；

CVD合成鉆石熒光可見弱-強(qiáng)的橙色、紅色、黃綠色、藍(lán)綠色或惰性，通常短波熒光強(qiáng)于長(zhǎng)波，無(wú)-

中等磷光。

4.1.3譜學(xué)鑒定特征

4.1.3.1發(fā)光圖像

HPHT合成鉆石：可見熒光呈立方體與八面體分區(qū)，八面體生長(zhǎng)區(qū)從格子的四個(gè)交叉點(diǎn)對(duì)稱發(fā)射黃綠

光，立方生長(zhǎng)區(qū)從格子中心即八面體與正方形交叉點(diǎn)對(duì)稱發(fā)射黃光，菱形十二面體的生長(zhǎng)扇區(qū)位于八面

體與立方體之間的相鄰區(qū)域，呈藍(lán)色矩形圖案；多數(shù)呈藍(lán)綠色熒光，可見黑色格子狀或黑色格子和四個(gè)

黑臂共存的發(fā)光分區(qū)圖案，常見強(qiáng)藍(lán)綠色磷光（見圖B.1）。

CVD合成鉆石：熒光呈藍(lán)綠色、綠色、藍(lán)色、黃綠色、帶紫色斑點(diǎn)的粉紅色、橙紅色、桔紅色等，

可見細(xì)條紋或平行條帶，無(wú)-中等淺藍(lán)綠色磷光（見圖B.2）。

4.1.3.2紅外吸收光譜

鉆石類型：天然的無(wú)色-近無(wú)色鉆石多為Ⅰa型，HPHT合成鉆石為常見Ⅱa、Ⅱb型，或Ⅰb，CVD培育

的無(wú)色-近無(wú)色鉆石多為Ⅱa型。

HPHT合成鉆石：部分樣品可見1344cm-1附近和1130cm-1附近吸收峰，常見Ⅱa型和Ⅱb型紅外吸收

譜，Ⅱb型HPHT合成鉆石在2800cm-1附近可見硼的吸收峰（見圖C.1）。

CVD合成鉆石：大部分顯示Ⅱa型紅外吸收譜（見圖C.2）。

4.1.3.3紫外可見吸收光譜

HPHT合成鉆石：未見天然鉆石中常見的415nm附近吸收峰，在230nm附近顯示Ⅱa型紫外可見吸收

光譜，可見與孤氮有關(guān)的270nm附近的寬吸收，330nm附近的寬吸收（見圖D.1），對(duì)于含有大量金屬

包體的樣品，可見與鎳有關(guān)的685、880nm附近的吸收，黃色HPHT合成鉆石可見550nm至短波吸收逐漸

增強(qiáng)。

CVD合成鉆石：未見天然鉆石中常見的415nm附近吸收，在230nm附近顯示Ⅱa型紫外可見吸收光譜，

可見與孤氮有關(guān)的270nm寬吸收（見圖D.2），部分樣品在737nm附近也可見吸收峰。

4.1.3.4光致發(fā)光光譜

HPHT合成鉆石：部分樣品可見與鎳相關(guān)的883.3nm和884.9nm附近光致發(fā)光峰，部分可見637nm

附近的光致發(fā)光峰（見圖E.1）。

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CVD合成鉆石：[Si-V]-在737.6/737.9nm處是CVD生長(zhǎng)的重要指標(biāo)；也可見575nm、637nm附近與

NV相關(guān)的光致發(fā)光峰（見圖E.2）。

4.1.3.5X射線熒光光譜

HPHT合成鉆石可檢測(cè)到Fe、Co、Ti等金屬元素（見圖F.1）。

4.2鑒定方法

4.2.1主要鑒定儀器

常規(guī)珠寶玉石鑒定儀器、紫外熒光觀察儀、傅里葉變換紅外光譜儀、紫外-可見分光光度計(jì)、光致

發(fā)光光譜儀、X射線熒光光譜、正交偏光顯微鏡和磷光儀等。

4.2.2鑒定步驟

按照GB/T16553的規(guī)定，按照4.1鑒定特征，確定材料是否為合成鉆石，若是，則確定合成方法及

是否進(jìn)行過(guò)優(yōu)化處理，并對(duì)其進(jìn)行分級(jí)。

5優(yōu)化處理

聯(lián)合處理的合成鉆石：經(jīng)輻照處理的合成鉆石可顯示741nm附近的GR1輻照損傷色心，或在1450cm-1

附近的顯示特征吸收峰；595、637、575nm附近及4929cm-1附近的H1b和5156cm-1附近的H1c色心峰共

存可作為輻照處理彩色鉆石的重要鑒別依據(jù)；聯(lián)合處理合成鉆石在400nm～450nm內(nèi)及550nm附近吸收，

顯示H1a、H1b、H1c的特征吸收峰。

再生鉆石：發(fā)光圖像可見熒光分層現(xiàn)象，再生層可見CVD合成鉆石的熒光特點(diǎn)，天然層呈藍(lán)色熒光，

紅外光譜可見天然鉆石和合成鉆石的譜峰，光致發(fā)光光譜可見合成鉆石的譜峰，如[Si-V]-缺陷在737nm

附近的譜峰。

6分級(jí)

6.1基本要求

按照6.3～6.6和GB/T16554的規(guī)定分級(jí)。

合成鉆石（含鑲嵌貴金屬）分級(jí)檢驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)識(shí)應(yīng)符合GB/T16554的規(guī)定。

6.2合成鉆石的質(zhì)量

質(zhì)量分級(jí)僅適用于未鑲嵌合成鉆石，鉆石的質(zhì)量單位為克（g），質(zhì)量的表示方法為：在質(zhì)量數(shù)值

后的括號(hào)內(nèi)注明相應(yīng)的克拉重量，例如0.2000g（1.00ct）。

6.3顏色分級(jí)

6.3.1無(wú)色-淺色（藍(lán)色、褐色、灰色）合成鉆石顏色分級(jí)

無(wú)色系列合成鉆石分為無(wú)色（Colorless），近無(wú)色（Nearcolorless），微藍(lán)色、褐色、灰色（Faint）

三個(gè)顏色特征，根據(jù)顏色特征將合成鉆石將其劃分為12個(gè)連續(xù)的顏色級(jí)別，由高到低用英文字母D、E、

F、G、H、I、J、K、L、M、N代表不同的色級(jí)。其中無(wú)色系列分為D、E、F三個(gè)小級(jí)，近無(wú)色分為G、H、

I、G三個(gè)小級(jí)，微藍(lán)、褐灰分為K、L、M、N三個(gè)小級(jí)。顏色級(jí)別及顏色描述見表1。

4

DB41/T2205—2021

表1合成鉆石色級(jí)表

顏色級(jí)別DEFGHIJKLMN

顏色特征（無(wú)色）Colorless（近無(wú)色）Nearcolorless（微藍(lán)、褐、灰）Faint

6.3.2彩色合成鉆石顏色分級(jí)

6.3.2.1色調(diào)類別

彩色合成鉆石的色調(diào)除了主色調(diào)外還有其他的色調(diào)混雜在一起，因此我們將色調(diào)分為主色調(diào)和輔色

調(diào)，描述為“輔色調(diào)+主色調(diào)”。

主色調(diào):合成鉆石常見的主色調(diào)有粉、紅、黃、綠、藍(lán)。

輔色調(diào):除主色調(diào)外，稍帶有其他色調(diào)，如綠偏黃，描述為黃綠。

6.3.2.2明度級(jí)別

根據(jù)彩色合成鉆石明度差異，將其劃分為亮(V1)、明(V2)、暗(V3)三個(gè)級(jí)別，三個(gè)級(jí)別劃分及特征

按照GB/T34543的規(guī)定。

6.3.2.3飽和度級(jí)別

飽和度（也稱彩度），根據(jù)彩色合成鉆石飽和度差異，將其劃分為四個(gè)級(jí)別，由高到低依次分為艷

彩（fancyvivid）、濃彩（fancyintense）、彩（fancy）、淡彩（fancylight），四個(gè)級(jí)別劃分及

特征按照GB/T34543的規(guī)定。

6.3.2.4顏色級(jí)別描述

采用“明度+彩度+色調(diào)”對(duì)彩色合成鉆石的顏色級(jí)別進(jìn)行描述，如“亮彩黃V1FancyYellow”。

6.4凈度分級(jí)

在10倍放大鏡下，對(duì)鉆石內(nèi)部和外部特征進(jìn)行等級(jí)劃分，依據(jù)合成鉆石內(nèi)外部特征在10倍放大鏡下

可被觀察的難易程度，將凈度劃分為五個(gè)大級(jí)，十一個(gè)小級(jí)，未鑲嵌合成鉆石按照小級(jí)進(jìn)行凈度級(jí)別劃

分，鑲嵌合成鉆石按照大級(jí)進(jìn)行凈度級(jí)別劃分，具體凈度級(jí)別內(nèi)容如表2。

表2合成鉆石凈度級(jí)別表

凈度大級(jí)LCVVSVSSIP

級(jí)別小級(jí)FLIFVVS1VVS2VS1VS2SI1SI2P1P2P3

極微小的內(nèi)外部細(xì)小的內(nèi)外部明顯的內(nèi)外部肉眼可見的內(nèi)外部

凈度特征無(wú)暇內(nèi)無(wú)暇

特征特征特征特征

6.5切工分級(jí)

通過(guò)測(cè)量和觀察，從比率和修飾度（對(duì)稱性、拋光）兩個(gè)方面對(duì)鉆石加工工藝的完美性進(jìn)行等級(jí)劃

分，切工分級(jí)按照GB/T16554的規(guī)定，分為極好（EX）、很好（VG）、好（G）、一般（F）、差（P）

五個(gè)級(jí)別。

6.6熒光強(qiáng)度分級(jí)

按鉆石在長(zhǎng)波紫外光下發(fā)光強(qiáng)弱，劃分為“強(qiáng)”、“中”、“弱”、“無(wú)”四個(gè)級(jí)別，此外還要描

述熒光顏色。

5

DB41/T2205—2021

7標(biāo)識(shí)

7.1合成鉆石的定名應(yīng)遵守以下規(guī)則：

a)定名應(yīng)符合GB/T16552，可在相關(guān)質(zhì)量文件中附注說(shuō)明“商貿(mào)名稱：培育鉆石”；

b)生產(chǎn)廠、制造商、合成方法等信息不應(yīng)該出現(xiàn)“合成鉆石”名稱前后或六字之間，例如“某

某合成鉆石”：可在相關(guān)文件中附注說(shuō)明具體合成方法、是否改色處理。

7.2標(biāo)識(shí)不應(yīng)該使用簡(jiǎn)稱、英文名稱、英文縮寫等替代“合成鉆石”一詞，且“合成鉆石”六字之間

不得插入任何文字、符號(hào)。

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附錄A

（資料性）

CVD合成鉆石正交偏光下的干涉圖像特征

CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜典型特征見圖A.1。

圖A.1CVD合成鉆石的干涉圖

7

DB41/T2205—2021

附錄B

（資料性）

HPHT和CVD合成鉆石DiamondView下發(fā)光特征

HPHT和CVD合成鉆石DiamondView下發(fā)光典型特征見圖B.1和B.2。

圖B.1HPHT合成鉆石的熒光（左）和磷光（右）圖像

8

DB41/T2205—2021

圖B.2CVD合成鉆石的熒光（左）和磷光（右）圖像

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DB41/T2205—2021

A

A

附錄C

（資料性）

HPHT和CVD合成鉆石紅外光譜特征

HPHT和CVD合成鉆石紅外光譜典型特征見圖C.1和C.2。

a)紅外光譜圖（1）b)紅外光譜圖（2）

圖C.1HPHT合成鉆石的紅外光譜圖

圖C.2CVD合成鉆石的紅外光譜圖

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DB41/T2205—2021

B

B

附錄D

（資料性）

HPHT和CVD合成鉆石紫外可見吸收光譜特征

HPHT和CVD合成鉆石紫外可見吸收光譜典型特征見圖D.1和D.2。

a)紫外可見吸收光譜圖（1）b)紫外可見吸收光譜圖（2）

圖D.1HPHT合成鉆石紫外可見吸收光譜圖

a)紫外可見吸收光譜圖（1）b)紫外可見吸收光譜圖（2）

圖D.1CVD合成鉆石紫外可見吸收光譜圖

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DB41/T2205—2021

C

C

附錄E

（資料性）

HPHT和CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜特征

HPHT和CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜典型特征見圖E.1和E.2。

a)光致發(fā)光光譜圖（1）b)光致發(fā)光光譜圖（2）

圖E.1HPHT合成鉆石光致發(fā)光光譜圖

a)光致發(fā)光光譜圖（1）b)光致發(fā)光光譜圖（2）

圖E.2CVD合成鉆石光致發(fā)光光譜圖

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D、

D

附錄F

（資料性）

HPHT合成鉆石X射線熒光光譜特征

HPHT合成鉆石X射線熒光光譜典型特征見圖F.1。

a)X射線熒光光譜圖（1）

a)X射線熒光光譜圖（2）

圖F.1HPHT合成鉆石X射線熒光光譜圖

E

E

F

F

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附錄G

（資料性）

鉆石中的主要缺陷中心及其峰位歸屬

缺陷中心紅外光譜/cm-1紫外可見吸收光譜/nm光致發(fā)光光譜/nm備注

N21282附近425/427附近-IaA型

N41175附近--IaB型

N3415.5附近-IaAB型

N1130、1344附近--Ib型

1000～400無(wú)吸收，無(wú)2800

-427附近-Ⅱa型

特征吸收峰

B2800附近--Ⅱb型

8753,7354,6856,6524,

H--CVD合成

5564,3323附近

H1c5170、5156附近--警示（處理）

H1b4950、4929附近--警示（處理）

(NVH)03123附近--CVD合成

(N3VH)3107附近--CVD合成

C-H2800-3000附近--合成

b

(Ni)1502附近---

H1a(N2,i)1450附近--聯(lián)合處理

0

(Ns)1344附近---

+

(Ns)1332附近---

孤氮-270附近-合成

輻照損傷色心--388附近警示（輻照,HPHT）

CR2-GR8--412～430附近輻照

N3-415-天然鉆石

0

H4(N4V2)-496附近496附近警示

H3(NVN)0-503503警示

(NV)0--575附近警示（CVD合成）

輻照損傷色心-595附近596/597輻照處理

(NV)--637附近-警示（合成）

(SiV)--737附近-CVD合成

GR1(V)0-741附近-輻照

883/884附近

Ni--HPHT合成

658,696,794附近

(SiV)0--946.5附近CVD合成

H2(NVN)---986附近警示合成

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目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

4鑒定特征及鑒定方法.................................................................2

5優(yōu)化處理...........................................................................4

6分級(jí)...............................................................................4

7標(biāo)識(shí)...............................................................................6

附錄A（資料性）CVD合成鉆石正交偏光下的干涉圖像特征..................................7

附錄B（資料性）HPHT和CVD合成鉆石DiamondV