一、基础物理性质检测

1. 硬度测试

   • 莫氏硬度：通过标准矿物划痕法确认金刚石硬度等级（莫氏硬度10级）。
   • 显微硬度计测试：使用维氏或努氏压头测量实际压痕硬度，用于工业金刚石工具的品控。

2. 密度测定

   • 通过静水称重法或密度梯度管法检测金刚石密度（标准值约3.52 g/cm³），辅助鉴别天然与合成金刚石。

3. 热导率测试

   • 利用热导仪测定导热性能（天然金刚石热导率约2000-2500 W/m·K），是区分仿制品（如立方氧化锆）的关键指标。

二、化学成分与结构分析

1. 元素成分检测

   • 光谱分析：通过红外光谱（FTIR）和紫外-可见光谱（UV-Vis）分析氮（N）、硼（B）等杂质元素含量及存在形式（如Ia型含氮聚合体，IIa型近乎纯净）。
   • 激光诱导击穿光谱（LIBS）：快速检测表面微量元素，用于工业级金刚石的杂质评估。

2. 晶体结构分析

   • X射线衍射（XRD）：确定金刚石的立方晶体结构（空间群Fd3m）及晶格参数。
   • 拉曼光谱：通过特征峰（1332 cm⁻¹附近尖锐峰）确认金刚石相，区分石墨或其他碳材料。

3. 缺陷与包裹体检测

   • 显微镜观察（10倍放大）：识别天然金刚石中常见的矿物包裹体（如石榴石、橄榄石）及生长纹。
   • 阴极发光（CL）成像：揭示晶体生长带和合成金刚石的生长特征（如HPHT法的八面体生长区）。

三、光学特性检测

1. 折射率与色散

   • 使用折射仪测定折射率（2.417），高色散值（0.044）导致火彩现象，为珠宝级钻石评价依据。

2. 荧光与磷光反应

   • 长波紫外线（365 nm）下观察荧光颜色（蓝、黄等），约35%的天然钻石显示荧光，合成钻石可能出现异常荧光模式。

3. 光吸收特性

   • 检测特定波长吸收带（如415 nm的“Cape线”），判断钻石颜色成因（如辐射致色或天然致色）。

四、合成与天然金刚石鉴别

1. 生长特征分析

   • HPHT合成金刚石：金属包裹体、磁性特征、强磷光。
   • CVD合成金刚石：层状生长结构、特定红外吸收峰（如737 cm⁻¹）。

2. 同位素分析

   • 通过质谱法检测碳同位素（δ¹³C值），天然金刚石通常为-5‰至-20‰，合成品可能偏离此范围。

3. 电学性能测试

   • 测量电阻率：IIb型天然蓝钻因硼元素导电，而多数合成品为绝缘体或不同导电特性。

五、工业金刚石专项检测

1. 粒度与形状分析

   • 激光粒度仪测定金刚石微粉粒径分布，显微镜评估晶型完整度（等积形、片状、针状占比）。

2. 抗压强度测试

   • 单颗粒抗压强度仪测量（通常20-100 N），用于砂轮、钻头用金刚石的强度分级。

3. 热稳定性检测

   • 高温氧化实验（空气中600℃以上），评估金刚石抗氧化能力及高温应用潜力。

六、珠宝级钻石的4C标准检测

1. 克拉重量（Carat）

   • 使用精密天平（精度0.0001克）称重，1克拉=0.2克。

2. 颜色（Color）

   • 比色仪对照GIA标准色卡（D-Z色级），排除环境光干扰。

3. 净度（Clarity）

   • 10倍放大镜下分级（FL/I1-I3），记录包裹体位置、大小及可见度。

4. 切工（Cut）

   • 比例仪测量台宽比、冠角等参数，评估光反射对称性（理想切工为57-58%台面）。

七、先进检测技术应用

• 光致发光光谱（PL）：检测晶格缺陷（如NV色心），用于量子计算材料的筛选。
• X射线形貌术：非破坏性分析晶体内部应力分布。
• 三维CT扫描：重建金刚石内部结构，定位微小缺陷。

总结

金刚石检测需结合应用场景选择项目：工业领域侧重力学性能和热稳定性，珠宝鉴定聚焦4C标准与真伪鉴别，科研领域则深入分析晶体缺陷与合成机理。随着CVD/HPHT技术的进步，检测手段正朝着高精度、无损化方向发展，以应对合成金刚石与天然品的快速鉴别挑战。

分享

检测机构资质证书

CMA认证

检验检测机构资质认定证书

证书编号：241520345370

有效期至：2030年4月15日

CNAS认可

实验室认可证书

证书编号：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

ISO认证

质量管理体系认证证书

证书编号：ISO9001-2024001

有效期至：2027年12月31日

关于我们

部分仪器

合作客户