试述钻石的颜色成因，有哪些方法来改善钻石的颜色？怎么鉴别？

答：钻石晶格完整时，在可见光范围内没有选择性的吸收，称无色，但还有褐色，彩色等钻石，引起它们的颜色的原因有：1、晶格杂质元致色。2、天然辐照损伤致色。3、塑性变形致色。4、包裹体致色

1、 晶格杂质元致色作用：钻石中的元素主要有N、B、H。

l         N：至少有五种形式存在于钻石晶格中，即孤N，A集合体，N₃色心，B₁集合体或B₂（片晶N），B_1、B₂集合体仅在红外区有吸收，可见光无吸收，不影响钻石的颜色，孤 N、A集合体和N₃色心是钻石呈现不同程度黄色的重要原因。钻石中孤N对可见光吸收，具503nm、637nm。吸收峰，即吸收可见光部分红色和蓝绿色，使钻石呈黄色。

l         N2及N3中心能分别吸收蓝光及近紫外光波长，其中N3以H15.5nm吸收峰为特征，还要423nm、435nm465nm和475nm吸收峰 这种选择吸收使钻石呈现黄色，当N3中心的浓度越大，颜色越深，N3中心是A中心，向B中心转变过程中产生的，可理解为二者之间的过度状态，并且与A中心浓度正相关，晶格中的杂质N因核外层有5个电子，比炭多一个，当占据碳晶格位置时，其中的4个被共价键所约束而多余的一个电子受的约束力较小，只需较小的能量就能脱离氮原子，当该电子吸收可见光范围内某波段光的能量时，即可摆脱N原子而发生跃迁，这一吸收而使许多钻石呈黄色调。

l         B：B的存在是钻石产生兰色的重要原因，当B代替C原子时，因硼的外层电子为3个，比碳少一个，不能满足4个原子的成键要求，因而在其共价键中产生一个空位，该空位可以被邻近其他原子中的电子运动所充填，同样，电子运动导致可见光中近红光部分被吸收，使钻石呈现浅蓝、兰色。

l         H：研究发现，天然蓝钻石可能有H的参与

2：天然辐照损伤致色

    自然界中，天然的a粒子的辐射作用使部分钻石晶体表层呈绿色，其颜色厚度月几十微米，经抛磨后，表层薄层即消失。因此，抛光成品的钻石中，自然辐照致色非常罕见，绝大部分绿色或兰色钻石为人工辐照致色

3：塑性变形的致色作用

    研究表明，褐色、粉红色和紫红色钻石与塑性变形 相关，因绝大部分钻石来源于大于150km的上地幔中，这种高温高压的上地幔环境中或在钻石被岩浆捕获向上运移过程中，要发生不同程度的塑性变形，产生晶格滑移或位错，形成点缺陷或结构缺陷，这种缺陷不仅提高钻石中N聚集速率，还能使钻石产生不同的颜色。因塑性变形的不均匀性常使钻石的颜色不均匀，天然褐色钻石具503nm强吸收峰，在537nm、512nm494nm出有一宽吸收带。IIa型粉红色的钻石有396nm和39.nm的吸收宽带外，还有503nm和415nm的吸收峰。

4：包裹体致色作用：

     目前，因含有大量包裹体而使钻石呈现颜色有墨色和橙红和褐红色两种，当钻石中含有无数的暗色不透明矿物包裹体时，呈黑色，当用强的透射光检查该钻石时，可以观察到这些包裹体，并且钻石呈现深灰色，另一种是后期次生包裹体，存在于钻石的裂缝中，当钻石裂缝发育，并充填有这些颜色的包裹体时，使钻石呈褐红色或橙红色，这种钻钻石亦称“氧化”钻石。

    改变钻石的颜色的方法有：1、辐射热处理   2、高温高压处理 3、表面处理   4、拼合处理

1、 辐射热处理：通过高能粒子轰击钻石使其产生结构损伤或色心，由此达到改变钻石颜色的方法。此方法主要用于处理颜色不好的不理想或较浅的彩色钻石，使其产生其中鲜艳的颜色或颜色饱和度提高，从而提高价值，处理的方法有：回旋加速器处理，中子处理，

γ-射线处理，镭处理。

1)       回旋加速器处理：用亚原子如质子、氘核等带正电荷粒子轰击钻石，结果：暗绿色表层浅部，放射性几小时消失。

2)       γ-ray处理：Co60源产生γ射线辐射钻石整体改色，结果：蓝色、蓝绿色，速度慢，时间长，少用。

3)       镭盐处理：镭盐中的放射性粒子辐射钻石，结果：绿色，放射性长久，不用于首饰。

4)       电子处理：用加速器加速电子轰击钻石，深度约1mm，无放射性。

5)       中子处理：在核反应堆中，用中子轰击钻石，结果：绿色、蓝绿色，长时间变黑色，整体改色，无放射性。

        这几种方法所得到的是：绿色和蓝色。带电的离子处理过的表层改色，不带电的是整体改色，经常用的是中子和电子处理。

2、 高温高压处理：

1)       GE-pol钻石是对褐色、灰色的IIa型钻石处理，使变形的晶格得到修复，变成无色近无色的钻石，该类钻石在腰棱上用激光雕刻GE-pol字样，现改为Bella taire year-seril-no1字样。

2)       NoNa钻石：是将Ia型的褐色钻石处理为黄绿色钻石。处理过的钻石有自然罕见的黄绿色，强黄绿色荧光。

3、 表面处理：表面处理主要是为了改善体色偏黄色的钻石，主要是涂色处理和镀膜处理。涂色处理是在钻石的腰棱处涂上蓝色的物质，用来改善黄色调。还可以杂钻石表面上图上一层有色的氧化物薄膜来掩盖体色。镀膜处理即采用化学蒸汽沉淀法（又称CVD法），在钻石或其他材料表面以较快速度生长一层钻石膜（简称DF），该钻石膜是碳原子组成的具有钻石的结构、物理性质、化学性质的多晶质材料，膜的厚度一般为几十到几百微米，最厚可达到几毫米级。

4、 拼合处理：一种是将两块小的钻石粘合成较大的钻石，另一种是将钻石作为冠部（上部），亭部（下部）为无色透明的蓝宝石或玻璃等材料，二者粘合在一起，在镶嵌时往往采用包镶方法，以掩盖拼合层。

       鉴别方法：

          对于辐射处理：分光光度计测量光谱为主要的鉴定方法：

              绿色：G.R₁ –辐射损伤线741nm，与天然辐射的类似，但谱线较强

              蓝色：741nm（G.R₁）无导电性，而IIb型天然钻石导电。

              橙黄褐色：496nm、503nm、595nm为特征吸收线，加热后，若595nm消失，出现1936nm、2024nm的红外区吸收线。

              粉红色，紫红色：637nm、595nm、575nm、503nm，以637nm为特征吸收线。

           回旋加速器处理的常呈伞状效应，与从亭部辐射钻石，当从台面观察时，可以见到环绕底尖形如张开伞状的暗色标志，如从冠部辐照时，环绕腰棱可见暗色的带。

           对于HTHP处理：GE-pol钻石：雾状外观，略带灰色调，愈合羽状体，内部改色，解理，异常包裹体和消光

                NONA钻石：自然界罕见的黄绿色，强黄绿色荧光，529nm的荧