浅析合成碳硅石的宝石学特征和鉴别方法

秦宏宇

[摘要]合成碳硅石属于世界上第三代半导体材料，具有非常优良的电学性能，也是目前钻石的最佳仿制品，具有接近钻石的光泽、导热性以及色散度，为区别于钻石，本文探讨了合成碳硅石的宝石学特征以及鉴定方法，希望能为相关人员带来一些帮助。

[关键词]合成碳硅石 宝石学特征 鉴别

[中图分类号] TQ164.3 [文献码] A [文章编号] 1000-405X（2014）-12-13-1

目前合成碳硅石产品广泛的应用在电子科技领域中，自合成碳硅石上市以来对鉴定部门带来很大的冲击，与钻石在折射率、火彩、光泽度以及导热率方面都十分相似，被人们广泛的接受，本文主要分析合成碳硅石的宝石学特征和鉴定方法。

1合成碳硅石的宝石学特征

近些年来，人工宝石市场发展迅猛，人们有更大的选择权，需求还在不断扩大中，合成碳硅石具有很大的市场。合成碳硅石化学方程式为SiC，同时含有镁铁等元素，颜色多呈现灰蓝、浅黄或者浅绿色，大部分都是呈现不规则粒状或者柱状晶体，呈现金刚光泽。采用标准摩氏硬笔测得合成碳硅石硬度在9～10之间，平均为9.25，相对密度采用净水沉重法，计算公式为相对密度（d）=宝石空气质量质量/（宝石空气质量-宝石在4℃水中的质量），相对密度在3.20～3.24g/cm3之间，折射率Ne=2.691，No=2.649，色散率为0.104，透明。

内含物主要是白点组成的方向与桌面垂直的细白线状内含物，互相之间有几度的差距不完全平行，也存在少数的合成碳硅石存在暗色金属球状物。多数合成碳硅石无荧光，少数呈现若橙红色荧光，少数合成碳硅石有弱黄色荧光。钻石普遍具有很高的热导率，一般有导电性的合成碳硅石为浅灰色或者是蓝色，绝大多数的无色合成碳硅石并不具备电导性。从这些特性中可以看出合成碳硅石的很多性质与钻石十分相似，从硬度上来说，合成碳硅石硬度为9.25，钻石为10，折射率合成碳硅石为2.65，钻石为2.46，合成碳硅石色散率为0.104，钻石为0.044，合成碳硅石密度为3.21，钻石为3.52，合成碳硅石具有导电性，钻石不具备导电性。由于合成碳硅石晶体的缺陷就会影响晶格的完整性，因此合成碳硅石有双折射现象。

2合成碳硅石的鉴别方法

合成碳硅石的宝石的鉴定方法主要包括肉眼观察、测试仪检测以及测量仪器鉴别等，从肉眼上观察，虽然合成碳硅石与钻石的硬度非常接近，但是合成碳硅石的刻面棱线并没有钻石那么锐利。复影检查发现，合成碳硅石呈现双折射现象，钻石则是单反射，在合成碳硅石的刻面棱线上会存在两个影响，从风筝面上观察，在尖底能够观察到状如莲花的重影，从桌面上斜看，也能看到重影显现。从内部特征进行分析，钻石内部通常含有天然晶状体、云状物等，而合成碳硅石含有的则是白点组成的方向与桌面垂直的细白线状内含物。

测试仪检查主要是检查色散现象、偏光现象、剖光纹理检查、密度以及颜色等。合成碳硅石的色散率相对于钻石来说很高，是钻石数值的3倍，可以达到0.140，橙黄色至橙红色的色散主要集中在合成碳硅石的下腰面，在钻石的下腰面就不会出现红色色散。能够用肉眼观察出钻石的火彩要弱于合成碳硅石，但是明亮度上要高于合成碳硅石，在聚光灯下，观察放入水中的合成碳硅石能夠发现“斑点”和“火焰”状色散晕。从颜色上来看，合成碳硅石的颜色与钻石H，I接近，从顶部能够观察到绿色以及灰色色调。由于合成碳硅石和钻石的密度上也存在差异，因此也可以采取密度法测定，将宝石放入到3.32g/cm3的重液中，上浮的为合成碳硅石裸石，下沉为钻石。在正交偏光镜下转动360度，合成碳硅石呈现四明四暗非均质体消光显现，而钻石则是呈现全暗均质体消光现象，将宝石台面平行于偏光镜的中轴，转动偏光镜，出现“Winking”现象为合成碳硅石，从干涉花样来说，合成碳硅石多是呈现一轴晶干涉图，而天然钻石干涉花样则是多种多样。从剖光纹理鉴别，合成碳硅石报数剖光面不够光滑，棱线较为圆钝。

常用鉴别合成碳硅石仪器主要是电子探针、能量色散X荧光光谱仪、红外光谱仪、硬度比、反射仪、TesterModel590测试仪、折射仪等，TesterModel590测试仪原理是合成碳硅石宝石对长波紫外光具有吸收性，而无色钻石和浅色钻石则具有穿透性。在测试仪器内含有可发射长波紫外光的设备，照射到宝石上，返回到仪器，绿灯闪亮为钻石，而光被吸收则是合成碳硅石。反射计是将放置到平台上的宝石的反光量转化为数值，钻石反光量在85～96，合成碳硅石则是在100～118。大多数的钻石都是一些绝缘体，而合成合成碳硅石的材料多数是导电体，因此可以利用导电性鉴别合成碳硅石，将样品放置到金属承托器上探针测试宝石包面，仪器为黄色或者红色表明宝石为合成碳硅石，若是导电仪无反应就是钻石。

统货时合成碳硅石的鉴定由于高色散小宝石的存在往往会带来很大的麻烦，可以把保释放在烤箱电炉或者是白炽灯下加热，钻石并不会发生颜色变化，而合成碳硅石则会变为亮黄色。也可以将打灰机火焰放在宝石下方，变为黄色的为钻石，退火后恢复原状。

3结束语

综上所述，本文主要论述合成碳硅石的宝石学特征和鉴别方法，合成碳硅石的折射率约为2.607，相对密度为3.24g/cm3，呈现4片花瓣的应力双折射花样，目前合成碳硅石在市场开发以及宣传方面还存在诸多的问题，但是不能否认合成碳硅石的宝石具有非常大的市场应用前景。

参考文献

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