中国某公司高温高压合成钻石缺陷特征研究

发布时间：2020-03-25 05:07

【摘要】：钻石是一种珍贵的材料,无论是对于宝石学还是地质学或材料学方面,一直以来,科学家们都致力于研究钻石及其性能应用。合成钻石作为天然钻石替代品,解决了钻石产量稀少带来的问题。怎样合成质量更优,或应用于专门领域的钻石是接下来研究的目标。本文中对中国某公司生产的大颗粒高温高压合成钻石中缺陷特征的研究,有助于控制生长过程中缺陷的生成,与合成钻石应用范围的扩展。在论文工作过程中,还没有收集到针对中国的大颗粒合成钻石的缺陷类型、晶格缺陷指认、缺陷特征以及晶格缺陷的分布规律进行系统性研究的文章。本论文综述了国内外科学家已经对天然钻石与合成钻石及其缺陷做出的研究;总结了钻石的物理化学性质和钻石中最常见的杂质和缺陷类型;常见的钻石合成方法有高温高压法(HPHT)和化学气相沉淀法(CVD),不同的合成方法生产的钻石中的缺陷也不同。对国产大颗粒高温高压合成钻石的宝石学性质进行研究,可以观察到缺陷对钻石的表面特征、包裹体特征、荧光与磷光、生长结构、异常双折射等方面都有影响,样品的表面多有树枝状生长纹,内部含有许多金属包裹体,包裹体的周围常有异常双折射现象产生。应用傅里叶变换红外光谱仪对样品进行测试与分析,根据红外光谱对样品进行了分类,此公司合成钻石共分为三类:黄色Ⅰb型钻石,特征红外吸收峰为1130和1344 cm~(-1);蓝色和一部分无色Ⅱb型钻石,含有2803或1290 cm~(-1)吸收峰;无色Ⅱa型钻石。使用显微红外光谱仪的“面扫描”功能测试样品,观察到杂质在样品中的分布并不均匀。应用光致发光仪器测试样品,利用光致发光技术超灵敏的性质,可以检测样品中的Ni、N~+等微量杂质缺陷。利用X射线荧光能谱仪检测到样品中含有铁元素,紫外-可见-近红外光谱仪辅助测试样品。
【图文】：

晶粒和晶粒之间的交界称为晶界，晶粒内部出现的位是亚晶界。晶界和亚晶界处富集了晶体其它区域生长容易诱发位错。三维缺陷）内周期性点阵结构发生偏离的三维缺陷，包括包裹体观可见的，人们对它的研究也较多。包裹体是由晶体石中常含有矿物包裹体，有时还能看到钻石包裹体。Fe、Ni和Co作为助熔剂，因此HPHT合成钻石包裹体等。虽然一些具有金属光泽的矿物（如铬铁矿）可能体形态与人造钻石中的金属包裹体不同[54]。包裹体对、光学等性质有重要影响，如造成光的散射。包裹体会形成很多位错，它一般分布在亚晶界(图 2.1），生成[55]。

第三章 实验样品及其宝石学特征3.1 实验样品中国某公司将其生产的高温高压合成钻石原石分为四个等级，，晶体形态完整，内部包裹体没有或含有少量包裹体的为一级产品，晶体形态不好，包裹体含量多的四级产品，二级和三级产品的晶体形态完整程度和包裹体含量在一级和四级产品之间。本实验收集 11 颗此公司生产的高温高压合成钻石原石为研究对象，其中包括 3 颗二级合成钻石和 8 颗三级合成钻石(图 3.1）。主要对样品的晶体形状、晶体表面和内部特征进行了肉眼观察，并利用紫外荧光灯、DiamondViewTM、磁铁等对样品进行了测试样品的具体情况如表 3.1。
【学位授予单位】：河北地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ164;O77

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本文编号：2599447