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莫桑石是如何生成的?是什么宝石?

编辑:yier8  浏览:360 次  时间:2024-5-22 11:20:57
莫桑石也称为莫桑钻,天然莫桑石可追溯到十九世纪后期,莫桑石一词来源于Henri Moissan博士,1904年他在亚利桑那陨石坑中发现了这种矿物。市场上大部分莫桑石均为人工合成,天然莫桑石非常稀少,仅存在于陨石坑内,其颜色多为暗绿色、黑色。莫桑石的外观与天然钻石极为相似,肉眼很难分辨,也是物理特性最接近天然钻石的一种宝石。
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    先了解一下“莫桑钻”的来历。
    莫桑钻的成分是碳化硅,化学式为SiC,最初的发现是在1893年,一个名叫爱德华·阿杰森的科学家在合成钻石的时候偶然得到的,当时将其命名为“金刚砂”,其主要的原因是当时认为这是碳和刚玉的化合物,并且其硬度介于刚玉和钻石之间。
    1904年,诺贝尔获得者亨利·莫桑在一块陨石中发现了天然形成的SiC,为了表达对这位化学家的贡献,将这种天然的矿物命名为“莫桑石”。外文名称:Moissanite。

    虽然自然界有产出的“莫桑石”,但是很难达到宝石级,目前已知的最大颗粒的莫桑石尺寸也仅有4.1毫米,根本无法达到宝石应用的标准,所以天然的莫桑石在宝石市场是看不见的,目前市场上流通的莫桑石都是人工合成品,因此它的全名应该叫做“合成碳硅石”。
    自合成碳硅石进入到中国市场以来,这种合成宝石有很多名字,曾经出现的包括:碳硅石、莫桑石、莫依桑石、合成莫桑石、摩星石、美神钻等,但是后来“美国诗思有限公司”将其定名为“美神莱”,并且在大陆、台湾和香港等地进行了注册。但是无论它的商业名称叫什么,在珠宝鉴定证书中都应该根据国家标准,将其定名为“合成碳硅石”。

 

    莫桑石的培育方法

    莫桑石又称为碳化硅宝石,也称作碳硅石,被发现至今已有100多年历史,天然莫桑石于1905年首次被发现。莫桑石是一种无机化合物,其化学式为sic,硅碳四面体构建而成,具有很强的共价性,其具有熔点高、硬度大的特征,其硬度与钻石相当,耐腐蚀耐辐射。因为熔点高,所以热稳定性很好,一般的温度不会破坏莫桑石的晶体结构。

    钻石是一种广为人知的珍贵饰品,其具有迷人的外观,但是天然钻石存量稀少,因而能价格昂贵,人工钻石还无法得到较大尺寸的产品,无法满足产品化要求,所以人们在不断寻找钻石的替代品,比如玻璃、尖晶石、蓝宝石、锆石等。但是玻璃折射率低,无天然火彩,而且抛光效果不好,锆石硬度低,虽然加工容易,但无法做出尖锐棱角,而且容易磨损,其他替代品或多或少也存在不同问题,直到莫桑石被发现。受制于高质量莫桑石的制备难题,直到1998年,莫桑石才开始用作钻石的替代仿品,目前市面上已经普遍流通莫桑石宝石产品,大众也愿意接受这种类似钻石但极为便宜的宝石饰品。高纯度的莫桑石近无色透明,但是制备难度也极大。通常可以通过故意掺杂得到不同颜色的莫桑石。莫桑石的透明度极好,当前的生产技术已经可以得到大尺寸、高质量的莫桑石。

    目前通用的培育莫桑石的方法是物理气相传输法。其基本过程是将碳化硅粉作为原料放入密封的圆筒形石墨坩埚内,坩埚上盖内固定一个圆形莫桑石晶片作为籽晶。石墨坩埚放入晶体生长炉内,加热至2000℃以上,高温区的碳化硅粉料升华产生气相分子,气相分子在温度梯度作用下传输到低温区的莫桑石籽晶表面沉积结晶生长为大尺寸莫桑石晶体。生长得到的大尺寸莫桑石晶体通过宝石加工,最终得到形态、尺寸各异的莫桑石。

    彩色的莫桑石通常在原料中加入掺杂物质,生长过程中,掺杂物质进入莫桑石内部,形成彩色莫桑石。但是这种制备彩色莫桑石的方法因为无法控制掺杂物质的释放速度,因而得到的莫桑石晶体颜色均匀性较差,生长初期,掺杂物质释放较多,因而靠近籽晶区域颜色较深,到了生长后期,掺杂物质几乎释放完毕所剩无几,莫桑石颜色就很浅。如何得到颜色均匀的莫桑石成为彩色莫桑石快速市场化的一大问题。 

    乍看之下,莫桑石与钻石无法分别,但仔细看会发现莫桑石的七彩火彩比钻石更强。在专业仪器下测试,莫桑石的火彩是钻石的2.5倍。在色散值上,钻石是0.044,莫桑石是0.104;在折射度上,钻石是2.417,莫桑石是2.65,莫桑石的色散值及折射度都超过钻石。在摩氏硬度上,钻石是10,莫桑石是9.25,远高于其它宝石。

    既然合成碳硅石是钻石最好的替代品,那么如何与钻石区分呢?此时希望大家能够拿出放大镜,来进行观察。

    第一,合成碳硅石是双折射宝石,而且双折射率高达0.043,所以从冠部向下观察,是可以观察到非常明显的刻面棱重影的;而钻石属于单折射宝石,是没有此现象的。

    第二,合成碳硅石毕竟属于合成品,所以最初的碳硅石加工起的并不精细,放大观察可以在腰棱部位和其他的刻面棱观察到明显的抛光纹。但是随着碳硅石在市场上的兴起,很对产品的加工也越来越精细了,并且仿造钻石的“八心八箭”等切工。

    第三,合成碳硅石内部特征与钻石往往不同,内部常见近于平行的白色的针状包裹体,有时还会出现白色针点状的包裹体,形成云状包裹体。

    第四,合成碳硅石的火彩明显强于钻石,看看下图这五颜六色的火彩,与钻石柔和的火彩相比,是由非常大区别的。 

    所以,根据以上四点,钻石和碳硅石是非常容易区分的。不过这些鉴定方法还是有些过于专业了,找到良心的商家,其实才是避免上当的最好的方式。


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