【摘要】：鉆石是一種珍貴的材料,無(wú)論是對(duì)于寶石學(xué)還是地質(zhì)學(xué)或材料學(xué)方面,一直以來(lái),科學(xué)家們都致力于研究鉆石及其性能應(yīng)用。合成鉆石作為天然鉆石替代品,解決了鉆石產(chǎn)量稀少帶來(lái)的問(wèn)題。怎樣合成質(zhì)量更優(yōu),或應(yīng)用于專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域的鉆石是接下來(lái)研究的目標(biāo)。本文中對(duì)中國(guó)某公司生產(chǎn)的大顆粒高溫高壓合成鉆石中缺陷特征的研究,有助于控制生長(zhǎng)過(guò)程中缺陷的生成,與合成鉆石應(yīng)用范圍的擴(kuò)展。在論文工作過(guò)程中,還沒(méi)有收集到針對(duì)中國(guó)的大顆粒合成鉆石的缺陷類(lèi)型、晶格缺陷指認(rèn)、缺陷特征以及晶格缺陷的分布規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)性研究的文章。本論文綜述了國(guó)內(nèi)外科學(xué)家已經(jīng)對(duì)天然鉆石與合成鉆石及其缺陷做出的研究;總結(jié)了鉆石的物理化學(xué)性質(zhì)和鉆石中最常見(jiàn)的雜質(zhì)和缺陷類(lèi)型;常見(jiàn)的鉆石合成方法有高溫高壓法(HPHT)和化學(xué)氣相沉淀法(CVD),不同的合成方法生產(chǎn)的鉆石中的缺陷也不同。對(duì)國(guó)產(chǎn)大顆粒高溫高壓合成鉆石的寶石學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究,可以觀察到缺陷對(duì)鉆石的表面特征、包裹體特征、熒光與磷光、生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、異常雙折射等方面都有影響,樣品的表面多有樹(shù)枝狀生長(zhǎng)紋,內(nèi)部含有許多金屬包裹體,包裹體的周?chē)Ｓ挟惓ｋp折射現(xiàn)象產(chǎn)生。應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試與分析,根據(jù)紅外光譜對(duì)樣品進(jìn)行了分類(lèi),此公司合成鉆石共分為三類(lèi):黃色Ⅰb型鉆石,特征紅外吸收峰為1130和1344 cm~(-1);藍(lán)色和一部分無(wú)色Ⅱb型鉆石,含有2803或1290 cm~(-1)吸收峰;無(wú)色Ⅱa型鉆石。使用顯微紅外光譜儀的“面掃描”功能測(cè)試樣品,觀察到雜質(zhì)在樣品中的分布并不均勻。應(yīng)用光致發(fā)光儀器測(cè)試樣品,利用光致發(fā)光技術(shù)超靈敏的性質(zhì),可以檢測(cè)樣品中的Ni、N~+等微量雜質(zhì)缺陷。利用X射線(xiàn)熒光能譜儀檢測(cè)到樣品中含有鐵元素,紫外-可見(jiàn)-近紅外光譜儀輔助測(cè)試樣品。
【圖文】：

晶粒和晶粒之間的交界稱(chēng)為晶界，晶粒內(nèi)部出現(xiàn)的位是亞晶界。晶界和亞晶界處富集了晶體其它區(qū)域生長(zhǎng)容易誘發(fā)位錯(cuò)。三維缺陷）內(nèi)周期性點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)發(fā)生偏離的三維缺陷，包括包裹體觀可見(jiàn)的，人們對(duì)它的研究也較多。包裹體是由晶體石中常含有礦物包裹體，有時(shí)還能看到鉆石包裹體。Fe、Ni和Co作為助熔劑，因此HPHT合成鉆石包裹體等。雖然一些具有金屬光澤的礦物（如鉻鐵礦）可能體形態(tài)與人造鉆石中的金屬包裹體不同[54]。包裹體對(duì)、光學(xué)等性質(zhì)有重要影響，如造成光的散射。包裹體會(huì)形成很多位錯(cuò)，它一般分布在亞晶界(圖 2.1），生成[55]。

第三章 實(shí)驗(yàn)樣品及其寶石學(xué)特征3.1 實(shí)驗(yàn)樣品中國(guó)某公司將其生產(chǎn)的高溫高壓合成鉆石原石分為四個(gè)等級(jí)，，晶體形態(tài)完整，內(nèi)部包裹體沒(méi)有或含有少量包裹體的為一級(jí)產(chǎn)品，晶體形態(tài)不好，包裹體含量多的四級(jí)產(chǎn)品，二級(jí)和三級(jí)產(chǎn)品的晶體形態(tài)完整程度和包裹體含量在一級(jí)和四級(jí)產(chǎn)品之間。本實(shí)驗(yàn)收集 11 顆此公司生產(chǎn)的高溫高壓合成鉆石原石為研究對(duì)象，其中包括 3 顆二級(jí)合成鉆石和 8 顆三級(jí)合成鉆石(圖 3.1）。主要對(duì)樣品的晶體形狀、晶體表面和內(nèi)部特征進(jìn)行了肉眼觀察，并利用紫外熒光燈、DiamondViewTM、磁鐵等對(duì)樣品進(jìn)行了測(cè)試樣品的具體情況如表 3.1。
【學(xué)位授予單位】：河北地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ164;O77

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