钻石的检查方法和设备技术

一种检查钻石上是否淀积有人造钻石层的方法，包括如下步骤： 观测钻石表面的多个区，对每个区的观测都是按下述方式进行的，用高能辐射束照射该区以激发荧光发射，并且估算该荧光的强度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检查天然钻石上是否淀积有人造钻石层的检查方法和设备。这对于检查钻石是否为全天然、或者检查钻石的任何部分是否含有CVD钻石材料、以及在存在CVD钻石材料的情况下确定这种材料的位置都具有特殊的重要性。可以在未经加工的或者经部分加工的天然钻石上淀积人造钻石材料，然后将其加工成例如圆形的、极明亮的轮廓。按另外一种方式，还可以先对宝石进行加工，而后把人造钻石材料涂层淀积到全新款式的光亮宝石上。人造钻石材料层的厚度可以极薄(有可能在5微米到10微米的范围内)，但仍可以使用本专利技术来检测较厚的层。钻石的价值部分地取决于它的重量。因此在钻石加工前或加工后，有可能在天然的精选钻石上淀积人造钻石材料以增加最终成品的重量。但是，钻石的价值还在于它在真实性和独特性这两方面的质量，并且还在于如下的事实它是一个全天然产品(即，矿产品)。因此，没有通过人造钻石材料的淀积加重的钻石的价值要高于通过人造钻石材料的淀积加重的钻石的价值。许多年来，已经开发出许多合成钻石材料的方法。这些方法中的一种就是化学气相淀积(CVD)技术，它是一种低压技术，涉及从气体向一基片淀积人造钻石(在本说明书中称之为CVD钻石材料)，CVD是在钻石上淀积人造钻石的有最大可能被采用的途径；当然，也提出了许多其它的替换技术，如物理气相淀积。通过CVD或类似的钻石材料人为加大的钻石在本说明书中称之为“CVD/天然钻石复合制品”。可以在非钻石基片上或在钻石基片上淀积CVD钻石材料。在后一种情况下，CVD钻石材料可仿作钻石基片的结构(称之为“均相外延生长”)。所产生的CVD/天然钻石复合制品可能和全天然宝石在外观、密度、以及其它的普通物理性质方面完全相同，因此在辨别这样的CVD/天然钻石复合制品方面可能存在问题。本专利技术的目的是提供一种检查钻石上是否淀积有人造钻石层的方法和设备。我们期望，该设备是简单的，操作人员只要经过很少培训就可完成操作。该方法和设备应能由未经实验室珠宝分析训练的经验丰富的珠宝工人可靠掌握和操作。该方法和设备应该适合于筛选大量的钻石，一次一块，并且应该适合于自动化。英国专利申请9404309.8公开了一种确定钻石上是否淀积有人造钻石层的方法，其中用电子或高能紫外辐射使钻石发荧光，并且观测最终得到的荧光曲线，以检测人工合成钻石的区域。最好，照射整个钻石，并且通过放大镜用肉眼观测荧光曲线，或者经一台CCD摄像机在屏幕上观测荧光曲线。本专利技术提供一种检查钻石上是否淀积有人造钻石层的方法，包括如下步骤观测钻石表面的多个区，对每个区的观测都是按下述方式进行的用高能辐射照射该区以激发荧光发射，并且估算该荧光的强度。本专利技术进一步还提供一种检查钻石上是否淀积有人造钻石层的设备，包括一个固定装置；一个可移动地安装在固定装置上的钻石支架；以高能辐射照射支撑在支架中的钻石的激发荧光发射的照射装置；以及，按照照射固定在支架上的钻石时产生的荧光强度而提供信号的装置。还可以具有相对于固定装置而驱动支架的装置。所述固定装置可以相对于所述照射装置固定。本专利技术进一步还提供一种检查钻石上是否淀积有人造钻石层的设备，包括具有一钻石支架的整体式外包壳，照射安装在所述支架上的钻石的一个区的照射装置，以及照射整体式外包壳中的钻石时根据整体式外包壳内产生的荧光通量强度而给出的信号的装置。钻石支架可以相对于整体式外包壳移动，并且可由驱动装置驱动。本专利技术人已经发现，寻求钻石的不同区域荧光的显著差别是一种寻找人造钻石材料层的一种特另简单的方式。如同英国专利申请9404309所要求的那样，不需要操作人员对复杂的图像进行想象或进行直观解释。所谓荧光，指的是一种受激发射束其波长一般不同于引起该荧光的辐射光束。最好对荧光强度进行测量。最好产生一个依赖于每个区的荧光强度的信号。另外，可以通过一束辐射光束对钻石表面进行扫描，同时检测相邻区之间的荧光强度的任何明显的变化。可用适当波长的紫外辐射光照射钻石。如果用波长小于225nm的辐射光进行照射，那么基本上所有的天然钻石都要发荧光。因此，最好使用波长小于或近似等于225nm的辐射光。辐射光束可以是大致单色的，或者可以包括一个波长范围，或者说包括一组波长。最好，尽可能照射钻石的表面区以产生荧光，这是因为人造钻石材料层可能相当薄。如果辐射光束的穿透深度明显大于人造钻石材料的薄层厚度，下边的天然钻石材料也可能产生荧光，天然钻石产生的荧光就有可能和人造钻石层产生的荧光混淆起来不好分清。还是由于这种原因，最好用波长小于或近似等于225nm的辐射光照射钻石，这种辐射光能被所有类型钻石极其强烈地吸收。在英国专利申请号9404309.8中对此进行了详细地描述。辐射光束可以包括波长大于225nm的辐射光。波长大于225nm的某些辐射带对于不同类型的钻石有不同的吸收特性。因为，这样的辐射有可能穿透过目前正在探讨的这一层，并且在钻石的另一些区域引发荧光，这可能使结果混乱。波长比225nm大得多的辐射光束可能与荧光辐射混淆不清。因此期望，波长大于225nm的辐射光强度应该尽可能地低，使除感兴趣区域以外的钻石部分的荧光不会干扰或降低荧光观测的对比度。最好，照射光能量中至少有50％来自于小于225nm的波长。但最好通过一个适宜的滤波器大体排除波长大于225nm的辐射。另外，可用能量适宜的电子束照射钻石，但设备可能变得复杂。辐射光束必须具有足够大的强度才能产生可观测的荧光。辐射光束可由任何适宜的装置产生，例如激光器或其它的源。可以通过任何适宜的装置把辐射光束引向宝石。但常规光学部件对短波紫外辐射光的衰减很大，因此最好使用在紫外短波长处有高透射性的光学设备。常规紫外光学部件和空气中的氧气都将衰减波长小于180nm的辐射光，因此本专利技术的设备要有效地滤除这样的辐射光。优选的作法是，把辐射光聚焦到钻石上。把辐射光聚焦到小于钻石的总有效表面积的一个钻石面积上则更好。最好的作法是，把辐射光聚焦到一个小点上并在钻石的表面上扫描。如在GB9404309.8中详细描述的波长小于225nm的辐射光主要在钻石的表面区被吸收。这给本专利技术提供了如下的教导在照射一个指定区域时观测到的荧光主要依赖于被照射的这个区域的表面的组分。对于不同类型的钻石(天然的或人造的)观测到的荧光带落在一个很宽波长的范围内，通常在光谱的可见光部分。给出的信号依赖于落在一个相当窄的带中或者一个相当宽的带中的荧光强度。在后一种情况下，最好提供截止滤波器以滤除辐射光束。可以识别淀积在天然钻石上的人造钻石层的条件是，它的荧光和钻石的天然部分的荧光相比有不同的颜色，或者更为重要的是，有不同的强度。因此，当检查钻石的多个区时，若由钻石不同区域产生的荧光强度有明显差异(例如，较低的信号约为较高信号的80％，最好为50％，或者是一个更小些的百分数)，则可以推断这是一个CVD/天然钻石复合制品。荧光强度的差异有可能不是来源于人造钻石层。本专利技术给出了有益的教导。但作进一步的检查可能是有益的。为了检测钻石不同区域荧光的差异，只检查几个区(或许只是两个区)可能就足够了。但最好观测大量的区域。按本专利技术的方法，可用肉眼评估辐射的强度。在这种情况下，应该采取措施防止有害的紫外辐射伤害观测者。若用肉眼评估荧光，如果能够把辐射光束约束到这个感兴趣的区上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·维尔邦，M·P·史密斯，J·G·C·史密斯，P·M·斯皮尔，P·M·马尔蒂内奥，M·库佩尔，
申请(专利权)人：杰桑企业，
类型：发明
国别省市：