作者：杜广鹏,奚波,泰宏宇
出版社：地质大学出版社
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钻石及钻石分级(第二版)试读：
前言
闪耀璀璨光芒，折射七彩人生，钻石是大自然馈赠给人类的瑰宝，被称为“宝石之中的王者”。钻石，自古以来就是财富、权利和尊贵的象征，它坚硬、华美、纯净，因此更象征着忠贞、纯洁和爱情。在漫漫的历史长河中，钻石一直闪烁在帝王的皇冠和贵族的衣衫上，在全世界的宝石大家族中，没有任何一种宝石比钻石具有更丰富的内涵、悠久的文化和无上的价值。
钻石形成于亿万年前，钻石认识、开发、研究、利用的历史也就是人类文明的进化史。随着社会需求的不断提升，钻石资源的开采也在不断加剧，随着钻石资源稀缺性越来越受到世人重视，钻石的价格也在世界范围内不断攀升。目前，钻石的贸易额大约占据珠宝首饰贸易额的80%以上，并且也吸引了更多人投资和收藏的目光。钻石的4C分级标准和技术是伴随着钻石贸易的发展而形成的，它在钻石的国际推广和贸易中具有重要的意义。近些年来，世界上有关钻石的科学研究也成果丰硕，无论是在钻石的合成、优化、处理还是钻石的检测方面，许多机构和研究者都表现了极大的兴趣和热情。
尽管我国的钻石行业发展较晚，但是经过二十年的努力，中国已经成为非常重要的钻石大国，同时也形成了国际公认最具前景的庞大市场。伴随着钻石行业的发展，我国的钻石分级标准也更多地体现了国际性特点，此外，我国的研究人员在钻石科研领域也作出了成果卓著的贡献。但是尽管如此，与国际上的发达国家相比，我国钻石行业的从业人员素质和钻石教育工作仍然有较大差距。
编著一本资料详实、内容新颖的钻石方面书籍一直是笔者的心愿，并希望可以为提升从事和有志从事钻石事业人员的专业素质略尽绵薄之力，这也是笔者编著此书最大的初衷和目的。本书最大的特点是知识的系统性和方法的实用性，此外，本书也希望汇集最新的资料和研究成果以回馈各位读者。本书的第一、二、三、四、七、八章由杜广鹏和奚波编写，第五、六章由陈征编写，并由陈征负责统稿、审订和修改工作。
在本书的编写过程中，郭守国教授、亓利剑教授、刘厚祥博士、章越颖老师给予了极大的指导、帮助和支持，在此表示感谢；此外，也深深感谢上海建桥学院和上海远东珠宝学院各位老师的大力支持。中国地质大学出版社的各位领导和老师为本书的出版付出巨大的努力，在此一并表示感谢。
由于笔者的水平有限，书中的谬误和疏漏之处一定在所难免。但是，学问之道或许就是在于相互的印证和彼此的指斥，这应该也是提高能力和水平的最佳捷径，因此，笔者诚恳期望广大读者能够对书中的不足之处给予批评和指正，在此表示衷心感谢。笔者2007年8月3日上海再版前言
钻石资源开发利用的历史，也就是一部人类文明的发展史。随着当今世界经济的国际化合作程度越来越高，钻石资源的开发利用、生产加工和贸易流通等产业链条的各个环节早已形成了全球的依托、支持和分布。
试想一下，假如一颗钻石产自南非或者澳大利亚，有可能被比利时商人作为原石购买，然后进入中国或印度被委托加工，并以成品钻石的形式重新返回了比利时，中国钻石批发商从比利时将这颗钻石带回到上海，这颗钻石被镶嵌之后最终可能是戴在了一位美丽的日本新娘的指尖。这真是非常有趣的一个旅行，或许世界上再没有任何物质会具有钻石一样神秘的身世和丰富的历程。
近五年来，我国的钻石行业发生了非常巨大的变化，越来越多具有国际化背景的钻石批发和零售公司进入中国；越来越多崭新的营销模式出现在了钻石销售领域；越来越多原先名不见经传的公司崛起草莽，成为业界不可忽视的新生力量，并试图对原来钻石领军企业的地位形成颠覆。钻石的从业人员也变得越来越庞大，从身边来看，我越来越多的朋友和学生进入了这个行业，并成为了活跃的行业力量。《钻石及钻石分级》第一版于2007年出版，被广泛地使用于钻石加工、鉴定、分级、贸易和教学的领域，并获得了较多的肯定。在我多次参观学习的过程中，曾见到它作为参考书或者教材被使用。也因为这本书，我得以结识了更多的专家和朋友，并获得了他们的细致指点和中肯意见。作为一名希望能为行业做出一点贡献的专业人士，我想这恐怕是最大的鼓励和褒奖。
我国于2010年对钻石分级标准做了新的修订，在此基础上笔者也对原书进行了一定的修改和完善，形成了再版的素材和条件。在新版的《钻石及钻石分级》一书中，我们仍然把理论的系统性和方法的可操作性两个内容作为重点，力争使本书体现简明、实用的特点。本书的第一、二、三、四、七、八章由杜广鹏和奚波编写，第五、六章由长春工程学院秦宏宇老师编写，并由杜广鹏负责统稿、审订和修改工作。
在本书的再版工作中，得到了中国地质大学出版社张琰老师的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。同时，本书也得到了同济大学亓利剑教授、华东理工大学郭守国教授、华东理工大学沈炜博士、上海广基钻石贸易有限公司唐篧先生、上海远东珠宝学院章越颖老师以及李利俊小姐、张纯刚先生、毕佩玲女士和刘厚祥博士等专家的热心帮助和悉心指导，非常感谢他们给予的所有意见和珍藏资料。此外，中国地质大学出版社和上海建桥学院的各位领导也给予了极大的帮助和关怀，在此一并表示诚挚谢意。
本书的再版历时一年半的时间，所有的作者都进行了精心的文稿编著工作，希望能够尽量减少纰漏和瑕疵，把正确的信息传递给大家。但是能力所限或许谬误难免，也肯请各位专家、同仁、朋友和广大读者原谅并不吝指正，在此也表示深深地谢意。笔者2012年1月3日上海第一章 钻石的基本性质第一节 钻石的化学成分及晶体结构
一、钻石的化学成分及分类
钻石属于自然元素矿物，矿物学名称为金刚石，化学成分为碳（C）。通常总是含有氮（N）、硼（B）等其他的微量杂质元素。根据N和B的含量及存在形式，可将钻石分为两个大类（Ⅰ型、Ⅱ型）4个亚类（Ⅰa型、Ⅰb型、Ⅱa型、Ⅱb型），此外，由于N的分布不均匀，还有混合型钻石存在。
1.Ⅰ型钻石（1）Ⅰa型。含N量在0.1%～0.3%之间，氮以双原子或多原子的聚合态形式存在于钻石晶体中。天然钻石中98%属于Ⅰa型钻石，这类钻石颜色呈无色至黄色。（2）Ⅰb型。含N量在0.1%以下，氮以单原子形式占据晶体结构中碳的位置。这类钻石在自然界很少见，约占天然钻石的0.1%，但大部分人工合成的钻石都属于Ⅰb型，这类钻石多呈黄色、黄绿色或褐色。
2.Ⅱ型钻石（1）Ⅱa型。不含N或含N量可忽略不计。这类钻石比其他类型钻石的热导性好，自然界中含量稀少。（2）Ⅱb型。不含N，含有少量B，钻石大多呈蓝色，部分呈灰色和其他颜色，其数量极稀少，是天然钻石中唯一能导电的类型。
3.混合型钻石
同一粒钻石内，N的分布不均匀，既有Ⅰ型区，又有Ⅱ型区，或者既有Ⅰa型区，又有Ⅰb型区。
利用电子顺磁共振（ESR）、紫外、红外和紫外形貌照相技术，可以快速确定钻石的种类。
二、钻石的晶体结构特点
钻石和石墨是碳的两种同质异象体，它们的化学成分相同，而物理性质却截然不同。例如，钻石是自然界中硬度最大的矿物，而石墨的硬度则很小，这种性质上的巨大差异主要是由它们不同的晶体结构决定的（图1-1）。图1-1 钻石和石墨的晶体结构432
钻石属于等轴晶系，其对称型为3L4L6L9PC,a=0.356nm。钻0石的空间格子类型为立方面心格子（图1-2）。碳原子位于立方面心格子的8个角顶和6个面的中心，将立方体分割成8个小立方体，相间排列的小立方体的中心也各有一个碳原子占据。每个碳原子的周围有4个碳原子围绕，形成四面体配位。钻石的整体结构可以视为角顶相连的四面体的组合，碳原子间以共价键连接，原子间距为0.154nm。
钻石的这种晶体结构特点决定了其高硬度、高熔点、不导电及在温压条件变化的情况下化学性质稳定的特点。图1-2 钻石的晶体结构第二节 钻石的晶体形态
钻石的晶体形态是指钻石的单体及钻石的矿物集合体形态而言。钻石多呈具有相对规则的几何多面体单体形态，但也常以集合体形态出现。钻石的晶体形态是其成分和内部结构的外在反映，研究钻石形态对于钻石鉴定、成因分析、指导找矿和钻石加工等方面具有积极的意义。
一、钻石的单晶体形态
钻石的单晶体形态可以是单形，也可以是聚形。此外，通常把钻石的平行连生和双晶等规则连生体也作为钻石的单晶体形态分析的对象。
1.钻石的单形
根据钻石面网特点的分析可知，钻石中（111）方向、（110）方向和（100）方向3种类型面网的网面密度最大，所以在钻石晶体生长发育的过程中这3个方向的面网最容易保留下来形成钻石的晶面。也就是说钻石的最常见单形为八面体（图1-3）、菱形十二面体（图1-4）和立方体（图1-5）3种。此外，钻石的单形还有三角三八面体、四角三八面体、四六面体和六八面体，但不常见。图1-3 八面体钻石图1-4 菱形十二面体钻石图1-5 立方体钻石
2.钻石的聚形
钻石中最常见聚形为八面体、菱形十二面体和立方体的聚形（图1-6、图1-7）所示。此外，也可以见到常见单形和其他不常见单形的聚形。图1-6 立方体和八面体的聚形图1-7 立方体和菱形十二面体的聚形
由于钻石八面体（111）方向、菱形十二面体（110）方向、立方体（100）方向3种类型面网的网面密度依次降低，所以在钻石生长过程中，以上3种晶面最终保留的几率也依次降低。因此，在钻石的单晶体中八面体（111）晶面是最为常见的晶面，菱形十二面体（110）晶面次之，立方体（100）晶面较少见。
3.钻石的规则连生
钻石的规则连生可以分为双晶和平行连生两种现象。
钻石的双晶是指两个或两个以上的钻石晶体按照一定的对称规律形成的规则连生体，相临两个个体的面、棱、角并非完全平行，但是可以借助反映、旋转等晶体对称操作，使两个个体重合或平行。通常，钻石的双晶可以分为穿插双晶和接触双晶。穿插双晶（图1-8）是指两个钻石单体相互穿插生长的晶体现象，接触双晶（图1-9）是指两个钻石晶体以简单的平面形式结合在一起。在接触双晶中，最重要的形式是三角薄片双晶（macle）（图1-10）。三角薄片双晶具有典型的三角薄片外观。图1-8 钻石穿插双晶图1-9 钻石接触双晶图1-10 三角薄片双晶
钻石的平行连生是指钻石晶体彼此平行地连生在一起，连生晶体相对应的晶面和晶棱都相互平行（图1-11）。钻石的平行连生现象较钻石的双晶少见。图1-11 钻石的平行连生和晶面花纹
4.钻石的晶体变形现象
自然界中产出的钻石晶体，很少有完美的理想晶形，往往会产生变形现象。钻石的晶体变形是指钻石晶体常因同一单形的各个晶面发育程度不等，导致晶体生长成偏离对称晶体形态的歪晶。例如，最常见的钻石晶形是八面体，但是八面体完全规则的几何形状也非常少见，晶体往往沿某个结晶方向产生形变。
对于钻石而言，最常见的变形是沿二次轴或三次轴方向压扁或拉长（图1-12）。四面体钻石一直是一个颇有争议的问题，一些学者认为四面体是钻石的结构变体，但是真正意义上的四面体（图1-13）极其罕见。一般认为四面体钻石是八面体沿相互垂直的4个三次轴方向拉长，八面体中的4个面充分发育，而另外4个面缩小，趋近消失，形成类似四面体的几何外观。所以，钻石的四面体应该是钻石晶体变形的一个现象。图1-12 钻石的歪晶图1-13 四面体钻石
二、钻石的晶体生长标志及表面特征
钻石的晶体生长标志及表面特征主要包括钻石的生长线、生长脊、凹蚀坑、双晶标志、生长台阶、圆滑曲面、钻石皮壳和氧化膜等，认识钻石的这些特征对于鉴定、评估钻石以及指导钻石加工都有重要的意义。
1.生长线
钻石的晶面或内部常常可以见到一系列交叉或平行的与结构有关的条纹或线状生长现象，统称为生长线。生长线是钻石形成过程中晶面向外平行推移生长产生的痕迹。在八面体和菱形十二面体钻石的晶面上，常常可以见到三角形和平行的晶面条纹。钻石晶体内部的生长线在切磨加工之后，常常清晰可见，并作为净度特征之一为钻石的净度分级提供参考。
2.生长脊
在菱形十二面体钻石的晶面上，沿菱形晶面较短对角线的方向常常发育一条脊状隆起线（图1-14），使菱形晶面形成两个具有一定交角的三角形面。作为一种生长现象，通常而言，生长脊的隆起不是很高，若生长脊特别发育，则形成典型的四六面体单型。图1-14 菱形十二面体钻石晶面上的生长脊
3.凹蚀坑
钻石在晶体形成后，晶面由于受溶解或熔蚀作用影响常常形成凹坑，它受晶体质点排列方式控制，故有一定的形状和方向，有时候凹蚀坑相互叠加。最常见的凹蚀坑是八面体晶面上的三角形凹坑，凹坑的三角形尖角指向八面体晶面的边（图1-15）。此外，在某些立方体钻石的晶面上有时也会见到四边形的凹蚀坑，凹坑的角指向立方体晶面的边，在三角薄片双晶上也有六边形凹坑现象。图1-15 八面体钻石晶体晶面上的三角凹坑
4.双晶标志
钻石的双晶通常具有凹角，另外双晶的结合面在晶体表面上常常表现为“缝合线”。例如，钻石三角薄片双晶在结合面位置具有凹角和直的“缝合线”，且常常形成具有对称特点“鱼骨刺”状的生长纹，这种现象称为“青鱼骨刺纹”，又称为“结节”（图1-16）。图1-16 双晶“鱼骨刺”状的双晶纹
5.生长台阶
在钻石的晶面上常常有一系列的平行堆叠的生长层，这是晶体在生长过程中，按层生长理论晶面向外平行推移的结果。生长层的厚度差别很大，有的很薄，在晶面上形成等高线一样的花纹，有的则很厚，形成厚厚的生长台阶。八面体钻石的晶面上三角形的生长台阶常常发育，台阶的边棱与钻石的八面体晶棱平行（图1-17）。图1-17 钻石晶面上的三角形生长台阶
6.圆滑曲面
理想的钻石晶体是面平、棱直、角尖的形态。但事实上，在晶体形成之后往往由于溶解或熔蚀的原因，形成晶面呈曲面、晶棱呈曲线的曲面圆化的现象。钻石的溶解过程中，晶棱首先变得钝化弯曲，当晶棱溶解得比较厉害时，钻石的晶面也会圆化缩小形成曲面。此外，在钻石圆化的晶面上，还常常可以见到三角形凹蚀坑，这也是晶体溶解或熔蚀的现象。
7.钻石皮壳和氧化膜
有的钻石表面具有一层糖状的粗糙皮壳，皮壳厚薄不一，有的只是薄薄的一层，有的皮壳厚度则占到钻石的大部分。钻石皮壳由钻石微细杂质组成，与钻石内核的性质具有明显差异，某些皮壳钻石也可以达到宝石级。此外，自然界中的一些钻石常常因天然矿物或矿液中的放射性元素影响而在表面形成绿色皮壳，但是绿色常常仅保留在皮壳部分，皮壳切磨后钻石的内核往往并非绿色。
钻石的晶面通常具有较强的金刚光泽，但是某些砂矿钻石在搬运过程中常常由于氧化作用而形成暗淡、无光泽的氧化膜表面，氧化膜通过简单抛磨即可去除（图1-18）。图1-18 钻石的圆滑晶面和氧化表面
三、钻石的集合体形态
钻石的集合体一般不作为宝石使用，多用作工业用途，通常可以分为粉粒金刚石、圆粒金刚石和黑金刚石3种。
1.粉粒金刚石（boart）
全晶质，直径不到1mm的粉粒级金刚石集合体。
2.圆粒金刚石（ballas）
由圆粒状金刚石颗粒集合而成，常为放射状条纹结构。
3.黑金刚石（carbanado）
由微晶质或隐晶质金刚石颗粒集合形成的集合体，通常呈黑色或褐色，具有极高的硬度。第三节 钻石的物理性质和化学性质
一、钻石的密度3
钻石属于中等密度的矿物，密度约为3.521g/cm，由于其成分单一，所以密度比较稳定，但部分含较多杂质和包裹体的钻石密度略有变化。
二、钻石的力学性质
1.钻石的硬度
钻石是自然界中最硬的矿物，其摩氏硬度为10，具有极强的抵抗外来刻划、压入和研磨等机械作用的能力。摩氏硬度表示的是矿物或宝石的相对硬度，钻石的绝对硬度远远大于摩氏硬度计中的其他矿物，其绝对硬度大约是刚玉的150倍和石英的1000倍。钻石的硬度特点主要取决于其晶体结构和化学键型，具有各向异性和对称性特点（图1-19）。图1-19 钻石中的差异硬度和晶体结构方向
立方体面上，平行于晶棱的4个方向硬度较小，沿立方体晶面对角线的4个方向硬度较大；菱形十二面体面上，沿菱形晶面较短对角线的两个方向硬度较小，沿其长对角线的两个方向硬度较大；八面体面上，沿垂直晶棱的3个方向硬度较小，平行钻石晶棱的3个方向硬度较大。利用钻石具有硬度差异性的特点可以对钻石进行切磨加工。
2.钻石的解理
钻石在受到外力打击的时候，往往沿（111）方向形成4组中等解理。根据钻石的晶体结构可知，八面体（111）方向的网面密度最大，而面网间距也最大，所以当钻石受到打击的时候容易沿面网结合力小的方向产生解理（图1-20）。成品钻石腰棱部位常常有“胡须”状现象（图1-21）和小的三角形缺口，这主要是由于钻石的解理所致。图1-20 钻石的八面体解理图1-21 胡须状腰棱
3.钻石的脆性与韧性
钻石虽然很硬，且抗压性好，但性脆，重击易碎。
三、钻石的光学性质
1.颜色
根据钻石的颜色可以分为开普（cape）系列以及彩色系列。世界上90%以上的钻石属于开普系列，包括无色、浅黄、浅褐、浅灰等色调的钻石，其中最为普遍和常见的是带黄色色调的钻石，它主要是由于其中含有杂质元素N，使得钻石对蓝光和紫光产生部分吸收而致。彩色钻石包括颜色比开普系列Z色还深的黄色钻石和除了黄、褐、灰以外其他颜色的钻石，如粉红色、红色、紫红色、蓝色、绿色等，常常是由于N、B、H等微量元素进入钻石晶格或者因塑性变形、放射性元素辐射等原因而产生的色心导致。能够使钻石产生颜色的原因很多，完全无色的钻石非常少。（1）开普系列和黄色钻石：纯净无结构缺陷的钻石是无色的，但是N作为C的类质同象替代元素常常存在于钻石的晶格内部。N原子在钻石的内部以集体形式出现时常常形成N中心，对400～425nm3区域的紫色光有显著的吸收用，从而呈现黄色或带黄色色调。若N原子在钻石晶格内以孤氮形式存在，对蓝、紫色光线具有明显吸收，从而形成浓郁鲜艳的黄色，Ⅰb型钻石的颜色由该种色心导致。（2）蓝色钻石：钻石中含有微量的B元素是蓝色钻石致色的主要原因。B替代C，其价电子吸收较长波段的红色可见光，从而形成迷人的蓝色。蓝色钻石多属于Ⅱb型，例如，著名的“希望之钻”即属此种类型。此外，据资料记载，阿盖尔曾发现不含硼的蓝色钻石，其蓝色成因据认为与钻石中所含的H元素有关。（3）粉红色钻石：晶体的塑性变形是粉红色钻石致色的主要原因。钻石晶体在各向异性压力作用下发生塑性变形，产生位错从而形成色心，对可见光进行选择性吸收，从而使钻石产生粉红色、紫红色或褐色。粉红色钻石往往颜色分布不均匀，常常有色带现象出现。（4）绿色钻石：绿色钻石的颜色往往只是分布在钻石的表皮位置，整体绿色的钻石极其罕见，其成因主要是由于受到放射性元素的辐射，形成空位—间隙原子对辐射损伤中心，吸收可见光从而致色。
2.折射率和反射率
钻石具有高的折射率，但是对于不同波长的色光，钻石的折射率略有变化，通常以波长589nm的光线在钻石中的折射率2.417作为钻石折射率的参考值。
钻石属于等轴晶系，作为均质体其光学性质具有各向同性的特点，但是由于内部应力的作用，常常引起钻石的异常双折射现象。
钻石具有典型的金刚光泽。光泽是指宝石表面对光的反射能力。光泽的强弱通常以反射率来表示。反射率是指光垂直入射宝石或矿物时反射光强度与入射光强度的比率。钻石的反射率主要取决于其折射率大小，折射率越大则反射率越大，由于钻石具有高折射的性质，所以也具有强的光泽。
钻石的反射率（N）与折射率（RI）存在如下关系：22N=（RI-1）/（RI+1）
由于RI=2.417，计算可知，钻石的N=17%。
3.色散
当白光进入钻石并在钻石内部传播时，由于不同波长的光在钻石中的折射率不同，所以白光会被分解为一系列单色光，这种现象称为钻石的色散（图1-22）。钻石的色散值通常以B线（686.7nm）和G线（430.8nm）在钻石中的折射率差值表示，钻石具有高的色散值，约为0.044。色散对于钻石具有非常重要的意义，高的色散值使钻石表面呈现出五颜六色的火彩，增添无限魅力。图1-22 白光经过一个棱柱体的色散
4.光谱
Ⅰ300～400nmⅠa元素N，其中N主要以集合体形式出现，根据N的集合体形式，主要可以分为：A、B、B和N等中心。A中心在可123-1见光区无吸收，红外区域具有特征的1280cm吸收峰；B中心在红外1-1光区1175cm有典型的吸收特征；B中心在紫外光区276nm、283nm2-1处有吸收，红外光区1360cm处有典型吸收；N中心在可见光3415.5nm处有典型吸收。Ⅰb型钻石含有孤N中心，在紫外光区270nm-1处有吸收，红外光区1130cm处具有强的吸收峰。波长大于220nm的紫外光可以透过Ⅱ型钻石，Ⅱa型钻石在紫外、可见光以及红外区域-1无明显吸收特征；b型钻石在2800cm有特征吸收。
5.发光性
钻石在外在能量激发的情况下发出可见光的现象称为钻石的发光性。紫外线照射下，部分钻石呈现惰性，部分钻石却可以发出浅蓝色、蓝色、黄色、黄绿色、粉红色、橙红色、橙黄色的荧光，其中浅蓝色荧光最为常见。紫外线照射下钻石的荧光现象可以用来快速鉴定群镶钻石或仿钻首饰。在X射线和高能电子束的激发下，几乎所有钻石都可以发出蓝白色荧光。根据这种特性，X射线通常被广泛利用于钻石的选矿工作。此外，高能电子束作用下钻石的发光现象可以用来研究其结构问题，例如利用阴极发光仪鉴定天然或合成钻石。钻石的发光性主要与钻石的晶体结构缺陷以及钻石中含有的N、B等杂质元素有关。
四、钻石的电学、热学和磁性性质18
Ⅰa、Ⅱa、Ⅰb型钻石是绝缘体，电阻率通常大于10Ω·m，但是由于Ⅱb型钻石含有具未成对电子的B元素，所以属于半导体，通35常电阻率小于10～10Ω·m。辐射致色的蓝色钻石不是Ⅱb型，故可以通过测电阻率的方法进行鉴别。
钻石的热导率是所有矿物中最高的，在室温条件下，钻石的热导率比其他硬质材料如金属、半导体、绝缘材料等高出好几倍甚至几十倍。根据钻石具有高的导热性这一特点研制的钻石热导仪是进行真伪钻石鉴别的有力的辅助仪器。
钻石是非磁性矿物，但是Ⅰb型钻石具有微弱的顺磁性。此外，若钻石中含有磁铁矿等包裹体时，也常常具有一定磁性。
五、钻石的化学性质
钻石具有很强的化学稳定性，即使在高温条件下也不溶于氢氟酸、硝酸和王水等侵蚀性溶液。但是高温条件下，在硝酸钾、碳酸盐、铂族金属元素介质等作用下，常常发生化学反应或被溶解。在真空环境中，钻石的熔点约为3700℃，在空气中，850～1000℃时钻石会燃烧变成CO。钻石具有疏水亲油性，利用钻石亲合某些油溶混合液的2性质，富选时可以从精矿中进行钻石回收。第二章 钻石的4C分级第一节 钻石的4C分级概述
钻石的品质通常从净度（clarity）、颜色（color）、切工（cut）和克拉质量（car-at）4个方面进行评价，这4个方面是影响钻石价值的主要因素，由于其英文单词首字母均为“C”，所以简称为“钻石的4C分级”。钻石的4C分级是对钻石品质的综合概括和评价，反映了钻石的稀有程度和价值。
人类对钻石的认识和开发已经有了相当悠久的历史，但是由于钻石切磨技术发展缓慢，16世纪以前主要是根据钻石晶体的完美程度和钻石的质量来评价钻石的品质，对钻石颜色和净度的价值影响考虑不多。18世纪以后，巴西成为重要的钻石产出国，随着钻石资源的大量开采和钻石切磨技术的发展，钻石的切磨质量越来越受到重视，与此同时，钻石的净度和颜色特征也受到了更多关注，作为钻石品质评价的重要因素被给予更多考虑。
19世纪南非钻石资源得以开采利用，世界钻石产量扶摇直上，钻石品质的评价标准也得到了进一步完善，并初步形成了4C概念。20世纪30年代，美国珠宝学院（GIA）提出了钻石4C分级的规则，并于50年代对其进行修改，首次提出一套科学、完善的现代钻石分级标准。70年代，欧洲对钻石4C分级的研究和标准的设立也作出了重要贡献。1963年德国对钻石分级术语作了定义；1969年欧洲最早的系统钻石分级标准Scan.D.N.问世，促进了欧洲各国钻石分级标准的建立和改进；1970年德国对钻石分级补充了切工分级的部分内容；1974年CIBJO钻石分级标准出台。
钻石4C分级的体系是随着钻石贸易的发展而逐渐产生、发展和完善的，它确保了钻石市场沿着健康、稳健的道路发展，也极大地促进了钻石贸易的繁荣和钻石贸易的国际化进程。
一、克拉质量分级（carat）
钻石质量的国际计量单位是“克拉”，英文为“carat”，通常缩写为“ct”，1ct=0.2g=100pt。
从首饰用途而言，钻石必须具备一定的体积和质量才能体现魅力无边的光学效果。小钻石由于其体积过小，无法表现其足够好的明亮度，所以常常采用群镶的工艺体现其集合效果。通常而言，0.30ct以上的钻石才能够较好地体现钻石的明亮度，对于钻石的火彩效果，钻石的质量需达到0.70ct以上才能有较好展现。所以，克拉质量是钻石赖以展示美丽的光学效果的基础。
克拉质量同时也是钻石的价值基础，是一个与钻石稀有性相关的性质。全世界共有6500个金伯利岩筒，其中有工业开采价值能够独立生产运作的只有50多个，约为1%。钻石的矿产资源品位极低，以世界上品位最高的原生矿——澳大利亚的阿盖尔（Argyle）矿为例，矿石品位仅为8ct/t，即平均每吨矿石含钻石仅为8ct，而世界上排名前列的富砂矿纳米比亚的奥哈斯（Auhas）矿矿石品位仅为4.4ct/t，与其他矿产资源相比，钻石的矿产资源品位实在是低得多。近几年来，8全世界每年所开采矿石达数亿吨，而钻石的产出量却仅为1.3×10ct左右，其中，达到宝石级的又仅占20%左右，另外80%是价值不高的工业钻石，并且自然产出的钻石通常都较小，超过1ct的钻石晶体往往只占总产量的一小部分。钻石在切磨过程中，正常损耗率为50%～75%，即钻石的出成率仅为25%～50%。钻石越大越是珍贵稀有，其价值也就越高。钻石的资源稀缺性、大颗粒钻石的较少产出和生产加工的低出成率决定了大的钻石必然具有昂贵的价值属性。
克拉质量是确定钻石价格的最基本尺度。钻石贸易中通常以“克拉”计价，钻石的价格=钻石的克拉质量×钻石的克拉价格。国际钻石报价时常常把钻石划分为不同的质量级别，对于净度、颜色、切工相同的钻石来说，同一质量级别的钻石具有相同的克拉价格，但是分属不同克拉质量级别的钻石的克拉价格往往相差甚远，特别是处于克拉质量级别临界点的钻石价格相差明显，尤其对于处于“克拉钻”临界点的钻石而言，价格就相差更大。例如，其他品质条件相同的情况下，通常0.38～0.45ct具有相同克拉价格，0.46～0.49ct具有相同的克拉价格，但是0.45ct和0.46ct的钻石价格相差悬殊，0.99ct和1.00ct的钻石相比较，体现的则是“克拉溢价”。单颗粒钻石越大，价格越高，一方面由于钻石质量递增，导致价格递增；另一方面也由于钻石质量递增还可能导致克拉价格递增。此外，克拉质量对钻石价格的影响也往往受其品级的影响，钻石的品级越高，克拉质量对钻石价格的影响越大。例如，将0.49ct以下和0.50ct以上的钻石比较，中下等级钻石的价格相差10%左右，H色、SI2级的钻石价格相差20%以上，D色、IF级则价格相差50%。
按照国际惯例，超过100ct的钻石称为巨钻，常常因为其举世瞩目的连城价值而载入世界名钻的史册。目前，随着机械化开采技术的广泛利用，尽管钻石的矿产开采能力不断攀升，但是机械的破坏作用使得大钻特别是超过100ct的“巨钻”却已经变得越来越稀有，其价值也变得越来越高。
二、净度分级（clarity）
自然生长条件下，钻石常常会形成许多生长特征，例如，原晶面、凹坑和生长纹等生长现象。钻石晶体中还常常包含有多种矿物质内含物，称为钻石的“包裹体”。据研究，钻石包裹体中所包含的矿物种类近20种。此外，在地质作用影响下以及矿产开采、生产加工过程中，钻石也常常形成对其纯净程度具有一定影响的特征，例如，裂隙、缺口和抛光纹等。钻石切磨加工为成品钻石后，保留下的所有特征成为钻石净度分级的依据，称为“净度特征”。根据净度特征所处的位置，通常又分为外部特征和内部特征两种。净度分级就是在10倍放大观察的情况下根据钻石内部和外部的净度特征对其纯净程度进行描述。
长期以来，净度并未作为钻石品级的评价因素而被加以考虑，根据颜色外观，钻石中的内含物通常只是被区分为深色内含物和浅色内含物，包含在钻石中的深色内含物统称为“碳”，浅色内含物统称为“雪”，无系统的净度分级体系。19世纪末期，随着南非钻石原生矿的大量开采，形成了现代钻石分级概念的雏形。那时钻石通常被分为两类：一类是较稀有的“纯净”或“干净”的钻石；另一类是具有“瑕疵”（pique，源于法语）的不够纯净的钻石。20世纪初，新术语“镜下无瑕”（loupe clean）开始取代“纯净”，低倍放大镜下看不到瑕疵的钻石统称为“镜下无瑕”，此外，统统归入“瑕疵”级。20世纪30年代，美国珠宝学院最早提出了系统的钻石分级方案，其中对于净度级别划分如下：（1）flawless（FL）——无瑕；（2）very,very slightly imperfect（VVSI）——极微瑕；（3）very slightly imperfect（VSI）——微瑕；（4）slightly imperfect（SI）——小瑕；（5）imperfect（I）——有瑕。
20世纪60年代以后，欧洲的钻石分级也有了较大的发展，制定了钻石分级方案和定名标准，例如，具有代表性的CIBJO钻石手册规定净度分级如下：（1）loupe clean（LC）——镜下无瑕；（2）very,very small inclusion（VVS）——极微瑕；（3）very small inclusion（VS）——微瑕；（4）small inclusion（SI）——小瑕；（5）pique（P）——有瑕。
比较可知，两种净度分级标准大体一致，但是与GIA钻石净度分级术语不同的是，欧洲的净度分级标准使用“内含物”（inclusion）取代GIA术语中的“瑕疵”（imperfect），这主要是由于“瑕疵”（imperfect）是一个贬义词，包含有“钻石中的瑕疵、缺陷”的意义；“内含物”（inclusion）是一个中性词，反映的是钻石包裹体、羽状裂隙、生长结构等自然形成的特征，对于高净度级别的钻石而言，未必是影响钻石美观的瑕疵。后来，GIA也接受了这一观点，修改了净度分级的术语，把中高净度级别的“瑕疵”一词改为“内含物”，但是对低净度级别仍保留原有的术语——“瑕疵”。除了包含在钻石内部的内含物之外，钻石表面的一些现象——例如原晶面、凹坑、生长纹等也常作为净度评价的要素，早期这些现象被称为表面缺陷，GIA使用“缺陷”（blemish）来描述这些现象。由于这些用语都带有贬义，所以也被修改成为“外部特征”（external characteristic），与之相应，“内部特征”（internal characteristic）也常用以代替与之具有相同含义的“内含物”一词。
通常而言，净度级别低的钻石，例如，SI级别以下的钻石，其内部或外部的瑕疵将影响钻石的美观程度甚至耐久性；但是净度级别较高的钻石，例如，VS级别以上的钻石，其内部或外部的净度特征微乎其微，不但不会影响钻石的牢固程度，甚至对于钻石的美观程度也无任何实际影响。高级别净度的等级判断，更大意义上是为了体现钻石的稀有程度。
三、颜色分级（color）
通常而言，钻石4C分级中的颜色评价仅仅适用于开普系列钻石，开普系列钻石中体色为灰、黄、褐色调的钻石占绝大多数，无色透明的钻石则珍稀少见，所以更为世人喜爱。低色级或具有杂色调的钻石容易察觉判断，并且这种颜色特征在一定程度上影响钻石的美观。但是色级较高的钻石必须由专业分级人员在特定的实验室条件下通过比色操作才能确定，所以颜色是对钻石价值具有较大影响的真正原因，更大程度上体现的也是高、低色级钻石的稀有性差别。
钻石的颜色评价最早可以追溯到古印度时代，古印度人把钻石颜色分为4类，分别借用当时4个种姓的名称来表示。无色钻石称为“婆罗门”，浅红色钻石称为“刹帝利”，浅绿色称为“吠舍”，灰色称为“首陀罗”。
19世纪中期，巴西成为世界钻石的主要产出国，钻石的颜色通常以Golcon-do、Bagagem、Canavievas、Diamatinas和Bahias等矿山的名字来表示，其中除了代表最优颜色的Golcondo是古印度重要的钻石矿山名称外，其余全部是巴西矿山的名称。
19世纪末期，随着南非钻石资源的大量开采，南非的钻石产量远远超过了巴西，色级的术语也发生了改变。20世纪30年代，形成了流行于钻石贸易中的国际性术语，称为“旧术语”（old terms），例如，Jager、River、Top Wesselton、Top Crystal、Crystal、Top Cape和Cape等。旧术语主要以南非著名的钻石矿命名，适用于从无色到浅黄的“开普系列”。旧术语基本奠定了现代钻石颜色分级从无色到浅黄色的排列顺序，但是每一个术语本身并不包含颜色深浅的含义，也没有任何权威机构用任何参照物确定相邻等级之间的界限和定义。
20世纪30年代，美国宝石学院提出了一套字母术语，把钻石的颜色从无色到浅黄色划分成了23个等级，用英文字母D→Z给予表示。由于二战后美国成为世界上最主要的钻石消费国，也正是美国宝石学院的努力推广，这种简便明确的颜色分级表示方法为钻石业界广泛接受。
钻石的颜色分级方面，诸如CIBJO、Scan.D.N.等欧洲钻石分级机构多采用描述性语言表示，例如，exceptional white、rare white、white、slightly tinted white、tin-ted white、tinted colour等。
彩色钻石作为特殊的群体历来受到追捧和喜爱。对于彩色钻石系列的颜色评价有另外一套特殊方法，彩色钻石的价值往往由其颜色的色调、明度和饱和度所决定。
四、切工分级（cut）
钻石是大自然馈赠给人类的宝贵财富，历来的达官豪富、帝王将相将其追捧珍藏，但是，作为珍稀难得的宝石，钻石又必须经过人类工艺的雕琢才能充分体现其价值和美丽的效果，正是人类的双手赋予了钻石更为深邃的灵韵，所以，钻石是自然资源——“材”和人类优秀加工——“艺”两者完美结合的产物。
钻石的切工评价涉及钻石琢型、刻面分布、刻面大小及相对比例、角度、对称程度、抛光等众多细节，是钻石4C分级中最为繁杂的部分。其中，圆明亮型（round brilliant cut）是最为常见的钻石款式，也是切工评价的最主要对象。明亮型圆钻的比例由M.Tolkowsky于1919年首次提出，称为“托尔科夫斯基标准工”，至今仍然是GIA评价钻石切工比例的标准。此后，不断有人对明亮型圆钻的比例进行局部修订。异型钻的款式多样，不仅不同款式之间存在差异，即使同一种款式也常常很难确定出一套普遍适用的比例标准，所以，异型钻的切工评价不如明亮型圆钻严格。此外，切磨师根据原石的形状，将钻石切磨成动物、植物和人物等形状，这类奇异型钻石的切工评价也不能用传统的评价概念。
钻石的切工评价是对成品钻石的切工特点和切工品质的综合概括，也是对钻石加工水平的最终检验。质量、净度和颜色3个评价要素更大程度上是着眼于钻石的先天材质，而切工评价更大程度上是对钻石的加工工艺和最终效果的评判。当然，钻石的切工特点是无法与钻石的其他品质特点脱离的，因为钻石加工质量除了与工艺水平有关，还必须根据钻石原石的品质进行设计、切磨，它应该是对钻石品质的所有评价要素进行综合考虑，以便最大程度地体现成品钻石的最终价值。
钻石的评价体系和分级标准是随着钻石资源的开采和贸易的发展逐渐产生、发展并得以完善的，它大大促进了钻石贸易的国际化、规范化。它的意义不仅在于能够增强普通购买者的信心，更主要的是可以保证交易过程中钻石品质和钻石价值不会脱离，有利于钻石市场沿循健康、有序的道路持续发展。全球钻石业近百年来能够持续稳定发展，钻石分级标准的推广与应用起了相当大的作用。第二节 钻石分级的常用仪器和工具
一、10倍放大镜
10倍放大镜是钻石分级最为常用也是最为重要的工具，往往是由数片透镜组成。
宝石检测和钻石分级中使用的放大镜通常为“三合镜”，即放大镜由3片透镜组成，用以消除像差和色差。利用放大镜观察物体时，如果同一观察平面上的各点无法同时聚焦，则产生物像畸变，这种现象称为“像差”，通常而言，放大镜中心视域的像差要小于边缘位置的像差。若放大镜不能把不同波长的光线聚焦在同一平面上，物像边缘则容易产生色散效应，形成“色差”。宝石检测和钻石分级中使用的放大镜必须消除像差和色差影响。为了消除像差和色差，通常对放大镜的结构进行改造，把两片铅玻璃制作的凹凸透镜和一片无铅玻璃制作的双凸透镜夹持粘合在一起，称为“三合镜”，这种放大镜无色差和像差。
放大镜质量可以通过观察1mm×1mm规格的正方形格子来进行检验，若方格子物像不发生畸变且周边无色差现象则其质量合格。此外，钻石分级尤其是用于辅助比色的放大镜外壳应该是黑色、白色、灰色等中性颜色（图2-1），以免对比色的精确性产生影响。
放大镜的使用，应注意以下问题：（1）放大镜的工作距离取决于放大镜的倍数，可以采用以下公式进行计算：
工作距离=清晰影像的最小距离（正常视力为25cm）/放大倍数
因此，10倍放大镜的工作距离是2.5cm。使用放大镜的正确姿势是一手持放大镜，一手用镊子夹住钻石，放大镜靠近眼睛，距离约为2.5cm，样品靠近放大镜，距离也大约为2.5cm。图2-1 各式放大镜（2）使用放大镜时，双肘自然下垂支撑桌面，身体保持稳定，持放大镜和镊子的双手相抵靠，保持放大镜和钻石样品的稳定性。根据观察要求和效果，略微调整钻石和放大镜的位置，使观察点处于准焦位置，从而形成清晰的观察图像。（3）观察钻石时，保持双目自然张开状态，避免单目观察，防止眼睛疲劳。
二、镊子
镊子也是钻石分级的重要工具，用以夹持及取放钻石。钻石分级的镊子长度通常为16～18cm，通常由镀锌淬火的不锈钢制成，柔软而有弹性（图2-2）。镊子的尖端有横向或纵横交错的防滑齿，防滑齿有宽（broad,BR）、中等（medi-um,M）、窄（fine,F）、特窄（extra fine,XF）4种规格，适用于从大到小以及碎钻等不同规格的钻石。有些镊子的尖端还有一条平行镊子的凹槽或滑块式的锁扣装置。防滑齿、凹槽和锁扣的作用是易于夹持钻石，防止工作时钻石脱落。图2-2 各种型号的镊子
夹持钻石通常有以下几种方式（图2-3）：
1.平行腰棱夹持
把钻石台面向下放置在干净的工作台上，手臂平行于工作台，掌心向下或向上掌握镊子，平行腰棱夹持钻石，镊子与钻石腰棱夹点为钻石的直径。这是最常用的一种夹持方式，通常用以观察台面、冠部以及亭部的净度特征和切工比例。夹持钻石的台面和底尖是最稳固的一种钻石夹持方法，但是这种方法特别容易使钻石的底尖发生破损，从而对钻石的净度产生负面影响，因而不提倡使用。
2.垂直腰棱夹持
钻石台面向下放置于工作台，手臂垂直工作台，镊子垂直腰棱平面夹持，翻转手臂从钻石侧面进行观察。这种方法通常用于观察钻石的腰棱、估算冠角或自侧面观察其净度特征。垂直夹持钻石应注意用力大小适宜，腰棱夹点应为钻石腰棱直径位置，防止钻石滑落或崩飞。
3.倾斜夹持
夹持钻石的镊子与钻石的腰棱平面倾斜相交，这种方法主要是通过钻石的冠部刻面或亭部刻面观察其净度特征。这种方法的优点是能够使视线垂直冠部或亭部刻面，消除表面反光的影响；缺点是夹持的难度很大，钻石容易滑落或崩飞。（a）、（e）平行腰棱夹持；（b）、（c）倾斜夹持；（d）垂直腰棱夹持图2-3 钻石夹持的3种方式
夹持钻石观察净度特征或切工时应该注意镊子对光线的影响，避免镊子过多遮挡钻石。另外，镊子在钻石内部往往产生影像，初学者应注意区别镊子影像与钻石内部包裹体。放大镜和镊子往往配合使用，正确使用放大镜和镊子体现了一个钻石分级工作者的基本素质和能力（图2-4）。图2-4 放大镜和镊子的配合使用
三、钻石灯
光源对于钻石的颜色分级具有非常重要的影响，不同的光照条件下，钻石的色调不同。历史上曾采用紫外线弱的散射日光作为钻石颜色分级的光源，业界曾经认为上午九、十点钟北半球朝北和南半球朝南的窗户透射的日光最适于钻石颜色分级。但是，自然界的日光条件常受到时间、地点、天气、季节等因素的影响，这种不稳定特征影响了钻石颜色分级的可靠性。为了克服日光的缺点，常常采用模拟散射日光的人工光源作为颜色分级的标准光源，钻石比色的人工光源通常是无紫外射线、色温为5000～6500K的荧光灯。我国钻石分级国家标准规定，比色灯色温范围为5500～7200K。颜色分级的光源不能含有紫外线，因为紫外线常常能够激发钻石发出荧光，这将影响颜色分级的准确性。色温对颜色分级的影响并不是重要的因素，不同钻石分级标准所采用光源的色温略有不同。
钻石灯有不同的类型（图2-5）。某些钻石灯专门用作比色，不用于净度和切工观察，例如GIA的钻石灯。GIA钻石灯顶部安装有3根灯管，其中两根为8W的荧光灯，一根是波长为365nm的长波紫外光管，分别有两个开关控制，可以同时用于钻石比色和钻石荧光强度检测。某些多用途钻石灯也常用于净度、切工分级。这种钻石灯比专用比色灯简单，通常是由2～4根15W荧光灯管组合而成的台灯，灯臂常设计为拉杆式或可调型，光源方位和光线照射方向一定限度内可以自由调节，从而能够更好地适应工作要求。这种类型的钻石灯也往往装配有长波紫外灯，用于检查荧光。多用途钻石灯GIA比色灯图2-5 各种类型的钻石灯
钻石灯的外观颜色应该设计为中性灰色，以免对钻石颜色分级的准确性产生影响。钻石比色灯箱的基本功能与钻石灯一致，实际上是一种较大的钻石灯，比色灯箱更有利于降低颜色的失真度。
四、电子天平
钻石的称量用具主要是天平，主要可以分为机械天平和电子天平两类。机械天平的精度可以达到0.001ct，但是由于其操作复杂，所以现在基本不再使用。
电子天平（图2-6）具有精确度高、操作简便的优点。目前电子-8天平的最高精确度可以达到10g，而钻石质量分级精确度要求为0.0001g（GB/T 16554-2010）。电子天平采用电磁力称盘复位，无弹性疲劳误差，不会因使用寿命影响其精确度。电子天平读数多采用液晶显示技术，多种计量单位可以快速转换，无须加减砝码和运算，读数稳定可靠；采用内置标准砝码，能够方便快捷的自动校准归零。此外，电子天平还常常可以与打印机、计算机等设备联机工作。所以钻石称重目前主要是利用电子天平。钻石称重时，电子天平应放置在水平位置，并且注意避免不稳定气流的影响。
电子天平虽然具有以上优点，但是也具有不方便携带的缺点，所以日常贸易中也常常使用便携式电子秤。便携式电子秤（图2-7）通常与计算器大小相仿，便于携带，但是其精度要较电子天平低一些，通常是0.001～0.01ct。图2-6 梅特勒电子天平图2-7 便携式电子秤
五、比色石
比色石是用于钻石颜色分级的一系列参照标样，每颗比色石标明的是两个相邻色级的界限，每个色级都涵盖着某一颜色范围。
CIBJO于1977年制定了世界上第一套比色石，这套比色石共有7颗样品，每颗样品质量均为1ct以上，颜色自EW+（D）至TW（M-R），分别代表各色级的下限。目前，这套标样保存在HRD的证书部。
作为比色石的标样，必须达到以下要求：（1）比色石必须属于开普系列，而且不得带有除黄以外的其他色调；（2）比色石的净度等级不低于VS，不能含有具有颜色或影响钻1石体色的内含物；（3）比色石的琢型必须是切工比例良好的圆明亮型，其切工比例和修饰度不能低于“中等”，其腰棱应该是打磨腰棱，不能是刻面腰棱或抛光腰棱；（4）比色石质量不应低于0.30ct，同一套比色石要大小均等，质量差异不能超过0.05ct；（5）比色石的荧光强度应该为“弱”或“无”。
合格的比色石是由世界权威的钻石分级机构，如GIA、HRD等，根据其比色石的原始标样严格审核挑选出来的。但必须注意的是，不同机构出具的比色石其代表的色级位置不同，最典型的代表是GIA和CIBJO。GIA的每颗比色石均代表每一色级的上限，比色石从E色开始；CIBJO规定每颗比色石均代表每一色级的下限，比色石从EW+（D）开始。也即是说，与GIA第一颗比色石颜色相等的钻石应该属于E色；而与CIBJO第一颗比色石颜色相等的钻石应该属于D色（图2-8）。我国的钻石分级标准采用与CIBJO相同的规则，即比色石位于色级的下限。（a）位于色级下限的比色石系列（CIBJO比色石）；（b）位于色级上限的比色石系列（GIA比色石）图2-8 比色石在色级中的位置示意图
不同分级机构对比色石的数量要求不同，我国国标规定钻石颜色共分12级，所以应该有11颗比色石。但是，由于比色石的价格昂贵，实际工作中，比色石的数量也常常根据工作需要进行调整或简化。利用这种简化的比色石进行颜色分级，实际准确性由此而降低（图2-9）。图2-9 比色石
比色石的大小也是影响颜色分级的一个重要方面。CIBJO和IDC标准建议使用0.70ct大小的钻石作为比色石。理论上，颜色分级应选用与待分级样品大小相等或接近的比色石，这样颜色分级的准确性才比较高。但是实际工作中，很难做到这一点，通常而言，参照一定大小比色石进行颜色分级的钻石样品的大小，可以是一个较大的范围。例如，1ct以下的钻石，可以使用0.30～0.40ct大小的比色石；0.70ct的比色石可以适用于3ct以下的钻石。此外，比色石必须使用钻石，不能用其他仿钻材料代替，例如立方氧化锆。
六、钻石比例仪
钻石比例仪（图2-10）与实物投影幻灯机的原理相同，采用放大投影的方法，把夹在弓型钻石夹里的钻石的倒影投射在一个印有圆明亮型钻石侧面图的亚光屏幕上，根据屏幕上的参数测量钻石的切工比例。图2-10 钻石比例仪
通常，钻石比例仪进行切工分级所参照的标准工有两种：一种为GIA提倡的托尔科夫斯基标准工；一种为欧洲遵从的Scan.D.N标准工。钻石比例仪对于两种切工又分别设定了大小两种规格，分别适用于1.25ct和8ct以下的钻石。所以，钻石比例仪一般具有4张标示有不同标准工或不同规格的屏幕。钻石投影的大小可以根据实际要求进行调整，比例仪屏幕可以向不同方位作小幅度挪动，使钻石投影与屏幕上的比例图重合。
钻石比例仪只能对圆明亮型钻石的切工比例进行测量，可以测量钻石的台宽比、腰厚比、冠高比、冠角大小、亭深比、全深比等。此外，还可以利用比例仪观察钻石的某些对称性特点及偏离程度，例如，钻石是否具有台面倾斜、腰棱圆度偏差以及台偏或底偏等缺陷。
七、宝石显微镜
宝石显微镜（图2-11）通常具有体视和无级变焦的特点，可以对钻石的内部和外部特征进行观察。与10倍放大镜相比，显微镜的放大能力更大，放大倍数至少可以达到几十倍，可以观察到钻石内部非常小的内含物。显微镜的景深较大，同样放大倍数分辨能力更好，观察更舒适。显微镜通常配有不同的照明方式，分别适用于钻石内部特征和外部特征的观察。利用暗域照明的方式，光线从钻石的底部或侧面透入，能够减少表面反光对视觉的影响，使钻石的主体和内含物产生较大的反差，容易找到内部特征。利用顶部照明的方式，可以对钻石的表面进行细致的观察，有利于发现外部特征。图2-11 宝石显微镜
用于钻石分级的宝石显微镜通常配备有专用的样品夹，最普通的为钳式样品夹。国外某些显微镜上常配有某些功能较完善的样品夹，例如，potteratmaster能够通过操作手动转轮调整钻石的观察方向，具有方便快捷安全的优点。此外，还有某些显微镜样品夹上配有真空泵，能够吸附钻石在样品夹上。
除了应用于净度分级，显微镜也常常可以应用于钻石研究的其他领域。配合比色槽，显微镜可以用于颜色分级；配合具有细刻度标尺的目镜，显微镜可以用来测量内含物的大小和标准圆钻的切工比例。在钻石的加工设计方面，镜柱上安装游标卡尺，通过观察测量内含物的视觉深度可以推算内含物的真实位置和实际深度，指导加工设计；显微镜上添加偏光镜，可以观察钻石的异常消光位，加工时综合考虑内应力所在的位置，防止钻石在加工过程中发生意外破裂。鉴定天然钻石、合成钻石和仿钻时，可以通过显微镜放大观察样品的内部和外部特征，并根据观察现象作出判断。
此外，显微镜还常常与计算机和照相机等设备联机使用，有利于信息处理，为科研、鉴定等工作提供了更便利的条件。显微镜唯一的不足是体积较大，不易于携带，另外具体操作也不如放大镜灵活。
八、卡尺
卡尺通常用来测量钻石的全深和腰棱直径。利用卡尺测量钻石的腰棱直径时，由于钻石腰棱具有一定的偏圆度，所以通常要对几个方向上的腰棱直径进行测量，记录最大值和最小值范围。
卡尺通常可以分为机械卡尺和数显卡尺两类（图2-12，图2-13）。机械卡尺有游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、摩尔卡尺和百分表式卡尺等不同形式，其精度通常可以达到0.01～0.1mm，机械卡尺需要根据刻度读数。数显卡尺具有小的液晶显示屏，能够直接显示测量数据，精度较高，较机械卡尺方便准确。图2-12 摩尔卡尺图2-13 数显卡尺
利用卡尺测量毛坯或半成品钻石的尺寸规格，可以测算成品钻石的尺寸和质量，指导钻石设计和加工。利用卡尺测量成品钻石的大小，可以估算钻石的质量；或者根据钻石的质量和钻石尺寸规格的测量数据，可以判断钻石切工的优劣。
九、比色卡片和比色板
钻石的简易比色常常利用比色卡片和比色板进行图（图2-14）。比色卡片和比色板是用来做比色容器和背景的用具。
比色卡片通常是280g以上、白度为98%～100%，且无荧光的卡片。比色卡片具有不同规格，卡片纸上常有折痕线，可以根据折痕线把卡片纸折成V型槽，比色时可以把比色石和样品并列在槽逢中进行比较。
比色板是白色无荧光的塑料板，上面有大小及角度不同的V型槽。应该经常利用酒精或洗涤剂擦洗比色板，保持其清洁无污；另外，也要注意随着使用时间的推移，比色板是否仍然保持纯白颜色。图2-14 比色卡片和比色板第三节 国际主要的钻石机构及其分级体系
美国宝石学院（GIA）是世界上第一个提出钻石4C分级标准的机构，包括丹麦、芬兰、挪威和瑞典4个国家的斯堪的纳维亚钻石委员会（Scan.D.N）第一个在欧洲推出了系统的钻石分级标准。随后的数十年中，国际珠宝联盟（CIBJO）、国际钻石委员会（IDC）、比利时钻石高层议会（HRD）和比利时国际宝石学院（IGI）等钻石机构也在钻石分级标准的建设、完善和推广等方面作出了重要的贡献。与美国宝石学院（GIA）一样，它们也都是国际上具有较高知名度的钻石机构，其推行的钻石分级标准在国际上也具有相当的影响力。我国于1996年由国家技术技术监督局颁布了第一个钻石分级标准，并于2003年和2010年对以上标准进行了两次修订。目前我国最新的钻石分级标准是2010年9月发布，并于2011年2月实施。这些钻石分级标准大同小异，都是以4C为基础，在基本内容和概念上非常接近。
一、国际珠宝联盟（CIBJO）
CIBJO是法文的缩写，通常译为“国际珠宝联盟”，它是一个国际性组织，总部现在设于瑞士。CIBJO的前身是一个名为BIBOAH的欧洲团体，该团体成立于19世纪20年代早期。1961年10月，由10个成员国参加的全体会议决定更名为CIBJO，并通过了新的章程，将其工作范围扩大到欧洲以外。1976年CIBJO的成员国扩充到13个，包括奥地利、比利时、英国、丹麦、法国、芬兰、德国、荷兰、意大利、挪威、西班牙、瑞士和瑞典。目前，CIBJO已经拥有了20多个成员国，其中包括美国、墨西哥和加拿大等美洲国家。CIBJO由4个独立委员会和钻石、宝石、珍珠3个专业委员会组成，其中的钻石专业委员会成立于1971年。1974年钻石专业委员会制定了《钻石贸易规则》——“钻石手册”，提出了钻石分级的术语和标准。此后数十年，钻石专业委员会不断完善并修订钻石手册。
CIBJO钻石分级标准建立之初，欧洲的色级标准与GIA色级不同，1979年CIBJO钻石专业委员会对“钻石手册”作了重要修改，修改后CIBJO钻石颜色分级界限与GIA色级的界限一致。欧洲的色级标准使用描述性术语，颜色等级划分如下：++（1）exceptional white（EW）、exceptional white（EW）；++（2）rare white（RW）、rare white（RW）；（3）white（W）；（4）slightly tinted white（STW）；（5）tinted white（TW）；（6）tinted colour 1、tinted colour 2、tinted colour 3（TC1、TC2、TC3）；（7）fancy colour.+
需要注意的是，CIBJO对于0.47ct以下的钻石不细分EW和RW+。
对于净度分级，CIBJO钻石分级标准规定：钻石的净度是由专业人员在标准光源下，利用消色差和消像差的10倍放大镜进行观察，根据内部特征的可视情况划分为LC、VVS（VVS、VVS）、12VS（VS、VS）、SI（SI、SI）、P、P、P等级别。此外，1212123CIBJO分级标准规定，只有对于0.47ct及0.47ct以上的钻石，VVS、VS、SI个等级才进一步细分为两个副级；细小的外部特征不影响钻3石的净度，但是严重的外部特征在净度分级时必须予以考虑。
在钻石切工方面，CIBJO钻石分级标准对于切工比例一般不作评价，通常只是要求注明全高和台面大小百分比即可，特别差的比例，例如“鱼眼石”，则需要在备注中说明。修饰度方面对抛光和对称性两个内容进行评价，评价术语为very good（VG）、good（G）、medium（M）和poor（P）。
二、国际钻石委员会（IDC）
IDC的英文全称为“International Diamond Council”，译为“国际钻石委员会”，它的前身是世界钻石交易所联合委员会（WFDB）和国际钻石制造厂商协会（IDMA）于1975年组建的一个联合委员会，1979年改用现在的名称。IDC的机构目标是为钻石商贸制定一个国际上普遍适用的钻石品质评价的统一标准，并且在世界范围内推行该标准。在CIBJO的参与下，IDC与比利时钻石高层议会（HRD）合作，于1979年拟订了“国际钻石分级规则”，该标准的内容与CIBJO的“钻石手册”基本一致。与其他钻石分级标准最大不同的是IDC执行定量化标准“5μm原则”，即根据钻石内是否包含有大于5μm的内含物来界定LC级和VVS级。
在颜色分级方面，IDC规则与CIBJO规则完全相同，均采用描述性词汇，二者的颜色分级术语和颜色分级界限完全一致。
在净度分级方面，IDC在综合考虑内部特征和外部特征的情况下，将钻石分为10个净度等级：LC、VVS（VVS、VVS）、VS（VS、121VS）、SI（SI、SI）、P、P、P等级别。其中，LC和VVS级别以212123是否包含有5μm的内含物作为判断的标准。此外，与CIBJO标准不同的是，除LC级以外，IDC标准考虑外部特征对VVS及以下级别的影响。对于LC级的钻石，其外部特征通常不作为影响其净度级别的因素加以考虑，通常只是在备注中进行描述或加以说明。对于LC以下级别的钻石，外部特征将影响并可能降低钻石的净度级别，例如，根据内部特征确定为VVS级的钻石也可能因为外部特征的影响降级为VS级或SI级，但是外部特征对净度级别的影响通常不是定为P级的理由。
IDC标准对钻石切工质量的评价包括切工比例和修饰度两个方面，并于2009年后做出了最新调整。IDC标准原切工比例共分为very good、good和unu-sual 3种情况，钻石切工比例综合评价级别以钻石切工比例中所属的最低级别为准；原钻石修饰度的评价只包括对称性内容，共分为very good、good、medium和medium to poor 4个等级，至于钻石加工过程中产生的抛光纹或者灼痕则归入外部特征在净度分级时予以考虑。2009年之后，IDC开始执行新的钻石标准。新标准规定，修饰度评价除了对称性指标外，抛光质量也成为评价内容之一，并且在切工评价3项指标的术语方面增加“excellent”作为最高级别。
三、美国宝石学院（GIA）
美国珠宝学院（GIA）是第一个专门从事宝石学研究的高等学府。GIA是Gemological Institute of America的缩写形式，它由罗伯特·希伯利先生创建于1931年，是国际上声誉颇隆的珠宝鉴定、科研和教育机构，其分校遍布世界各地。GIA在钻石分级领域作出了重要贡献，20世纪30年代首次系统提出了钻石4C分级的规则，在这一规则中GIA采用利用地名对钻石颜色进行分级的“旧术语”。20世纪50年代，GIA对原有术语和色级划分进行了修改，采用字母形式表示钻石颜色级别，从D到Z表示颜色由浅到深，共分23个色级（表2-1）。与欧洲钻石机构的描述性色级术语相比，GIA以字母形式的色级术语具有简练易记的优点。
在净度分级方面，GIA强调内部特征和外部特征两个方面对钻石净度的影响，外部特征对于高净度等级的钻石影响最大。根据内部特征和外部特征，钻石净度共划分为11个等级：FL、IF、VVS（VVS、VVS）、VS（VS、VS）、SI（SI、SI）、I、I、I。121212123FL级别是指10倍放大观察的情况下钻石无任何内部或外部的特征；IF级别10倍放大观察情况下钻石无内部特征但是有损失微小质量就可以磨除的细微外部特征。
钻石切工评价方面，GIA以Tolkowsky圆钻为标准切工，依据钻石的切工比例和修饰度两个方面对钻石的切工质量等级进行评价，其中修饰度包括抛光质量和对称性两个方面。评价述语包括very good、good、medium和poor，共分为4个级别。目前，市场上消费者所推崇附“3EX”GIA证书的钻石即指切工质量等级评价、对称性和抛光质量均为“excellent”的钻石（表2-2）。注：1.若某些切工比例组合不当，则可能降低切工质量的总评等级；2.—表示“任何数据”。
四、比利时钻石高层议会（HRD）
HRD是Hoge Raad Voor Diamant的缩写，该机构成立于1973年，是一个为比利时官方承认并带有官方色彩、代表比利时钻石工商业的非营利性的专业组织。HRD下辖有钻石办公室、宝石学院、证书部、科研中心和公关部5个部门，在钻石加工、商业贸易、钻石鉴定分级和人才培训等方面提供专业服务，在国际上具有较高知名度。
HRD在钻石分级方面的主要贡献是协同WFDB和IDMA于1979年制定了IDC的“钻石分级标准”，此后，HRD身体力行执行并推广IDC标准。但是，HRD在净度分级方面强调定量性方法，现在在其钻石分级教学方面仍保留了净度定量分级的特有理论和方法，例如HRD提倡的“5μm原则”即是指在划分LC级和VVS级时，在10倍放大镜1下将钻石的净度特征与含有5μm参考内含物的样石进行比较。
在切工方面，近年来HRD的分级标准也根据市场要求和竞争状况做了相应调整。HRD的钻石切工评价包括“切工比例”和“修饰度”两个内容。原“修饰度”评价仅包括“对称性”一项指标，目前在修饰度评价方面又增加了“抛光质量”一项评价指标。此外，切工评价术语也做出相应调整，原本HRD的切工评价术语最高级别为“very good”，现在又在“very good”细分出了更高的切工等级评价术语——“excellent”。
五、国际标准组织ISO
自20世纪90年代起，国际标准组织已经开始尝试制定国际钻石分级标准，并邀请国际珠宝联盟、国际钻石委员会、美国宝石学院和斯堪的纳维亚钻石委员会共同参与，其中HRD作为国际钻石委员会的代表参与了标准的制定。
1993年，ISO向成员国下发了钻石分级草案TC174/CD11211，但是在多个技术问题上未达成一致，因而未能被成员国接受并推广。1995年，ISO以“技术报告”（TR）形式发布编号为TC174/TR11211-1的《成品钻石分级——术语及分级标准》，此后又于1997年发布了一个新的草案。2002年，ISO公布了《成品钻石钻石分级——术语及分级标准》（ISO/FDIS11211-1）和《成品钻石分级——检测方法》（ISO/FDIS11211-2）。尽管十多年来遇到了重重困难，但是ISO一直在为制定并推行国际统一的钻石标准而努力。
六、中国钻石分级标准（GB/T 16554-2010）
1996年，国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会首次制定并颁布实施了有关钻石分级的国家标准，并于2003年和2010年对钻石分级的标准进行了两次修订。目前最新的钻石分级国家标准（GB/T 16554-2010）于2010年9月26日发布，并于2011年2月1日正式实施。
新标准规定了天然的未镶嵌及镶嵌抛光钻石的术语和定义、钻石颜色、净度、切工的分级规则、钻石质量和钻石分级证书，它适用于珠宝玉石鉴定、文物鉴定、商贸、海关、保险、典当、资产评估以及科研教学、文献出版等领域的钻石分级及相关活动。
与修订之前的钻石分级国家标准相比，GB/T 16554-2010在钻石的切工分级方面制定出更为详细规范的评价内容和规则，这是非常明显的一个进步和内容完善。经过多次修订和补充，钻石分级国家标准与国际标准更为接近，必将对规范钻石市场交易、指导钻石商品价格起到更为重要的推动作用，同时对改善企业管理水平，提高产品质量，也会产生十分积极的影响。
钻石分级国家标准（GB/T 16554-2010）的适用范围如下：
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