Diamond Testers with a limited performance

鑽石測試儀的適用和侷限性

圖文： 亨利. 漢尼 博士教授, 瑞士巴塞爾    譯：杜雨潔

最近有位朋友告訴我，當他銷售一顆藍鑽給客戶時遇上了問題，一個手持的第三代綜合測鑽儀 (Presidium Multi-Tester III (PMuT III) （圖1）在這顆藍鑽上顯示出 “ 摩星鑽 (莫桑石 / 合成碳矽石) moissanite ” 的訊號 (以下以合成碳矽石稱之)。不應該發生這種事的！由於筆者和這家新加坡儀器製造商的友誼關係，並且自身熱衷於對鑑定儀器的鑽研，進而知曉全球各種分析儀器之二三事，憑藉全新的PMuT III手持第三代綜合測鑽儀，我測試了一些仿製品和鑽石，無色和有色的，天然和合成的樣品。

多年以來市場上的鑽石檢測儀，鑑定模式基於兩個特點：導熱係數和紅外反射率，後來還有電導功率的應用。

熱導儀：在無色礦物中，鑽石的導熱係數排在前端，鑽石是很好的導熱體，具有這個特性，鑽石對各種模仿品得以區分開來。當鑽石吸收熱度時，熱探針很快得以冷卻，電流使熱探針加熱到程式設定的溫度指定範圍，達到振幅指數後進而指出鑽石與否。但有個例外：合成碳矽石的熱導作用媲美鑽石，由於這個共同特徵，用戶會遇到這種情況，熱導儀在這兩種材料上雙雙出現 “ 鑽石 “ 指示訊號的問題。

電子折射儀 ( 屈折度計)：鑽石具有強烈的光澤，折射儀發射紅外光束至水平放置在開放式台子上的受測材料，光束折射後的強度所得指數出現數據在儀器面版上。矽酸鹽類和氧化物礦物產生相對較低的反射率值，而鑽石和合成碳矽石會達到尺標的頂處。如果以鑽石校準指數為100上下，那麼合成碳矽石的指數可達120，因為後者具有更高的紅外反射率。這個測量方法的條件是受測物需具有良好抛光和乾淨的表面。第一台紅外反射儀器是1970年代William Hanneman博士所製造的 “ 珠寶商之眼Jeweler’s Eye ”。

於新加坡生產的Presidium鑽石測試儀是寶石業中最常使用的儀器之一。該廠的鑽石測試儀有三種類型的產品前後進入市場：Thermotester 熱導儀，Duotester 兩用測鑽儀 和 Multi-Tester III 第三代綜合測鑽儀。廠品對產品的推陳出新，帶給業界便利又可靠的使用選擇。

Presidium熱導儀：它是三種儀器中最簡易的一款，以測試探針所得的熱導率，指示出鑽石及其模仿品。 缺點是無法區分鑽石和合成碳矽石，因此不能辦別出 “ 摩星鑽 ”。

Presidium Duotester 兩用測鑽儀：它包括熱導功能，同時設計折射計座在同一機台上。所有要測試是否為鑽石的石頭都先過折射儀，以區別出合成碳矽石和鑽石。這類儀器 (包括電子折射儀) 能準確地並且識別所有類型的鑽石，無論是白鑽、黃鑽、綠鑽、藍鑽（IIb型）等（圖2和圖3）。但合成鑽石和天然鑽石有相同的紅外反射率，所以這類儀器並不能用來區別天然或合成的鑽石。

Multitester III手持第三代綜合測鑽儀：此款具有不同的造形，像香蕉一樣大小非常方便攜帶。尖端是測試探針，顯示的方式以具有不同顏色的發光二極管刻度尺，上端為綠色，表示 “ 鑽石 ”（綠色指示燈），往下一部分是 “ 碳矽石 ”（黃色），其次是“ 模仿品 ”（紅色）。 測試時需要將探針與乾淨的寶石桌面做垂直接觸。 該測試儀同時測量導熱係數和電導率。

測試時要將寶石安置在金屬托上，已鑲的石頭經由金屬鑲托、裸石放在金屬測試板上以手指握好使其電導正確。 此儀器不提供折射率的量測。我們測試了無色合成碳矽石、IIa型鑽、IIb型藍鑽。前後分別 以裸石和已鑲的狀態下，兩個藍鑽都被誤認為 “ 碳矽石 ”（圖4）。

結論：最可靠的儀器是Duotester兩用測鑽儀。 雖然第三代測鑽儀攜帶更方便，還配有發光顯示，但測藍鑽（天然和合成）會產生的錯誤結果，其原因是藍鑽由於含硼元素而具導電效果， 但合成碳矽石亦有導電的能力。 因此第三代測鑽儀使藍鑽顯示在合成碳矽石的區域。此外，黑鑽在其裂縫中留存的石墨能具有導電力，所以黑鑽也會被誤判為  “ 碳矽石 ”。

然而，迄今為止，第三代綜合測鑽儀Multitester III在用戶手冊中，並沒有提到這個使用上的限制。另外在儀器評估一書中（Linton et al。2010）也沒提到這個問題。

與此同時Presidium新加坡廠商表示：“有關您的建議事項，現在於我們的網站上可下載最新的用戶說明手冊。 隨著產品所附的紙本手冊，請注意是否為最新版本。

其他鑽石測試儀如Diamond Pro，Diamond Wizard，RS Misar Diamonite Dual Tester，Culture III（JSP），A-Source，Ceres Dual Diamond Mate等等，都是設計為不帶紅外反射率測量，而以導熱和導電性為主的儀器，這幾樣儀器筆者並未親自測試，但在功能上應該會有相同的侷限性。

圖1：第三代綜合測鑽儀 (Presidium Multi-Tester III (PMuT III)。圖片：H.A.漢尼

圖 2： Duotester 兩用測鑽儀在熱導模式下將藍鑽正確識別為 “ 鑽石 “。圖片：H.A.漢尼

圖3：Duotester兩用測鑽儀在紅外反射模式下將藍鑽正確識別為“ 鑽石“。圖片：H.A.漢尼

圖4：第三代綜合測鑽儀 (PMuT III) 通過 “合成碳矽石“ 的黃色部分，而誤判了藍鑽。圖片：H.A.漢尼

參考文獻: Linton, T., Johnstone, J, & Hunter, K. (2010): Presidium Multi Tester^TM Instrument Evaluation Committee Report. The Australian Gemmologist, 3, 2010, p. 66-67.

作者：Prof. Dr. Henry A. Hänni, 前瑞士珠寶研究院院長，現為瑞士巴塞爾大學客座教授，並經常受邀至各大拍賣會及國際寶石論壇演說及顧問  info@gemexpert.ch

譯按：藍鑽一般認知為IIb材料，含硼元素致色，具半導體性質。而亦有部份藍色系鑽石為Ia型，致色元素目前一般解釋為含氫元素所致。