二、钻石的分类

钻石中最常见的微量元素是氮（N）元素。氮（N）以类质同象形式替代碳（C）而进入晶格，氮（N）原子的含量和存在形式，对钻石的性质有着重要的影响，同时也是钻石分类的依据。

根据钻石中是否含有微量元素氮（N），可将钻石分为Ⅰ型钻石和Ⅱ型钻石。再根据氮（N）原子在晶格中存在的不同形式及特征，可进一步将Ⅰ型钻石分为Ⅰa型和Ⅰb型；根据钻石中是否含有微量元素硼（B），可将钻石进一步分为Ⅱa和Ⅱb类型。

1．Ⅰa型钻石

Ⅰa型钻石内氮（N）原子呈有规律的聚合状态，存在于钻石的结构中。具体可以分为以下几种情况。

（1）双原子氮。若氮（N）以双原子形式同时替代钻石中两个相邻的碳原子，并形成稳定的聚合态时，称为ⅠaA型钻石，这种聚合的形式称为A集合体。A集合体的特征吸收谱带是红外光区1282cm-1的吸收。

（2）三原子氮。长时间地处于高温高压环境，可使钻石中的氮（N）进一步聚合成3个氮（N）原子，沿钻石晶体的（111）方向取代3个相邻的碳（C）原子，并在3个氮（N）原子中间留下一个结构空穴时，称为三原子氮。三原子氮加空穴组成的形式称为N3中（色）心。N3中（色）心可导致可见光紫区415.5nm强吸收，它是钻石产生黄色色调及蓝白色荧光的主要原因。

（3）4～9原子氮。若钻石晶体结构中，由4～9个氮（N）原子依一定的结构方向，占据碳（C）原子的位置（常见四个氮原子加一个空穴）时，称为ⅠaB型钻石，这种聚合的形式称为B（或B1）集合体。B（或B1）集合体，以红外区1175cm-1处强吸收谱带为识别特征。

（4）片晶氮。若ⅠaB型钻石氮的含量达到一定程度，聚合成50～100nm大小（通常为几个原子厚的扁平层），且在电子显微镜下可直接观察到片状物时，通常会导致片晶氮的产生。小片晶是沿钻石晶体的（100）面上相邻层面原子间N—N连接的三价氮原子的双层析离物，周围被C原子所包围。这种片晶氮通常称为B2中心，它的主要识别标志是红外光区1365～1370cm-1有强吸收谱带。

2．Ⅰb型钻石

Ⅰb型钻石在自然界中很少见，内含氮（N）以分散的单原子状态，随机占据晶体结构中碳（C）的位置。在红外光谱1130cm-1有强吸收谱带，且1130cm-1明显强于1280cm-1吸收谱带。这类钻石多呈鲜艳的黄色。在一定的温度、压力及长时间的作用下，Ⅰb型钻石可以转化为Ⅰa型钻石。

Ⅰa型钻石在温度为1000～1400℃的上地幔中，可保存较长时间。而在相同的条件下，Ⅰb型钻石保存时间不超过50年，就会发生向Ⅰa型转化的过程。因此，天然钻石以Ⅰa型为主，而合成钻石以Ⅰb型为主。

3．Ⅱa型钻石

Ⅱa型钻石不含氮（N）或其他杂质，成分非常纯净，可因碳（C）原子位错而造成晶格缺陷，一般不吸收可见光，通常为无色透明。Ⅱa型钻石不导电，在所有的钻石类型中，它具有最高的导热性，室温下至少是铜的5倍。

4．Ⅱb型钻石

Ⅱb型钻石可含有少量的硼（B），使钻石呈现蓝色。在红外光谱2800cm-1有强的吸收谱带，Ⅱb型钻石是半导体，而且是天然钻石中唯一能导电的。

钻石的分类及特征，见表1-1。

表1-1　钻石的分类及特征一览表