现在大火的「合成钻石」是真钻石吗?
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发布时间:2024-10-05 20:21
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时间:2024-11-13 06:08
合成钻石,亦称培育钻石,是通过实验室或工厂内专门设备,模拟天然钻石成长过程,人工合成的钻石。市面上常见的合成钻石主要分为两种:一种是通过高温高压(HTHP)技术合成,另一种则是采用化学气相沉积法(CVD)合成。小颗粒合成钻石多采用HTHP技术,而大颗粒则多采用CVD技术。
合成钻石的生产过程,以微波等离子体法最为常用。这一方法在钻石的亚稳定区域,利用低温高压条件(大约900°C),在真空反应舱内,通过微波作用将含有碳气体(甲烷)和氢气加热,生成等离子体。碳原子从化合物状态分解,通过扩散和对流作用,最终在基片或种子晶上沉积形成钻石结构。
合成钻石的生产原料主要是甲烷和氢气。甲烷在高温低压条件下分解为原子状态的碳和氢。氢气在这里主要起到保持电中性的作用,辅助碳原子形成钻石结构,而不直接参与反应。合成钻石的色彩可以通过添加不同元素实现,如加入氮元素可以合成褐色钻石,加入硼元素则可合成蓝色钻石。
合成钻石的历史可以追溯到1927年,当时Kossel和Stranski提出了钻石完整光滑界面生长模型。首枚工业合成钻石诞生于30年后,使用高温高压技术。而第一片化学气相沉积法合成钻石,即我们常说的CVD合成钻石,则诞生于20世纪90年代。首枚CVD大颗粒宝石级合成钻石由阿波罗公司于2004年制造。
合成钻石的出现,意味着钻石不再仅限于天然矿藏,人工合成提供了更多的选择。虽然合成钻石与天然钻石在物理化学性质上几乎无异,但价格却相对较低,这使得合成钻石成为更经济的选择。随着技术的不断进步,合成钻石的生产成本有望进一步降低,未来合成钻石的价格可能变得更为亲民。
合成钻石的特性使其在珠宝行业应用广泛,无论是作为高级定制珠宝的材料,还是作为日常佩戴的饰品,都展现出独特的魅力。随着消费者对可持续性和环保意识的提升,合成钻石因其环保特性而受到越来越多的关注。