CVD法和HTHP法合成钻石的区别是什么

CVD法和HTHP法合成钻石的区别是什么,第1张

CVD法是使用化学气相沉积法,通过吸附作用和热分离出气态物质中的原子和分子让碳离子附着生长,形成钻石晶体。上海沃尔德钻石并拥有国内少有的——自然生长的平面黑钻石,放大黑钻外部火彩,颠覆黑钻之美,将色彩美学与爱充分融入钻石,满足不同的个性化消费需求

人造钻石生产的内容如下:

1、人类的技术已可以模拟钻石生成的环境,用碳来制造钻石,在23℃、15到18万个大气压的高温高压环境下,在中心放一颗很小的天然钻石作为种子。

2、在种钻周围是高温金属液体,在金属溶液的上层是石墨,在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。

但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构,体积也比较受限。

天然钻石是在地表以下200公里的深度,在高温约1500℃和高压约50000大气压的条件下生长的。人造钻石是一种由直径10到30纳米的钻石结晶聚合而成的多结晶钻石。这是他们的本质区别。

天然钻石和合成钻石部是由碳原子构成的,并且是按照相同的晶体点阵排列,所以它们具有相同的物理性质。仅有的特征是显微结构和原子尺度的晶体点阵中的不规则性,也就是晶体缺陷。在这方面,由于不同的生长环境,如化学氛围、生长速度,天然钻石和合成钻石是不一致的,当今市场上大部分的合成钻石呈很强的**、橙色、甚至棕色,因此很容易被区分。

人造钻石的分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构,而是一种复杂结构,从而会产生磷光现象。人造钻石的品质精良,外貌与天然钻石难以区分。刚开始,由于人造钻石技术不够精良,钻石商可以用非常简单的方法确认,钻石是否在实验室培养长大。他们用的是强力磁铁,因为人造钻石内部,有培养过程残留的金属结晶,强力磁铁便能将钻石吸起。现在人造钻石的鉴别需要专门的鉴定机构和鉴定仪器才能实现,又由于设计的科技和仪器成本十分高昂,目前国际上只有少数几家实验室具备鉴别合成钻石和天然钻石的能力。

判断一颗钻石好坏,通常看4C,即颜色(color)、净度(clarity)、切工(cut)、克拉重(carat)。因为钻石是天然形成的稀有物质,当下非常受人追捧,等级越高的钻石往往意味着更高的价格。

有一个分辨真假钻石的方法,硬度测试、哈气测试、水珠测试。钻石是已知最硬的自然生成物质,没有任何东西可在钻石上划上痕迹,若能划上痕迹的肯定是假钻石。在钻石上哈一口气,如果钻石上的水气立即消失就是真的钻石,而如果水气在钻石上停留几秒钟后才消失则为假钻石。滴一滴水在钻石上,如果水珠保持很长时间球形,则表明该钻石是真的,而如果水滴在相对短的时间内散开就是假钻石。

人工合成钻石的技术,主要就是模仿天然钻石生长时的环境来培养钻石。合成钻石就晶体形成之生长方式而言,大致可分为三种方式:一就是高温高压法,二是震波法,三是化学气相沉淀法。

一、高温高压法:这种方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蜡、糖等;有份报告曾列举二十几种合成成功的材料。应用的催化剂可用铁、钴、镍、铑、钌、钯、锇、铱、铬、钽、镁,或这些金属元素的混合物。要求至少要达75,000atm(大气压),最好在80,000atm至110,000atm的高压状态,形成温度则要在1200℃2000℃之间,最好是在1400℃1800℃之间。反应舱的中部为高温区,碳源置放在该区,晶种放在反应舱下部的低温区。以石墨为碳源,晶种固定在氯化钠(食盐)晶床内,晶种某特殊晶面对着金属催化剂,在晶种和碳源之间放置直径6mm,厚3mm,金属催化剂圆柱,此金属催化剂是铁镍合金。组合后,置入单向加压,四块斜滑面式立体超高压高温装置中,再放入1000顿的油压机内,反应腔温度约1450℃,压力控制在6GPa左右,生长时间22~52小时。

二、震波法:主要是利用爆炸时所产生的瞬间高温高压条件来合成钻石,所合成的钻石颗粒都很小(通称钻石粉),只适合在工业上应用。

三、化学气相沉淀法:首先把氢气和含碳氢的气体(一般使用甲烷CH4),通过一组调节器,调节两种气体的比例,然后利用微波波源或电热丝等,加热混合的气体,使温度达2000℃左右,氢气和甲烷会分解成氢原子和碳原子形成的电浆流,然后在加热至600~1000℃的基质上,结核长成薄膜。

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