CVD是化学气相沉淀法的简称,是培育钻石的一种方法,通俗的讲:就是科学家模拟天然钻石的生长环境,在实验室用化学气相沉积法培育出来的钻石就是CVD钻石,是真正意义上的钻石,不是那些仿钻。
钻石的优化处理品以及合成钻石的出现,使得钻石的检测面临极大的挑战,常规检测主要是采用放大观察进行检测,有时需借助大型仪器完成。
宝石级合成钻石1970年由美国通用电气公司研制成功,由于生产成本过高一直不具商业意义。近年,随着合成钻石生产成本的降低,市场上已出现合成钻石。合成钻石颜色中常具有淡褐色或淡棕色的色调,颜色不均匀,有时还可见有贵金属片。合成钻石晶体中有时可见种晶晶核,颗粒常在38 mm左右,在紫外光下发带绿色的荧光。
放大检查是鉴定合成钻石及优化处理钻石的关键。鉴定要点是需认真观察宝石的内部包裹体特征。合成钻石内部会出现色带,尘埃状微粒,片状、针状金属包裹体,黑色包裹体,四边形生长纹等特征的内含物。
X荧光光谱测试、阴极射线发光特征以及电子探针测定材料的微量元素成分是鉴别合成钻石的有效手段。阴极发光下合成钻石可显示明显的四边形生长纹,不同环带可发不同颜色的荧光。
真假钻石如何区分其实最简单辨别立方氧化锆与钻石的办法是:即用干净的布或麂皮擦干净被测试品,用手指在被测试品上按一下,如果测试品上有明显的指纹印,则是钻石,因为钻石是亲油的,反之是立方氧化锆,因为立方氧化锆是亲水的。 真假钻石如何区分最新的钻石模仿品——合成碳化硅。合成碳化硅的导热能力与钻石接近,用钻石热导仪测试合成碳化硅会出现钻石反应,所以不能依靠热导仪鉴定,由于合成碳化硅的高硬度及高折射率特性的原因,已切割的合成碳化硅表面反光及光泽与钻石极为接近。如何区分呢 真假钻石如何区分如何区分合成碳硅石与钻石? 1 肉眼观察合成碳硅石火彩比钻石强,但常常不及钻石亮。 2 合成碳硅石裸石在本333g/cm重液中上浮,钻石下沉。 3 合成碳硅石颜色最高相当于钻石H,I色,且从亭部观察有较明显的绿色,灰色色调。 4 放大检察,合成碳硅石常见细长白色针状内含,从风筝面,上腰小面可见尖底附近的棱线均有重影,状如莲花;从桌面斜看腰缘反光亦有重影。钻石则含有天然晶态状体,云状物,裂隙等内含物,且无重影现象,腰部常见原始晶面。 5 合成碳硅石抛光效果不及钻石,棱线较圆钝或可见相邻刻面的抛光纹理相互平行。 6 合成碳硅石在正交偏光镜下转动360呈四明四暗非均质体消光现象。钻石呈全暗的均质体消光现象。
高温高压(HTHP)法最早是以石墨为原料的,引入适宜的金属催化剂Fe、Co、Ni、Mn、Cr等,在2000K以上温度,几万个大气压下可以合成金刚石。目前,高温高压(HTHP)法只能生长小颗粒的金刚石;在合成大颗粒金刚石单晶方面主要使用晶种法,在较高压力和较高温度下(6000MPa,1800K),几天时间内使晶种长成粒度为几个毫米,重达几个克拉的宝石级人造金刚石,较长时间的高温高压使得生产成本昂贵,设备要求苛刻。而且HTHP金刚石由于使用了金属催化剂,使得金刚石中残留有微量的金属粒子,因此要想完全取代天然金刚石还有相当的距离[9]。
132化学气相沉积(CVD)
[10]法
化学气相沉积(CVD)法是在高温条件下使原料分解,生成碳原子或甲基原子团等活性粒子,并在一定工艺条件下,在基材(衬底)材料上沉积生长金刚石膜的方法。常见的CVD方法包括:热化学沉积(TCVD)法,等离子体化学气相沉积(PCVD)法。等离子体化学气相沉积法又可以分为直流等离子体化学气相沉积(DC-PCVD)法、射频等离子体化学气相沉积(RF-PCVD)
法和微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法及微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积(ECR-PCVD)法等。
微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)由于微波激发等离子体具有无极放电、污染少、等离子体密度高、成本低、衬底外形适应性强等优点,受到国内外研究者的普边关注。而且其中等离子体是由微波激发产生,微波能通过波导管传输到沉积生长室,使气体激发成为等离子体并分解为各种基团。圆筒状微波等离子体CVD是最基本的一种装置,通过矩形波导管把245GHz的微波限制在发生器和生长室之间,衬底经微波辐射和等离子体加热。
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