人工钻石怎么制作的

人工钻石怎么制作的,第1张

人工钻石的制作方法如下:

以模拟钻石生成的环境,用碳来制造钻石,在2300℃、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,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。

人工钻石的特点

人工钻石在长紫外线下是稳定的,在短紫外线下呈现黄绿色荧光。与天然钻石相比,人造钻石可以说是非常好,而且会比普通钻石更加耀眼夺目。

人造钻石的质量和外观与天然钻石没有区别。不过一开始,由于人造钻石缺乏成熟的技术,钻石经销商可以用一种非常简单的方法来确认钻石是否是在实验室培育出来的。他们使用强力磁铁,因为在培养过程中留下了金属晶体,人造钻石内部有强力磁铁。然后钻石就可以被吸起来了。

1953 年

瑞典电气公司最先用高温高压技术成功合成出40颗小粒钻石,但因其没有达到宝石级钻石的本意并未对外公开宣布。

1955 年

美国通用电气公司(GE公司)宣布采用静压熔煤法成功合成了小颗粒钻石。

1959 年

戴比尔斯公司采用外延生长技术成功合成了钻石。在这以后,工业级钻石的合成技术得到广泛应用,并于1961年开始商业化生产。

1963 年

中国的第一颗人造细粒钻石诞生。此后四十余年间,技术虽不断进步,但合成的钻石含杂质较多,呈**、棕色或不透明,所合成的钻石属于中低档产品。

1970 年

美国通用电气公司通过改良技术,成功合成出大颗粒宝石级钻石,但并没有进行大批量生产。此后三十多年间,日本、俄罗斯等国也相续合成宝石级钻石,但都略呈**,加上宝石级合成钻石的成本较高,仍不能进行大批量生产。

2005 年

吉林大学超硬材料国家重点实验室合成出4毫米IIa型钻石,虽钻石颗粒较大,但纯度不是极高。

2014 年

成功培育出纯净度高的无色合成钻石。实验室检测到的世界最大无色培育钻石,可以做到1002ct、E色VS1。

2016 年

国际合成钻石协会(IGDA)成立,是世界上第一个实验室合成钻石(lab grown diamonds)行业的国际性非盈利组织。

2018 年5月

全球钻石行业巨头戴比尔斯发表声明,宣布将在当年9月份推出合成钻石品牌Lightbox Jewelry。

2018 年7月

美国联邦贸易委员会(FTC)对使用了62年的钻石的定义进行了修改,删除了“天然”二字,即合成钻石和天然钻石均可称为“钻石”。

2019 年2月

安特卫普的HRD实验室对世界上第一个完全由实验室生产的钻石指环进行了鉴定分级。

2019 年3月

美国宝石学院(GIA)更新了实验室生成的钻石证书中的语言,将用“实验室培育钻石”替代“合成钻石”。

2019 年7月

JEWELLWANG钻玺正式将培育钻石裸钻及成品引入中国天猫平台,该品牌严选世界40多家培育钻石实验室的3EX切工高品质培育钻,都带有与天然钻石相同4C标准分级的国际和国内证书,明确标明各项品质指标,使顾客只为品质买单,不为品牌,产地溢价。

“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”。“未来已经来临,只是尚未流行。”美国作家威吉·布森的这句话,正成为当前培育钻石市场发展阶段的真实写照。培育钻石已经进入消费者市场,未来可期。

天然钻石一直深受消费者喜爱,不过近年来,实验室培育的钻石也在快速崛起。据了解,天然钻石的形成需要几十亿年的时间,但现在,随着技术发展,只需要几个星期,便可以在实验室培育出钻石,市面上的售价也可以比天然钻石低30%-40%。 

自然钻石怎么形成的?

石墨变钻石的制造工艺,在地表150多公里之下,在约为海平面5至6万倍的压力下,一块碳石便可结晶成为钻石,随着时间的变迁,约等上三十亿年钻石便会随着火山岩浆一起排出地表,这些也是自然钻石。

人造钻石如何制造的?

在现代制造工艺下人造钻石的形成,只需要4天且具备一致的物理化学光学等特性,首先把石墨块震动磨成细粉。接着添加吸取微小的钻石精准搅拌后,放入特制模具中高压下形成石墨芯,然后放入陶瓷性心中,下一步便是碳原子重新生长。在大型的生长箱内,有14片被称为铸模的厚重金属块,把它们围绕钻石核心组成一个球形,来模拟地表下150公里处地函的状况,接着给生长箱内加压至每平方85万磅,并把温度提高至华氏2700多,将近钢铁的熔点。

钻石是由石墨变成的。

我们知道钻石和石墨也是一种碳只是分子结构的不同,石墨的碳原子之间,连接松散。而钻石的碳原子之间连接紧密。在生长箱内高压与高温下核心中的石墨,分解为碳原子,碳原子受到钻石晶种的吸引,附着在上面。以晶种当作分子模板。他们开始排练成严密且间隔一致的钻石结构,第14天的高温高压后核心里的部分,便转变成了钻石。制造得到的核心,还需要放进酸溶液里燃烧掉多余的石墨,再经过清洁剂清除残渣,一块新的粗钻石便诞生了。最后粗钻石,经过工艺的打磨,一块价值昂贵且精美的人造钻石便制造完成了。

李宝军

作者简介:李宝军,中宝协人工宝石专业委员会第三届委员,国家宝石监测培训中心副主任。

宝石的出现和发展几乎伴随着人类的各个历史时期,最早在距今18万多年前的北京周口店山顶洞人遗址中,就发现有用穿孔的牙齿、骨骼等串起来的项链,这应该是人类最早的饰品。璀璨的宝石自古以来就是人们疯狂追逐的对象,它象征着权力和财富。那么究竟什么叫宝石?究其内涵,宝石的概念有广义和狭义两种。

一、宝石与人工宝石

最初人们所利用的宝石材料都来自大自然,因而赋予了宝石的天然属性。人们把自然界产出,具有美观、耐久、稀少性、具有工艺价值、可加工成装饰品的物质统称为天然宝石。它包括天然宝石(如钻石),天然玉石(如翡翠),天然有机宝石(如珍珠),这就是狭义的宝石概念。

由于自然界的资源是有限的,天然宝石越来越少,且价格昂贵,无法满足人们对珠宝首饰的需求。而且现代工业中对宝石的需求也越来越大,如具有压电效应的水晶、作为刀具和磨料的钻石等,因而促使人们不断地探索以人工方法制造宝石,以弥补天然资源的不足,人工宝石便应运而生。人们把完全或部分由人工生产或制造用作首饰及装饰品的材料统称为人工宝石。它包括合成宝石(如合成红宝石)、人造宝石(如人造碳酸锶)、拼合宝石(如拼合欧泊)、再造宝石(如再造琥珀)。

随着人类科学技术水平的不断提高,大量人工宝石进入了珠宝首饰市场,成为宝石领域无法分割的一部分。因此,1997年颁布的国家标准将宝石定义为天然宝石和人工宝石的统称。从而扩大了宝石的内涵,这就是广义的宝石概念。宝石的分类如下:

中国人工宝石

据考证,古埃及人早在5000年前,就开始用陶瓷模仿绿松石,这应该是人造宝石的开端。现在将人造宝石定义为“由人工制造且自然界无已知对应物的晶质或非晶质体”,如人造钆镓榴石。人造宝石的正确命名必须在材料名称前加“人造”二字,如:“人造钇铝榴石”,“人造钛酸锶”等,但“玻璃”、“塑料”除外。另外禁止使用生产厂、制造商的名称直接定名,禁止使用易混淆或含混不清的名词定名,如:“奥地利钻石”等,也不允许用生产方法参与定名,如“焰熔法红宝石”。

如果人工宝石是“完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质或非晶质体,其物理性质,化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同”,则称为合成宝石。世界上最早研制出并在市场上销售的人工宝石就是合成红宝石。1837年法国化学家马克·高丁(Marc Goudin)开始尝试用化学方法来合成宝石,但结晶颗粒太小,没有实用价值;直到 1902年,法国科学家维尔纳叶(Verneuil)用焰熔法合成红宝石获得成功,开始商业化生产。从19世纪末至今的100多年里,几乎所有的珍贵宝石都有了人工合成的产品。合成宝石定名规则是必须在其所对应天然珠宝玉石名称前加“合成”二字,如:“合成红宝石”、“合成祖母绿”等。定名时禁止使用生产厂、制造商的名称直接定名,如:“查塔姆(Chatham)祖母绿”、“林德(Linde)祖母绿”等;也禁止使用易混淆或含混不清的名词定名,如:“鲁宾石”、“红刚玉”、“合成品”等。

拼合宝石是指“由两块或两块以上材料经人工拼合而成,且给人以整体印象的珠宝玉石称拼合宝石”。拼合宝石的定名规则是要逐层写出组成材料名称,在组成材料名称之后加“拼合石”三字,如:“蓝宝石、合成蓝宝石拼合石”;或以顶层材料名称加“拼合石”三字,如“蓝宝石拼合石”。若由同种材料组成的拼合石,在组成材料名称之后加“拼合石”三字,如“锆石拼合石”。对于分别用天然珍珠、珍珠、欧泊或合成欧泊为主要材料组成的拼合石,分别用拼合天然珍珠、拼合珍珠、拼合欧泊或拼合合成欧泊的名称即可,不必逐层写出材料名称。

再造宝石是指“通过人工手段将天然珠宝玉石的碎块或碎屑熔接或压结成具整体外观的珠宝玉石”。再造宝石定名规则是在所组成天然珠宝玉石名称前加“再造”二字,如“再造琥珀”。

随着中国经济的持续高速发展、人们生活水平不断提高,人们的消费理念也越来越成熟,宝石原始的装饰、美化功能已经逐渐得到回归,而人工宝石因为其自身特点往往比天然宝石更加美丽,可以预见人工宝石产业的前景将无限乐观。

二、中国的珠宝职业教育

我国的珠宝教育分为珠宝学历教育和珠宝职业教育两部分。

珠宝的学历教育以1992年成立的中国地质大学珠宝学院为代表,其他如桂林工学院、广州中山大学、上海同济大学、梧州市五洲宝石技术培训学校等,经过短短十多年的发展,逐步建立了一套完整的职高、中专、大专、本科、硕士、博士研究生人才培养体系。

珠宝的职业教育以开设短期培训班为主,课程涉及珠宝营销等珠宝行业急需的宝石鉴定、钻石分级、翡翠鉴定与商贸、首饰设计、首饰加工、珠宝评估等专业。颁发的证书以NGTC(国检珠宝培训中心,原国家宝石监测培训中心)为代表,截至2006年底,已为社会培养各类人才7400多人。其他知名的培训机构有GAC(中国珠宝玉石首饰行业协会,原中国宝玉石协会),GIC(中国地质大学(武汉)珠宝学院)等。

国外的珠宝教育也以职业教育为主。英国宝石协会有着近百年的历史,也是最早引入我国的国外教育机构,从1990年至今已有800多名学员获得FGA(宝石课程)或DGA(钻石课程)证书。其他如GIA(美国宝石学院)、HRD(比利时钻石高阶层议会)、GII(美国国际宝玉石学院)、IGI(国际宝石学院)、ASA(美国评估师协会)等。以GIA为例,目前开设的课程有宝石鉴定、钻石分级、珍珠分级、珠宝营销等课程。引入国际上先进的教育体系,是对我国珠宝教育的有益补充和借鉴。

我国目前各种职业资格证书中,最具影响力的是国家劳动和社会保障部颁发的五级职业资格证书,即初级技能(职业资格五级)、中级技能(职业资格四级)、高级技能(职业资格三级)、技师(职业资格二级)、高级技师(职业资格一级)。

2002年劳动部成立了“珠宝首饰职业技能鉴定指导中心”,挂靠在“国土资源部珠宝玉石首饰管理中心”。之后“珠宝首饰职业技能鉴定指导中心”在全国各地成立了20个珠宝首饰职业技能鉴定站,目前珠宝首饰行业已开始鉴定的工种有:贵金属、钻石、宝玉石检验员,珠宝首饰营业员,贵金属首饰手工制做工,贵金属首饰机制工、宝石琢磨工等工种。到目前为止,经“珠宝首饰职业技能鉴定指导中心”鉴定,已取得职业技能证书的人员已达到7000多人。为珠宝首饰行业的健康发展,起到了积极的推动作用。

在珠宝首饰行业中含金量最高的当属人事部和国家质检总局联合颁发的“国家注册珠宝玉石质量检验师(CGC)”执业资格证书以及人事部和财政部联合颁发的“国家注册珠宝评估师(CPVG)”执业资格证书。

国家注册珠宝玉石质量检验师(CGC)考试每两年举办一次,考试科目分理论与实践考试共四科,理论考试两科:“宝石学基础理论及有关法律法规”和“宝石学专业知识”;实践考试两科:“宝石鉴定”和“钻石分级”。考前培训机构主要由“国检珠宝培训中心”和“中国地质大学(武汉)珠宝学院”承担,目前已举办了六次,考试地点设在北京,从1997年起,各年度考试人数和通过人数如下:

1997年参加考试213人,通过158人,通过率约74%;

1998年参加考试197人,通过148人,通过率约75%;

2000年参加考试201人,通过146人,通过率约73%;

2002年参加考试 229人,通过170人,通过率约74%;

2004年参加考试263人,通过129人,通过率约49%;

2006年参加考试413人,通过145人,通过率约35%。

到目前为止,加上1997年认定的49人,全国共有国家注册珠宝玉石质检师945人,主要分布在全国大小近140个珠宝玉石质检站的检验岗位上。

国家注册资产评估师(珠宝)执业资格考试由5个考试科目组成:“珠宝评估理论与方法”、“珠宝评估案例分析”、“资产评估”、“经济法”以及“珠宝玉石质检师”资格考试。其中“资产评估”和“经济法”每年9月参加统考;“珠宝评估理论与方法”、“珠宝评估案例分析”每两年举行一次考试,考前培训机构由“国检珠宝培训中心”承担,目前已举办了两次,考试地点设在北京,各年度这两科考试人数和通过人数如下:

2004年参加考试95人,通过55人,通过率约58%;

2006年参加考试63人,通过29人,通过率约46%。

考生在三年内通过上述五科考试可获得国家注册资产评估师(珠宝)执业资格,到目前为止,获得CPVG执业资格2004年1人,2005年3人,2006年19人,加上2004年认定的15人,全国共有38人获得国家注册资产评估师(珠宝)执业资格,主要分布在各个珠宝玉石质检站内。目前国内唯一正式的珠宝评估机构是“中恒誉资产评估有限责任公司”,珠宝评估在我国属于刚刚起步阶段,市场十分广阔。

三、人工宝石与珠宝职业教育

人工宝石在珠宝职业教育中历来十分重要,宝石的合成原理、方法和鉴别特征是宝石鉴定课程中的重点和难点,几乎涉及每一个重要的宝石品种;人造宝石经常以仿宝石的“名义”出现,如人造钇铝榴石仿祖母绿,以及玻璃、塑料等均是仿宝石的重要材料;而再造琥珀是近几年珠宝鉴定中最令人头痛的难题之一。拼合宝石则在这几年市场上逐渐减少,仅可见拼合欧泊,相对来说鉴别比较容易。这在历年的质检师考试中就可见一斑。

随着科学技术的不断进步,合成宝石的手段和方法也在不断地突破,如合成钻石方面,1克拉以上的合成钻石已不再是新闻,据称有的国外公司已经开始商业化生产。这也对珠宝教育提出更高的要求。

我国目前实行高技能人才战略,计划到“十一五”末,职业资格三级以上的高技能人才占技能人才比例达到25%以上,其中技师(职业资格二级)、高级技师(职业资格一级)占技能劳动者的5%以上,并带动中、初级技能劳动者队伍的梯次发展。并力争到2020年,我国初、中、高级技能劳动者的比例达到中等发达国家水平。高技能人才是我国人才队伍的重要组成部分,作为我国产业大军的优秀代表和技术工人队伍的核心骨干,在加快产业优化升级、提高企业竞争力、推动技术创新和科技成果转化等方面具有不可替代的重要作用。只有加快培养一批掌握精湛技艺和高超技能的高技能人才和高素质的职工队伍,才能在激烈的国际竞争中具有更强的竞争优势,增强我国核心竞争力和自主创新能力、建设创新型国家,才有可能实现“中国制造”向“中国创造”的转变。

2007年全球人工宝石产值预计可达113亿美元,以广西梧州为代表的中国人工宝石切磨加工中心人工宝石(以合成红宝石与合成立方氧化锆为主)产量占世界40%,成为世界上最大的人工宝石加工基地和交易集散市场。市场的不断扩大,对相应人才的需求越发紧迫,特别是高素质的职业技能人才,是制约我国各地区,各行业经济发展的重要因素。珠宝职业教育任重而道远。

钻石的基本元素是碳(C)

氧化钻岂非是一氧化碳或二氧化碳乎 我想你是指合成钻石 它其实并不是钻石

它的化学成份为氧化锆(ZrO2)的结晶体由于它亦有很高的折射率

所以有时会被误认为钻石 这宝石首先在前苏联开始出现

所以锆石有时会被称为"苏联石" 由于它多数以人工合成的方法来生产 所以它有时亦被称为"合成钻石" 当然

现在

钻石亦可以合成方法来生产

但它的卡数太

不能用于首饰上 事实上

广西梧州亦出产甚多的合成锆石

名闻世界 很多首饰生产商都在梧州购买合成锆石的 它的价值十分便宜到可算是不值钱 一元几块已可购买细粒的锆石了

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钻石就是个骗局,虽然它比较稀少,且不会裸露在地表,但地球上的储量还算丰富, 价格之所以被炒上天,是因为垄断,而钻石的成分与人们日常生活中常见的煤炭、石墨等碳类物质极其相似,只要满足特定的条件,在特殊的环境里就可以人工制造出钻石。

钻石是如何形成的?

钻石是一种天然矿石,一般深埋地下,一些含有钻石的矿石在自然环境的侵袭下会还原成土壤,最终被水流冲积到有人类活动的地区(平原、丘陵缓坡地带),最终被人类发现,世界上第一颗钻石是印度人发现的。钻石一般不会单独存在,它存在伴生矿石,钻石的原石被称为“金伯利岩石”,这种岩石形成于地球深处,属于偏碱性超基性火山岩的一种,伴生矿石包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石等。

钻石的形成,与它所处的位置和环境有关,钻石的形成环境压力必须达到4~6Gpa,温度在1000~1500℃之间,只要满足该条件,那么就有可能形成钻石。钻石的主要成分是“碳”,它是所有已知宝石中唯一由单一元素组成的轴晶系宝石,但大多数天然形成的钻石会略微带一些杂质,杂质越少,代表纯净度越高,价格越贵。

自己在家是否可以制作钻石?

答案是肯定的,只要满足特定的条件,就可以自己在家制作钻石,在前文中已经提到了,如果想要自制钻石,就必须要拥有碳物质,且制作环境要符合钻石生成的条件,比如高压、高温等。不过这种制造方式不适合在家中操作,虽然人造钻石技术已经成熟,但还无法像日用品一样量产,存在技术门槛,必须在实验室环境下才能制造或合成。

之所以这么肯定,就是因为钻石的化学成分比较单一,它不像其他宝石一样,其含有的化学成分比较复杂,正因为它是单一元素组成,这才可以想办法模拟出它形成的环境,而这意味着,只要拥有制造材料、满足生成条件,那么就可以制造出钻石。以石墨为例,石墨矿石并不稀有,它的主要成分就是碳元素,只要在特定的环境下经过高压、高温的作用,就可以让蜂窝状的(碳原子)结构变成立方体结构,也就是钻石,而石墨的成分与钻石是相同的(不算杂质)。

人工制造钻石到底靠不靠谱?

说到人工制造钻石,不得不提到中国,我国在“合成钻石”领域研究比较超前,“人工制造钻石”的技术早就已经成熟了,根据《全球钻石行业报告》显示,全球珠宝级“实验室培育钻石原石”产量约为600万~700万克拉,咱们中国的产量就达到了300万克拉,国内制造厂商早就可以批量生产3~6克拉的钻石毛胚,且标准达到4C及以上,颜色评级达到“D”(无色),净度达到VVS级(最高)。

如果将人工制造的钻石与天然钻石进行对比,质量相差并不大,反而是因为人工制造时使用了更加纯净的碳物质,制造、合成的钻石要比天然钻石看起来更好。

结束语:钻石之所以会卖那么贵,并不是因为它的稀有程度,只是因为全世界的钻石开采和销售都被垄断了,人们误以为它稀少而已,实际上它并不保值。

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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