人工钻石怎么制作的

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。

钻石的化学式是C。

金刚石俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。

金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。物理性能：是天然矿物中的最高硬度，其脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。

钻石形成原因

钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨，而在高温、极高气压及还原环境中则结晶为珍贵的钻石。

稀少的钻石主要出现于两类岩石中，一类是橄榄岩类，一类是榴辉岩类，但仅前者具有经济意义。含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表，经过风吹雨打等地球外营力作用而风化、破碎，在水流冲刷下，破碎的原岩连同钻石被带到河床，甚至海岸地带乘积下来，形成冲积砂矿床。

钻石的化学成分是碳。钻石是在地球很深的地方经过高温高压条件下形成的一种由碳（C）元素组成的单质晶体。这是一种特殊的化学反应，需要特殊的外在条件以及大自然的密切配合。钻石的价值非常高，钻石是自然界最硬的物质，往往会把钻石和爱情联系起来，象征着永恒的爱情。

钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物质，是钻石的原材料。钻石在天然矿物中的硬度最高，其脆性也相当高，用力碰撞就会碎裂。源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。因为钻石的密度基本上相同，因此越重的钻石体积越大。越大的钻石越稀有，每卡的价值亦越高。

钻石的内部分子结构很特殊，也正是这种特殊的内部结构使得钻石拥有了如此特别的性质。钻石是一种纯碳元素组成的物质，碳元素在自然界中分布非常广泛，石墨甚至木碳也是碳无素组成，只不过是形成的条件不同，最终产生的物质大相径庭。

宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。因为合成钻石要比天然钻石费用高，所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。

钻石主要由碳元素组成的。

钻石的主要成分是碳(C)， 含C量96%-999%。即使很纯净的钻石也含有0001%的杂质。钻石中的杂质组分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N 等。 除 N 以外，其余杂质通常都以矿物包裹体形式存在，钻石中常含有磁铁矿、钛铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、橄榄石、石墨等矿物包裹体。

氮(N)是钻石中一种重要的杂质组分，N在钻石晶体结构中组成各种缺陷中心，可以单个N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。 根据N的含量和聚结形式可将钻石划分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型钻石含N量较多(005%-03%)。 Ⅰa型钻石中N以N3小晶片形式存在，Ⅰb型钻石中N以分散状态的顺磁方式存在。

Ⅱ型钻石含N量较少(<005%)，N呈自由状态存在。Ⅰ型和Ⅱ型钻石在某些物理性质上有所不同。自然界的钻石绝大部分是Ⅰ型钻石。

钻石为等轴晶系，晶体结构为立方面心格子，晶胞参数a°=356A(1A=1mm/1千万)(见左图)。C原子位于立方晶胞的八个角顶和六个面中心，并在其八个小立方格的半数中心相间地分布着四个C原子，每个C原子都与周围四个C原子相连接，每两个相邻C原子之间的距离都相等(154A)。这种结构C原子间形成极其牢固的共价键， 要分开这种化学健必须给以很大的能量。这就决定了金刚石具有一些特殊的性质，如极高的硬度和化学稳定性。

钻石的晶形最常见的是八面体，其次是菱形十二面体，较少见的是立方体。此外，可长成各种复杂形态的聚形或歪晶。

钻石与相似宝石、合成钻石的区别：

宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。因为合成钻石要比天然钻石费用高，所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。如：仿钻立方氧化锆多无色，色散强（0060）、光泽强、密度大，为58克/立方厘米，手掂重感明显。钇铝榴石色散柔和，肉眼很难将它与钻石区别开。

      大部分钻石是在地质的高温高压下形成的。钻石形成于年代久远的地层深处，一般是通过火山爆发而被岩浆带到地表。有些钻石矿石恰好落在河流上游，经过千百年的风吹日晒自然瓦解，钻石暴露在外，随着径流的冲刷来到下游，被有缘人的发现。所以在最开始的时候人们都是直接在河边“淘钻石”。

科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现，钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa（相当于150-200km的深度），温度为1100-1500℃。虽然理论上说，钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段，而已经开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。

钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石，如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石，但这种作用形成的钻石并无经济价值。

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。

钻石本质上就是碳元素组成的，贵也是切割工艺比较值钱。19世纪末的科学家就已经认识到这一点，他们就想石墨要是能在高压下变成钻石那不是美滋滋。后来事实证明这个猜测是对的，但是当时的人们，并不知道这个“高压”到底是个什么样的数值。有个叫莫瓦桑的人就将石墨和融化的铁水混合，当铁水凝固时就可以对石墨进行加压了。他和助手就开始了烧锅炉生涯，烧了一炉接着一炉，也不知烧了多少炉却依旧没有看见钻石的影子。

皇天不负有心人，1903年的某天终于让莫瓦桑得到了一小块钻石。他赶紧将这事儿上报给了法国科学院，后来全世界都惊呆了，这人莫不是会法术吧？石墨都能变成钻石，真的要发大财了。莫瓦桑因此声名鹊起，稳站当时科学界大佬的c位。

后来到了1906年，由于莫瓦桑在氟单质方面的杰出贡献，他获得了那一年的诺贝尔化学奖，但是从投票结果是5票对4票、1票弃权，以及他本人的获奖感言都跟钻石有关来看，这颗小小的钻石对他得奖的影响还是挺大的。毕竟获得4票的是史上最伟大的化学家之一的门捷列夫。

得了诺奖的第二年，莫瓦桑就去世了，之后科学家们才逐渐认明白，光靠铁水凝固的压力压根不能使石墨变成钻石，那那颗小钻石是哪来的呢？后来从他的老婆口中才得知了真相，原来是莫瓦桑的助手实在烧锅炉烧烦了，忍无可忍，于是悄摸摸地扔了块钻石下去，假装是石墨变的。

于是全世界都被这颗小钻石给骗了，尽管莫瓦桑可能迟早会得到诺奖，但是如果不是这颗小钻石推了一把，他非常有可能就没机会获奖了，毕竟得了诺奖的第二年就去世了。

虽然真相大白后，证实了那个人造钻石的实验只是莫瓦桑的助手搞出的惊天大乌龙，但是在大概半个世纪后，霍尔等人终究还是真正地成功合成了人造钻石。

所谓的「点石成金」，其依据便是同素异形体（相同元素构成，不同形态的物体），至此之后，科学家们对「碳的同素异形体」越发地如痴如醉、如疯如狂。

终于，在1985年，斯莫利等三位科学家发现了长得跟足球似的、有着完美球形结构的碳原子簇C60，为了致敬建筑师巴克明斯特·富勒，便将其取名为「富勒烯」，而这三位科学家也因此被授予1996年的诺贝尔化学奖。

晶体机基本原理

晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。展开分析晶体的特征非常晦涩，如果没有系统的学习物理化学知识比较难以理解，但是对于大多数宝迷来说，只要学会与宝石鉴定相关的基础知识则足够。



晶体结构的透射电镜

通俗的说，晶体内部的结构是有规律的，而非晶体则没有这种内部排列的规律。举例说明：

非金属的碳原子通过共价键可以形成金刚石晶体，即钻石晶体。



钻石内部碳原子结构

钻石的成分是碳12原子，其结构特征是每个碳原子都有四个共价键（四个共用电子对），C原子间等间距排列，C-C键长为0154nm，原子间结构牢固，组成具有四个角相等的正四面体，形成一个钻石晶胞。同时，四个角又是其它四面体晶胞的一部分。由四面体组成的钻石，常见有立方体、八面体、菱形十二面体晶体。

由此可见，宝石晶体内部原子结构一定程度上决定了其外部晶体形状，同一元素，内部结构不同，晶体外在表现形状也不同。比如在石墨中碳原子先通过共价键形成层型分子，然后通过范德华力结合成晶体。



石墨内部碳原子结构

二、晶体形状的种类

结晶质矿物由单个或多个晶体组成。多晶矿物由多个小型晶体组成，需要借助显微镜才能看清楚的晶体构成的矿物称为隐晶矿。

结晶质矿物由若干称为晶面的平坦表面围成，这些晶面的方位确定了晶体的总体形状，称之为”习性“。具有自身习性的晶体呈现为特定的形状，而没有明确习性的晶体则形成块状。

1、金字塔形宝石晶体



IIA型钻石

2、针状晶体



针状金红石发金

3、棱柱形晶体



海蓝宝石棱柱晶体

4、块状晶体



青金石块状晶体

5、树枝状晶体



自然铜树枝状晶体

上面介绍了五种主要的晶体形状，不同元素可能结晶成相同形状，相同元素也可能结晶成不同形状，