钻石是在什么条件下形成的

钻石是在什么条件下形成的,第1张

自然钻石形成:钻石是指经过琢磨的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石,是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳(C)元素组成的单质晶体,碳原子呈立方最紧密堆积, 彼此以共价键相连时, 就形成了自然界最硬的钻石

人工钻石形成:人工合成金刚石的方法有两种,是高温高压法及化学气相沉积法。

大部分钻石是在地质的高温高压下形成的。而钻石形成条件的压力在45到6Gpa,温度在1100到1500℃。大致换算下来相当于地下150到200km的深度。在地球深处只有很少的地方具有这种钻石形成的物理、化学条件。

从目前开采的钻石矿中发现,绝大多数的钻石形成年代都在20亿至30亿年前,在南非地区发现的一些钻石的年龄甚至达到了45亿年左右,这也能在一方面证实钻石是在地球诞生后不久便开始在地球内部结晶的。钻石也是世界上最古老的宝石。

那么钻石形成于年代久远的地层深处,是怎么被发现的呢?钻石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”,就像淘金那样。

自然钻石形成:钻石是指经过琢磨的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石,是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳(C)元素组成的单质晶体,碳原子呈立方最紧密堆积, 彼此以共价键相连时, 就形成了自然界最硬的钻石||人工钻石形成:人工合成金刚石的方法有两种,是高温高压法及化学气相沉积法。

大部分钻石是在地质的高温高压下形成的。而钻石形成条件的压力在45到6Gpa,温度在1100到1500℃。大致换算下来相当于地下150到200km的深度。在地球深处只有很少的地方具有这种钻石形成的物理、化学条件。

从目前开采的钻石矿中发现,绝大多数的钻石形成年代都在20亿至30亿年前,在南非地区发现的一些钻石的年龄甚至达到了45亿年左右,这也能在一方面证实钻石是在地球诞生后不久便开始在地球内部结晶的。钻石也是世界上最古老的宝石。

那么钻石形成于年代久远的地层深处,是怎么被发现的呢?钻石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”,就像淘金那样。

高温高压合成法又称晶种催化剂法,石墨是低压稳定相,金刚石的矿物学名称,他是高压稳定相,而且如果我们从石墨直接转化为金刚石需要高压和高温条件,一般要求压力和温度在10GPa和300 ℃ 以上,如果涉及金属催化剂 ,如Fe,Ni,Mn,Co等及其合金,石墨成为金刚石所需的温度和压力条件将大大降低,因此,目前金属催化剂参与高温高压法合成金刚石。

作为溶剂的金属催化剂位于碳源,通常为石墨和金刚石晶种之间,碳源在高温端,晶种在低温端,由于碳源在高温端的溶解度大于在低温端的溶解度,由温差引起的溶解度差成为碳源从高温端向低温端扩散的驱动力,碳源在种子晶体逐渐沉淀,金刚石晶体逐渐长大,由于晶体生长的驱动力是由温差引起的。

这种方法其实也被称为温差法,化学气相沉积(CVD)通常在高温等离子体的作用下,使含碳气体解离,并将碳原子沉积到衬底上的金刚石膜中,衬底可以是非金刚石材料,但单晶金刚石通常是通过碳原子沉积在金刚石衬底上而形成的,含碳气体通常是指含有氮,甲烷和氢的混合气体,甲烷是合成金刚石碳原子的来源,氮可以增加生长速率,氢可以抑制石墨的形成。

通常化学气相沉积合成金刚石是在低压和高温条件下进行的,压力一般小于一大气压,温度大概约为1000度左右,人造金刚石以石墨和金属催化剂为主要原料,采用高温高压原理,通过原料和辅助材料的制备和组装,合成,提纯,切割和抛光,镶嵌,最终形成人造钻石饰品。 

关于高温高压就能人工造钻石吗这里面有什么原理的问题,今天就解释到这里。

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