高温高压就能人工造钻石吗？这里面有什么原理？

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。

OL珠宝网是中国首家专注office女性珠宝,钻石,钻戒,婚戒,结婚钻戒,钻石戒指比传统珠宝店便宜一半,更有意大利设计师为您定制个性珠宝,物超所值,奢华不再昂贵 自然钻石是在地表以下200公里的深度在极端的高温(约1500。C)和高压(约50000大气压)的前提下发展的。但人们曾经可以在实行室的情况下发明相同的前提来出产组成钻石。多年来，组成钻石首要是用于工业用处，而出产大尺寸宝石级的钻石长短常复杂的。宝石级的钻石造价非常昂贵致使于一度前景暗淡。然则这十年随著苏联的崩溃，因为俄国严密型廉价的”BARS”技能的开展，虽然数目不大，在市场上却曾经屡屡发现以这品种型的设备出产的组成钻石。辨别自然钻石和组成钻石已是燃眉之急。但这要比区别伪造钻石坚苦得多。自然钻石和组成钻石部是由碳原子组成的，而且是依照一样的晶体点阵陈列，所以它们具有一样的物理性质。仅有的特征是显微构造和原子标准的晶体点阵中的不规矩性，也就是晶体缺陷。在这方面，因为分歧的发展情况，如化学气氛、发展速度，自然钻石和组成钻石是纷歧致的，当今市场上大局部的组成钻石呈很强的**、橙色、甚至棕色，因而很轻易被区分。彩钻属于五颜六色宝石的一种。彩钻家族拥有红钻、粉钻、黄钻、蓝钻、绿钻、喷鼻槟钻等成员，颜色各不一样，出色纷呈。钻石发生蓝色或灰色是因为含有硼元素，绿色则是由于钻石禁受长时间自然辐射效果，粉色和褐色钻石多是因为在发展时由于外部情况的改动招致晶体发生塑性变形，甚至可以说是晶体构造的一种缺陷，让人不得不感慨大天然的奇特。个中，属颜色饱和度高的红钻和蓝钻长短常罕见的，优质者全球但是数粒，单克拉售价高达数十万甚至百万美元，简直与顶级的祖母绿(Emerald)、鸽血红宝石相当。关于五颜六色钻石的传奇故事大都是悲惨剧，比方我们耳熟能详的霍普蓝钻(Hope Diamond)，简直每一位它的主人和身边的亲人都不得善终，实在令人毛骨悚然。这粒历经坎坷的宝石目前藏于美国华盛顿的史密森研讨所，应该是蓝钻甚至彩钻中最知名的一粒了。

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。人造钻石的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，现在生产的人造钻石在外观上和天然钻石没有任何差异。——《》

人造钻石在外观上虽然说和天然钻石看起来没有什么差异，但是毕竟内在成分不同，还是会出现鳞光现象。如今人造钻石生产技术已经有几十年的历史了，因为其造价低廉，还能够制作出各种美丽的钻石，在珠宝市场上也是炙手可热。虽然人造钻石在外貌上凭借肉眼很难和天然钻石区分，一般人要想鉴别是否是人造钻石，还需要去专门的鉴定机构用鉴定仪器才能够实现。

因为钻石的证明书上会标注是否是人造钻石，这也是为了保护消费者的利益，也是为了防止一些商家以次充好，让消费者上当受骗。会发现人造钻石在折光率上是明显低于天然钻石的，所以可以将人造钻石放在阳光下去鉴别。并且人造钻石内部存在着残留的金属结晶，如果用强力磁铁的话是能够被吸起来的。

要想要生产人造钻石，首先采用高温合成法，通过金属液体进行加热，成功的让碳原子发生反应，从而变成新的钻石。并且如今生产人造钻石成本低廉，而且速度很快，因为市场的需求，人造钻石已经具备了独特的商业价值。

这不是传言，而是真实的。钻石最早是在古印度的河床被发现的，一直到19世纪末，钻石还不怎么值钱。1722年，伟大的化学家拉瓦锡拿棱镜烧掉了一整块钻石，发现钻石迅速和氧气结合，最后变成了气体二氧化碳，以此证明了，钻石的化学成分实际上就是碳。原因在这里————而碳并不是什么珍贵稀有的元素，石墨的化学成分也是碳，但价格低廉，所以就会有到了800℃就烧没了的原因了，因为它的化学成分是碳。

“培育钻石”这个词，不了解的人还真以为是天然钻石，其实培育钻石就是合成钻石

合成钻石现在有两种，一种是CVD合成钻石，这种方法是化学气相沉淀法，这种方法现在是主流，可以非常两场，生产工艺比较成熟，生产出来的合成钻石品质高，

一种是高温高压合成钻石，就是用高温高压原理模拟钻石生长环境合成钻石，也可以生产出高品质的钻石，相对来说高温高压的方法没有CVD方法容易， 方法是有两种，但是不能说那种方法生产出来的合成钻石好，两种方法都可以合成高品质的合成钻石，最后都会进行合成钻石分级的。

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。

通常来说合成钻石和天然钻石的主要区别在于价值不同、色泽不同、意义不同，天然钻石比较稀有，其价格是人造钻石的好几倍，甚至几百倍，其色泽均匀透亮，而人造钻石颜色大多数以**或者棕色居多。

1、价值不同

钻石是一种比较珍贵的晶石，在市面上的价格也是比较高，其实合成的钻石和天然钻石在外表上没有多大区别，但同品质等级的天然钻石要贵很多，是人造钻石的好几倍，且具有相对的稳定性。

2、亮度不同

同时天然钻石和人造钻石的色泽也是不同的，天然钻石是多种矿物组成的晶体，在显微镜的观察下，可以看出里面晶体颗粒的不规则性，看起来均匀透亮，而市场上大部分的人造钻石主要是以**、棕色居多，色泽不清晰。

3、意义不同

此外天然钻石和人造钻石的意义也不一样，天然的钻石比较罕见，很多人用钻石戒指表达自己的情感，是对感情的一种认可，也是独一无二的体现，而人造钻石外表和天然钻石类似，但没有那么好的寓意，只能作为普通的饰品。

高温高压合成钻石的原理

目前世界上流行的高温高压合成钻石的设备主要有两面顶（belt，欧美国家主要流行）、六面顶（我国特有）和分割球（barssplitsphere，俄罗斯）或改良的分割球（Gemesis公司）。

高温高压合成法又称为种晶触媒法。石墨是低压稳定相，金刚石（钻石的矿物学名称）是高压稳定相。由石墨直接向金刚石进行转变，所需的压力和温度条件都很高，一般需要10GPa、3000℃以上的压力和温度。如果在有金属触媒参与的条件下（如Fe、Ni、Mn、Co等以及它们的合金），石墨变为金刚石所需要的温压条件将大为降低，所以目前高温高压法合成钻石都有金属触媒参与。

作为溶剂的金属触媒处于碳源（一般为石墨）与金刚石籽晶之间。碳源处于高温端，籽晶处于低温端，由于高温端的碳源的溶解度大于低温端的溶解度，由温度差所产生的溶解度差则成为碳源由高温端向低温端扩散的驱动力，碳源在籽晶处逐渐析出，金刚石晶体渐渐长大。由于晶体生长的驱动力是由温度差所致，因此也将该方法称为温度差法。

现在人类的技术已经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。垍头条莱所以在一定程度上讲，人造钻石确实没办法和天然钻石相比。但因为外观看起来与天然钻石没多大区别，主要在于后期加工，造假又比较低廉，也很受欢迎。好看耐用不就完了吗？然而也并非如此，人都是有点虚荣心的，手上戴个千百万年前形成的天然钻石和实验室中短时间形成的人造钻石，当然是前者更容易满足人的心理。