河南工业大学材料学院超硬材料研究所成功合成出重2克拉、尺寸达82mm的高质量**钻石,该样品为内地重量和尺寸最大的人造金刚石单晶。此项成果标志着该校在国内人工合成钻石(宝石级金刚石)领域已处于领先地位。
优质宝石级金刚石单晶作为一种战略性资源,在工业、科技及国防等众多领域具有重要应用,市场前景广阔。世界上仅有美国、英国、日本等几个发达国家能够合成宝石级金刚石单晶。巨大的商业价值使得宝石级金刚石单晶的合成技术长期以来一直受到严密的封锁。
河南工业大学材料学院超硬材料研究所经过长期、大量的探索,成功掌握了合成优质宝石级金刚石单晶的核心技术,实现了3-8mm优质金刚石单晶的批量化生产,合成实验的重复性超过90%。
扩展资料
利用静态超高压(50~100kb,即5~10GPa) 和高温(1100~3000°C)技术,通过石墨等碳质原料和某些金属(合金)反应生成金刚石,其典型晶态为立方体(六面体)、八面体和六-八面体以及它们的过渡形态。
随着高温高压技术的发展,人造单晶金刚石最大尺寸已经可以做到8mm。到20世纪70年代开发的金属烧结聚晶金刚石(PCD),人工合成金刚石材料已经成为自然单晶金刚石的唯一替代物。
金刚石聚晶由金刚石微粉与少量结合剂在高温高压下烧结而成,具有耐磨性高,抗冲击韧性强,热稳定性好和结构致密均匀等特点,广泛应用于制造石油,地质钻头和机加工工具和宝石加工等。
-人造金刚石
-人造钻石
1、价值
在外表上人造钻石和天然钻石的区别不大,但同样品质等级的人造钻石要比天然钻石便宜许多,有的甚至只有天然钻石的五分之一价格。天然钻石的价值相对稳定且具有可持续性。
2、色泽
自然钻石和人造钻石都是由碳原子构成的,并且是依照相同的晶体点阵排列,所以它们具有相同的物理性质。仅有的特征是显微构造和原子尺度的晶体点阵中的不规则性,也就是晶体缺陷。在这方面,由于不同的生长环境,如化学气氛、生长速度,自然钻石和人造钻石是不分歧的,当今市场上大部分人造钻石呈很强的**、橙色、以至棕色,因而很容易被辨别。
3、意义
天然钻石象征着珍贵稀有,人们常用天然钻石戒指来表达自己的爱意,以钻石的稳定性质象征永恒不变的爱情,而人造钻石虽然外面和天然钻石无二,但却没有天然钻石那样的美好寓意,通常只当做平常佩戴的首饰。
扩展资料:
衡量一颗钻石稀有性品质的标准主要有四个维度,即重量(CARAT)、净度(CLARITY)、色泽(COLOUR)和切工(CUT),也就是通常所说的“4C标准”。这个标准由GIA(美国宝石学院)创立,是目前在世界上包括中国最为主流的钻石评价标准。
衡量钻石美丽属性的标准叫做美丽度。钻石的美丽度,取决于光效应(Light Performance)。钻石的光效应从三个指标来识别,Brilliance亮度(白色光),Fire火彩(彩色光)和Sparkle闪光(闪烁度)。钻石的亮度、火彩和闪光的评级越高,这颗钻石的美丽度就越高,就越璀璨。
参考资料:
两者的区别依靠专业的仪器就能鉴别出来,可以找一些权威的钻石鉴定机构,类似GIA进行检验,而且前不久,全球钻石验真项目PROJECT ASSURE也正式落地中国,这个项目主要是持续测试市面上的钻石检测仪器,以防止市面上的合成钻石和天然钻石相混淆,为消费者购买天然钻石提供了可靠的保障。虽然外观很难分辨,但是两者本质上还是存在较大的差别的,在价值上也有着天壤之别。人造钻石事实上是从工业领域延伸而来的一种仿钻石制品的说法,口语化点的说法就是假钻。而天然钻石则带有陪伴、见证等情感价值,天然钻石通常会出现在一些仪式感极强的场合上,比如结婚、订婚、纪念日等,但现在很多消费者也会选择为自己购买钻石,在日常生活中佩戴,让它能够见证我们生活中的点滴快乐,同时也是对自己的一种鼓励。另外,天然钻石自然形成的难度极大,开采过程也是复杂至极,最重要的是能被评为宝石级别的钻石原石比例极低,可想而知天然钻石的珍贵程度,流水线生产的人造钻石是无法取代天然钻石的地位的。最后要特别注意的是,人造钻石生产过程中的碳排放量是天然钻石的三倍,并不像宣称的那样无污染,十分的不环保,毫无购买的意义。
钻石是一种观赏度很高的宝石,十分的漂亮。无论是品相还是数量,都十分的稀有,价值度很高。天然钻石的稀缺催生了合成钻石的生产,人类创造了制作人工钻石的技术,诞生于上世纪的中期。最近几年,合成钻石的技艺越来越高超,科学家们造出的人工钻石纯净度越来越高,数量也在急剧增长。在物理和化学属性等方面,人工钻石和天然钻石并没有什么明显的区别,需要借助专业的高端仪器才能辨识。天然钻石的生长周期较长,合成钻石的生长周期较短,在购买方面可以借助证书来进行有效区分。
一、钻石的合成钻石合成方法有许多种,比较传统的方法是高温高压等,即使用铁、钴、镍等为原料合成钻石。新的方法比如化学蒸气沉淀和低压高温等,也是制作合成钻石的有效方法,用真空室内气体来合成钻石。这两种方法都要使用上晶种来合成钻石,高温高压法的钻石粉末主要消溶在金属助溶剂里后结晶在晶体上。
二、天然钻石和合成钻石间不同的生长模式天然钻石所需的温度比合成钻石高,高温环境下,钻石生长成八面的晶体。钻石里氮杂质经过一段时间的聚集后,以对或群形式出现,变成为百分之九十五以上的la型钻石。合成钻石的生长周期比较短,形状跟天然钻石有很大的不同之处。
三、天然钻石的物理性能天然钻石是一种经过雕琢的金刚石,为一种矿物,是天然的钻石原石成分。它在地球内部经高温和高压环境后产生了单质晶体,由碳元素组成,在天然矿物中属硬度最硬,脆性高的高密度碳结晶体。
钻石的质量单位为卡,也称做克拉,体积越大的钻石重量越重,价值也更高。天然钻石的产地多分布在澳大利亚等,有三十多个国家拥有珍贵的钻石资源。天然钻石的切磨中心有比利时的安特卫普、美国纽约、泰国曼谷等,其中以比利时安特卫普最为有名。
1、硬度检验
钻石是已知最硬的自然生成物质,没有什么东西可在钻石上划上痕迹,若能划上痕迹的则绝非钻石。
2、导热性试验
在待辩钻石和其它相似物品上同时呼一口气,若是钻石则其表面凝聚的水雾应比其它物品上的水雾蒸发得快,这是因为钻石具有高导热性的原因。
3、观察反射光
用放大镜可观察到钻石的腰围处呈现一种很细的磨砂状并有亮晶晶的反射光。钻石的这种特征是独一无二的。
4、看生长点
在放大镜下观察,真品钻石的晶面上常有沟纹和三角形生长点,而赝品有三类:①加了氧化铝的普通玻璃,因折射率和色散提高,
容易误入,但硬度低。②用化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制,硬度接近,但折射率低并有双折射现象,在放大镜下可见重影。
5、同类化学成分测验
铅笔的化学成分是碳和钻石一样,只是物理结构不一样,所以很多人用铅笔去检测钻石的真伪,属于一种比较实用有效的方法,在鉴定的时候,要先把钻石用水湿润,然后再用铅笔轻轻的刻划,在真钻石的晶面上,铅笔划过的地方,是不留痕迹的,而如果不是钻石,而是玻璃、水晶等材料,就会在表面上留下痕迹,一般情况下,用铅笔刻划来鉴别钻石的真假,这种方法的准确性是较高的
6:人造氧化锆仿制,硬度较高,折射好,但在转动时会反射较多的彩光,与真品在转动时只反射出微弱的黄、蓝色彩光相比,有明显的差别。
钻石辨别真假小窍门:
1、滴水法
天然钻石的质地坚硬细腻,在表面上滴一滴水,如果是真钻,水滴会长时间不散,或者朝其表面哈气,真钻表面水汽能很快消失,反之即为假钻。
2、验硬度
天然钻石是自然界中最硬的宝石,用锋利刀具在其表面上刻划,不会造成任何的划痕,而假钻的硬度低,其表面经过刻划容易出现痕迹。
3、看火彩
在灯光的照射下,天然钻石具有闪亮夺目的火彩,其表面能够反射出五颜六色的彩光,而假钻的光彩生硬呆板,看起来不自然。
钻石的形成
火山爆发以及矿石中的钻石均是在地球内部经过高温高压后形成的。
钻石在地下 160~480km 处形成。大部分钻石被发现位于一种称作 “金伯利岩” 的火山岩中,这种岩石埋藏于火山活动依然活跃的地带。其他任何被直接发现的钻石,都是经其他作用而直接从原始的金伯利岩中分离出来的。
钻石骗局钻石又名金刚石,其本质上是由碳构成的一种单质,其除了外观精美和硬度极高也并无多大特点。
其实在19世纪钻石本应不是那样稀有和昂贵,而当今如此昂贵的钻石可以说完全是由 钻石巨头戴比尔斯一手吹捧出来的。
1870年采矿工人在南非先后发现几个巨大的钻石矿场,仅在当时的开采技术下一天便可开采出上吨的钻石。
于是钻石商联合成立了戴比尔斯公司将几乎所有的钻石矿坑都收入囊中,从此便开始了饥饿营销的模式,之后更是在媒体吹捧钻石象征着永辉的爱情,于是这个概念便一直深入人心。
人工钻石所谓人工钻石就是如天然钻石形成一般模拟高温高压的条件合成钻石。而且现如今的人工钻石已经达到宝石级别。2005年美国人造钻石的产能已达到每小时5克拉,且随着技术的进步要造出与天然钻石无异的钻石只是时间的问题。
钻石是一种昂贵的宝石,是由金刚石加工而成。除了首饰行业会用到钻石,工业领域也会用金刚石制作钻头、玻璃刀等。金刚石是碳元素组成的单质,和石墨为同素异形体。在知道了金刚石是由纯碳组成之后,就有人想方设法用碳制造金刚石,并且早就取得了成功。上世纪70年代人类就有能力制造出1克拉以上的钻石,目前很难统计出市场上的钻石有多少是人造钻石。
金刚石为正八面体结构,不论是中国产的还是南非产的,也不论是地球上的金刚石还是火星上的金刚石, 也不论是天然的金刚石还是人造的金刚石。
地球表面附近的金刚石比较少,内部的金刚石相对就要多很多。地球上天然的金刚石一般是在高温、高压的环境下产生的,地球内部的温度及压强比较高,碳元素要比在地面附近更容易结晶成金刚石。地壳深处的金刚石可以通过火山喷发或大地震到达地球表面附近。人工制造金刚石的时候可以用石墨做原料,在高温、高压的环境中改变碳原子的排列结构,就有可能制造出金刚石。人造金刚石的成本要远低于钻石的价格,只是目前限于技术手段,人造金刚石的尺寸还达不到几十克拉、几百克拉之巨。
除了价格低廉,人工制造金刚石的时候还可以掺入一些杂质,使得制造出的钻石具有某种特定的绚丽色彩。这是人造钻石的其中一个优势。有时候可以根据掺杂在钻石中的杂质鉴定出这是一枚人工制造的钻石,若是制造钻石的时候没有留下类似的痕迹,还能不能鉴定出那是一枚人工制造的钻石?难!很难!因为钻石的结构都一样,物理性质、化学性质也是一样的。
钻石虽然价格昂贵,但它没有金融属性,不像黄金那样可以作为支付手段或金融储备。钻石有工业用途,除此之外就是一件奢饰品。如果你不是小资女人,不是傻白甜,不是土豪,没必要关心钻石是人造的还是天然的。
天然钻石也是在高温高压的地方产生,所以钻石矿附近一般曾有小行星撞击或者火山喷发。模拟天然钻石的形成时的高温高压环境就可以制造钻石,但其晶体结构和天然化石有所不同。
天然钻石一般是在地下 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的环境中 形成,然后被火山喷发等地质运动过程带到地球表面,形成钻石储量较高的矿藏;而另一种情况是小行星撞击,由于短时间内大量动能转化为热能,撞击时的压力也非常高,也能形成钻石晶体。钻石可以分为等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石,是均匀性质相同的碳单质晶体,密度(g/mLat 25°C):35, 熔点3550°C-4000°C,绝对硬度10000-2500,因为含有的杂质元素不同,也是钻石有不同的颜色,有粉的、黄的、蓝的等等颜色,而天然的钻石未经打磨,形状可能不是很规则,而且也不会像经打磨的钻石一样形成正八面体的规则、闪耀的晶体。
既然知道了钻石形成的环境,那么人工模拟那样的高温高压环境就能制造钻石,可以在2300℃、15到18个大气压的环境下,以一颗直径1毫米左右的天然钻石作为“种子”,石墨作为碳的来源,在那样的环境中石墨中的碳原子会在天然钻石的外层重新形成结晶,但是由于不能完美地重现地下数百公里或者小行星撞击时的温度或者压力变化曲线,人造钻石的晶体结构更加混乱一些,不像天然钻石是规则的等轴晶系结构。但是硬度方面与天然钻石差别也不是很大,而且经过打磨后肉眼很难分辨天然或者人造。而如今美国的人造钻石生产已经能达到5克拉每小时,由于天然钻石开采的难度而具有一定的稀缺性,人工钻石可以在很多场合替代天然钻石。
通过钻石的人工制造和天然形成过程,可以知道人造钻石并不能完全地替代天然钻石,但也不是过分追求钻石的理由。钻石可以算是“可再生资源”,不过投入市场的钻石不是很多造就了它们的稀有,然而实际上在地下深处钻石的储量还是很高的,据一些科学家估计地球上总共有1000万亿吨钻石。
天然的钻石是在地球的深处,经过几亿、几十亿年的时间,高温高压的环境下自然形成的,火山喷发、地震等自然之力,将钻石从地表以下160公里的深处带到浅层地表。我们可以参照已挖出最深的洞来看,俄罗斯的科拉超深钻孔,仅约123公里,相对来说,160公里简直是遥不可及。天然的钻石是稀有的,不是自然界的钻石少,而是可获取的非常少,除了地球深处有大量钻石,木星、土星、天王星、海王星还会下钻石雨,其大气中的甲烷,在闪电的作用下变成煤灰型态的碳。煤灰在沉降的过程中固化成石墨,高温高压的环境使之变成钻石。
高温高压就能人工造钻石,第一批人工钻石是1954年在通用电气实验室制造的,在1600摄氏度高温和10万个大气压的环境下,使钻石晶种生长成钻石,利用晶种可以缩短钻石形成的时间。 人工钻石是真钻石,天然钻石和人工钻石的主要元素是碳,它们的化学结构和外观基本相同,硬度也一致。 人工钻石与天然钻石之间唯一的化学区别是, 大多数天然钻石含有微量氮,而人工钻石通常不含氮 ,正因为天然钻石的稀有性,人工钻石的价格约为天然钻石价格的30-50%。绝大多数天然钻石是科学家所称的IA型钻石,IA型钻石含有大量的氮,呈团状或成对,目前这种钻石不能人工合成。
因此,想要区分天然钻石还是人工钻石,只能用科学仪器微观鉴定,肉眼是分辨不出来的。现在,你知道在哪里有可能捡到天然钻石吗?
把人工钻石放开进入珠宝市场会把天然钻石市场打的溃不成军……而且不止钻石,很多其他宝石都很容易工业化生产出来
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