实验室培育钻石,是采用人工方法模拟天然钻石结晶特点生成并制造的钻石,并在每一个方面上真正意义的钻石,其在化学、物理、原子、光及所有特性与天然钻石相同。
如果说天然钻石最珍贵是悠久的岁月沉淀,那么,实验室培育钻石是由最优秀的科学家、专业的工程师、娴熟的技术工人所创造,整个过程只使用适量的电力和原材料,而不是大型机械破坏性的开采。避免了天然钻石开采所带来的残酷现实。培育钻石始终遵循绿色与环保,可持续发展的理念,保护了环境友好的同时又给人美的享受。
同样,实验室培育钻石的理念在对环境友好的前提下,并未放弃对其品质和价值的追求。不管是颜色,级别,切工,在模拟天然钻石形成的过程中,更加追求完美。尽管它们是在实验室中培育而成,但它们依然是真正的钻石,采用和天然钻石相同的分级标准,与天然钻石一同供应整个产业链。
一般来说,实验室培育的钻石的重量不超过1克拉,但随着技术和工艺的进步,市场上出现了更大的培育钻石。很多实验室也在不断刷新培育钻石的重量记录。
在早前,世界上最大的钻石供应商,戴比尔斯宣布涉足合成钻石领域,子公司将会售卖1克拉大小的合成圆钻,每个钻石会带标记来区分。
天然钻石其实并不少见,珠宝级的钻石少见一些,但是今天的钻石地位得益于“钻石恒久远,一颗永流传”的营销奇迹和整个钻石行业的垄断销售模式。随着戴比尔斯对钻石业的控制力下滑,实验室合成技术的成熟,钻石行业受到冲击是迟早的事,这时候主动进入合成钻石领域,戴比尔斯还是很聪明的。
回到问题上来说,基本上,人造钻石和天然钻石没有区别,只有仪器上才能看出区别。
如果是合成立方氧化锆或者莫桑石,那化学成分和钻石都不一样,更本不是一个东西。火彩,密度,硬度都不一样,戴手上没有钻石光彩夺目的感觉。
如果是实验室合成钻石,CVD这一类的化,几乎看不出太大差异来,只能通过大型仪器检查,测红外光谱等等属性。
自然环境下,钻石生产过程中变数很多,全球的钻石中大约15%能达到宝石级的品相,剩下的都不够纯净,或者是多晶结构。所以天然钻石分为宝石级钻石和工业级钻石两种。工业级的钻石,人工合成技术已经很成熟了,在市场上有很好的销路。而且,工业使用,没有人关心是不是天然的。宝石级的合成钻石,技术还比较新,实验室下的合成方法很多,各有利弊。不过人工合成可以直接得到单晶,纯净度也不错。在肉眼下,在宝石级别,天然钻石和人工钻石是没有区别的。上仪器的话,光学特性有一定的区别。人工合成是IIa型钻石,这是鉴定的重要特征。
就像其他宝石一样,人工技术会越来越成熟,但是消费市场会分级,有钱人会继续买天然钻石的。
燮乐培育钻石是真的吗。培育钻石虽然没有天然钻石值钱,但是培育钻石比天然钻石也差不了多少,也是有一定价值的。实验室培育钻石,是采用人工方法模拟天然钻石结晶特点生成并制造的钻石,并在每一个方面上真正意义的钻石,其在化学,物理,原子,光及所有特性与天然钻石相同。
钻石的培育是一个将小钻石培养长大的过程。
(1)源自钻石种子:在实验室中,利用先进的设备和前沿技术还原自然环境,将砂砾大小或是薄片装的钻石作为种子,置入培养仓内,为钻石的生长提供原子结构模板;
(2)高温高压环境:在培养仓里,温度和压强将迅速升高,大道地底深处过百里公里处的高温高压环境,人工创造天然钻石苛刻的形成条件;
(3)通入含碳养料:石墨(C)或甲烷(CH4)将碳源加入培养仓,在高温高压环境和特殊处理下,原料中的碳原子间的化学键将断裂,成为游离的碳原子;
(4)种子培育大小:游离的碳原子会被附近的碳原子结构吸引,所以他们会逐渐附着在钻石种子上,与钻石种子的碳原子结合,形成新的化学键,从而让种子逐步长大。
培育钻石分类
市面上可以批量生产钻石的方法有两种: Chemical Vapor Deposition 化学气象沉积,简称CVD, 以及High Pressure High Temperature 高温高压,简称HPHT。
CVD化学气象沉淀法
化学气相蒸镀乃使用一种或多种气体,在一加热的固体基材上发生化学反应,并镀上一层固态薄膜。所谓CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沈淀)钻石是以一块天然钻裸石为母石,利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助,在微波炉中以高压方式,让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上,经过一层层增生,可形成大至10克拉之透明钻石。为使CVD的钻石生长顺利,碳源常用已具钻石结构的甲烷。甲烷可视为以氢压出的单原子钻石。这种「长大」的钻石,品质与天然钻石几无二致,肉眼难辨。
HPHT高温高压法
HPHT有几种不同的机器,原理都是类似的,在机器中心创造出一个高温高压的环境,能把碳原料粉末压成钻石。中间需要金属催化剂,因此很多HPHT钻石都会有金属杂质包含在内。早期只能制作**小颗粒,作为工业磨料使用;随着技术进步,很多国内厂商可以制造出无色大颗粒,金属包含物也越来越少,达到了珠宝等级。国内产能主要集中在切割后裸钻重量1克拉以下。俄罗斯有一家曾经长出一颗切割后10克拉的大钻石,不过这种大颗粒万里挑一,目前不能量产
钻石本质上是由碳构成,更确切的说,是由高度有序的碳原子组成。虽然地质学家仍在研究钻石如何于10亿至30亿年前在地球上形成,但根据一项发表在《自然》(Nature)杂志上的研究,他们认为钻石的形成过程是这样的:
1 二氧化碳被掩埋入地下100英里(约160公里)。
2 加热到1200摄氏度。
3 被每平方厘米5,1000千克的压力紧紧压缩。
4 迅速流向地球表面降温。
可以看到,天然钻石的形成条件非常苛刻,因此天然钻石具有很高带的经济价值。由于天然钻石的稀少,这就催生了人造钻石:目前有两种方法可以在实验室中合成钻石。
第一种合成钻石的方法被称为高温、高压法(简称HPHT法)。这是最接近地球内部产生的钻石,原料是石墨(没错,石墨本质也是碳,是碳的一种同素异形体。我们最常接触到的石墨就是铅笔),把石墨置于高温、高压以及金属催化剂的体系中。通过HPHT法,石墨的晶体结构被破坏重组,在几天之内就能形成钻石。然而,这些钻石不像天然钻石那么纯,因为在反应体系中,有金属催化剂参与其中。
另一种合成钻石的方法就是化学气相沉积法(简称CVD法),这种方法无需巨大的压力,并且还能产生比天然钻石更完美的人造钻石。先把一块钻石置于减压室中,然后用微波束轰击天然气,形成碳的等离子体。当气体加热到2000度时,碳原子就像“雨”一样落在减压室的钻石上并依附在其之上,然后完美的钻石就能在一夜之间生长出来。最后,再用高功率的激光把钻石切割成想要的形状就行。
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不一定,需要老百姓对人造钻石的认可度提升之后才能实现真正意义上的“钻石自由”。
日前,“河南一家人造钻石生产企业年产能生产10克拉钻石”的新闻引发舆论关注。据记者了解,全球每年的人造钻石需求量大约在600万~700万克拉之间,而中国的人造钻石产量大概在300万克拉左右。一家企业能达到中国总产量的1/3,这样的实力可谓优秀。
该企业负责人介绍说他们采用“高温高压法”制作人造钻石,工作人员会将带有晶种的金属块放入六面顶压机中,该机器模拟天然钻石在地下100多公里处的生长环境。人造钻石的主要原料石墨在高温高压条件下,碳元素会溶解在特定的熔融合金中,以晶种为中心向外生长成钻石,两周后就能长到约七八克拉。
目前该企业能生产的、最大质量的人造钻石为10克拉。不过,这样大的人造钻石价格高、需求量小,不是该企业的主流产品。这家企业最常生产的是3~6克拉的人造钻石,特别适合年轻人结婚和奢侈品镶嵌使用。和天然钻石相比,人造钻石生产周期短、产量大、价格便宜,在外观上基本一致,只要心里能过这个“坎”就能以更低的价格买到更大的钻戒。
之前在抖音上看过一个视频,一对年轻情侣在选购结婚钻戒时正好碰到记者。这对情侣表示会购买人造钻石,因为人造钻石的价格是天然钻石的30%,这非常划算,能把省下来的钱投入到筹备婚礼的其他方面。所以,并不是人造钻石的产量上来了就能实现“钻石自由”,还要老百姓对人造钻石的认可才行,只有需求量大了才能刺激人造钻石的产量,进而实现真正意义上的“钻石自由”。
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