什么是人工培育钻石

培育钻石以前被称为人工钻石或者合成钻石，这叫法不太规范，听起来像假的钻石，所以业内人士就用培育钻石这样的正规称呼了。培育钻石的物理、化学和光学性质与天然钻石完全一样，都是由碳原子组成的晶体，鉴定标准也跟天然钻石一样，所以培育钻石是货真价实的真钻石。

截止到目前，培育钻石的制造方法主要有两种：高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD），这两种方法各有优劣，技术上也相对成熟，是大家普遍使用的。HPHT法可以生产高净度高颜色的钻石，CVD法更适合生产2克拉以上的钻石。这两种技术相互依存，未来都有进步空间。天然钻石是大自然的馈赠，培育钻石是人类智慧的结晶，只需要几周时间就能生产出来，价格也仅为天然钻石的70%，最重要的它与天然钻石一模一样，并不是莫桑石，立方氧化锆之类的仿石，是货真价实的钻石。

专注于高品质培育钻石六年的的御希珠宝出品的培育钻石在外观上和天然钻石没有任何差异，且具有与天然钻石基本相同的物理性质、化学成分和晶体结构。有些人可能会将培育培育视为钻石的仿造品，这是错的，因为培育钻石与天然钻石拥有相同的物理原子结构，在钻石4C的评级标准下，品质都能够媲美甚至超越天然钻石，更被国际宝石权威机构认证为「真的钻石」。以如今的技术，培育钻石的品质已然能够媲美，甚至超越天然钻石，不仅化学和物理特性几乎完全相同，价格也更实惠，用肉眼观察下两者，完全看不出任何区别。

培育钻石是真钻石，是和矿产钻石一样的真钻石，学名都是金刚石。培育钻石和矿产钻石的区别就像进口宝马和国产宝马，这两者并没有本质区别，只是出身不同。而培育钻石和莫桑钻、魔星钻的区别就像宝马车和自行车，这两种没有可比性，压根就不是同一种交通工具。

什么叫培育钻石？

培育钻石生成于实验室，利用先进的技术和设备在实验室中还原出天然钻石形成的环境，利用小型钻石晶种诱发钻石自然结晶，以此在地表上培育出与天然钻石物理，化学，光学特性完全相同的钻石。因此，培育钻石就是货真价实的钻石。

曾经有人做了形象的比喻：天然钻石之于培育钻石，就好像自然出生的婴儿之于**妈妈生出的婴儿，归根结底都是人！

01

钻石种类

大家应该知道，钻石就是碳原子组成的。钻石大致分为四大类：Type Ia、Type Ib、Type IIa、Type IIb (为了大家看明白，请允许我称它们为1a, 1b, 2a, 2b)，其中1a占了全球开采总量的98%， 2a占比不到2%，天然的1b, 2b都非常少。

从下图大家也能看出来各种类型的特征：

1a: 氮杂质多，质量偏低，不同的杂质形态会影响钻石本身颜色，所以就会出现无色，淡黄，棕色等等各种颜色，一般按颜值分配工作，用于珠宝，工业等等。

1b: 氮杂质多，但是含的氮都是单原子形态，因此整体呈现**，从亮黄，到焦黄，到屎黄……天然存在很少，但是咱国内HPHT工厂每天不间断生产，包拦了全球90%以上的产能，价格便宜到按桶卖。用作切割工具或者磨料。

2a: 几乎不含氮杂质，因此光透好，大部分色调好，接近无色，也可能会有偏棕色调。很多巨型著名的钻石例如 3319克拉的Elizabeth Taylor Diamond, 530克拉的Cullinan 1, 317克拉的Cullinan 2, 都是2a型。

2b: 传说中的蓝钻，因为有硼元素的加入，钻石呈现蓝色，天然貌美的蓝钻很稀有，培育出的蓝钻可用于珠宝，也因为它的导电性，成为半导体科研的宠儿。

在这里需要强调一下，这里所谓的杂质，都是肉眼看不到的原子级别的杂质，和商店里钻石分级报告中提到的，可以用放大镜观测到的杂质是不一样的哦。

02

钻石生长方法

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。

i CVD

以钻石作为晶种基板，通入氢气和甲烷为主的混合气体，在高温低压的条件下，打入微波能量，甲烷被打出游离碳，一点点下雨一样落在晶种上，按照晶种提供的钻石模板整齐排列，一点一点越积越厚，钻石就长起来了。听起来是不是好简单？其实能引发这个反应的配方区间非常窄，很难找到合适的压力，温度，气体比例等等，如果找不好，长出的钻石就是棕色，就会出现黑乎乎的碳，或者干脆失败。

即使科学家们完美的找到了这个区间，钻石宝宝们也任性的很，同一锅出生的钻石都可能会有不同的生长状况：有棕有白，有高有矮，有斑有点，还有残疾或死胎。。。外因影响也很大，供电稳定性啊，气体纯净度啊，晶种质量啊，环境温度啊等等。所以培育钻石们都是在科学家悉心呵护下，放飞自我的成长，每一颗都是特别的~

根据需要钻石的厚度大小，钻石生长的时间也是不同的；钻石质量的高低，也会影响生长速度，高质量的钻石，自然生长的慢咯。一般情况下，经过几百个小时，钻石毛坯就可以出锅啦。毛坯经过加工，成为裸钻，裸钻大概可以达到5克拉。

划重点： 无色CVD培育钻石都是2a型哦。

ii HPHT

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。

03

与开采钻石的区别

培育钻石与开采钻石唯一的区别就是来源，一个来源于实验室，一个从地下挖出来。

外观上完全没有区别哦，不经过高科技精密仪器鉴定是绝对分辨不出来的。因此建议大家买钻石一定要它出示鉴定证书！

i 证书

目前大部分培育钻石，都由IGI国际宝石学院鉴定出证。每颗培育钻石都有独特编码LGxxxxxxxxxx, 刻在钻石腰部。

为啥不是GIA GIA也能出，不过有点闹心。GIA 99%的生意都来自于天然钻石鉴定，天然钻石商又看培育钻石不顺眼，怎么可以为了不到1%的生意，得罪大客户呢？但是作为一个“公正”的第三方，也不能明目张胆的diss培育钻石，所以只好在培育钻石的报告上搞特殊化了：比如一颗F色 VS1等级的钻石，GIA的鉴定报告为无色VS级。可是要知道无色包括了DEF三种，VS包括VS1和VS2 两种，GIA只模糊的告诉你大概范围，这种报告既贵又鸡肋。因此大家都去找另一家权威机构IGI，至少能被平等对待，并准确分级。

国内的NGTC也是不错，可惜报告上称呼为合成钻石，很有误导性，听起来就像假钻石一样。

HRD证书也可以作为被选，不过据以往经验，有可能有坑。

ii FTC 声明

Federal Trade Commission （FTC）美国联邦贸易委员会在2018年7月重新修改了对钻石的定义并且为培育钻石发声。声明称：当实验室可以造出和开采钻石物理，化学，光学性质都相同的产品的时候，用“天然”来定义钻石已经是不正确的了，因为两者都是钻石。并且FTC建议从业者避免使用“合成”来称呼培育钻石， 这会误导消费者对其的理解。

04

d 与仿钻的区别

培育钻石和仿钻的区别，以下表格就可以表述清楚了：

Cubic Zirconia 立方氧化锆，Moissanite莫桑石都是仿钻，化学成分，硬度，比重，折射率，色散都不同于钻石。好在价格低廉，也是广泛被应用。

HPHT钻石属于人工合成的一种，我们都知道天然钻石作为钻石级别的金刚石，都是坚不可摧的。

HPHT是高温高压处理的简称，其目的是改变或改善某些特定种类钻石的天然体色，使其呈现更有价值的颜色。

买过钻石的人都知道，购买钻石首饰的时候，一般都会配有钻石的鉴定证书。其实钻石的证书犹如钻石的身份证，钻石的证书更是有很多种，国内的国际的都不一样。

鉴定信息

其中钻石的GIA证书是比较常见的，很多钻石饰品都有GIA证书。不过人们对GIA证书并不了解，比如GIA证书上的HPHT是什么意思就不知道。GIA证书适用于重量在015克拉至199克拉的钻石，提供在钻石腰部镭射刻字的选择性服务。以标明钻石鉴定证书的编号，包含镭射刻字，甚至可在钻石上刻写个人信息，日期，文字和符号等。

让钻石更具特色并容易辨认真假，GIA钻石鉴定证书中包括了钻石的形状，净度，颜色，切工，克拉重量，比例和修饰的科学鉴定信息。千万不要以为购买的钻石首饰有GIA钻石证书就可以了，购买钻石首饰的时候一定要看清GIA证书的描述，如果描述中带有HPHT字眼的，务必要谨慎购买。

培育钻石不建议买的原因：

第一，培育钻石不保值。

培育钻石是不保值的，变现的时候可能换不了多少钱，相差很多。

第二，培育钻石掉价快。

三年前，培育钻石普遍价格高，后来一路调整，到现在感觉已经触底了，降不动了。

第三，培育钻石证书乱。

培育证书有GIA,IGI,NGTC,NGIC,NFTC等，有的还分国内外不同标准，很乱，不会分辨的人特别容易吃亏。

第四，培育钻石价格乱。

目前市场在卖有线下品牌店，还有各种中间商，价格有高有低。

区分天然钻石和培育钻石

天然钻石和培育钻石虽然在外观上比较相似，但通过专业设备检测，还是比较容易区分出天然钻石和培育钻石的。在购买钻石时，消费者也可以很方便地通过权威鉴定证书如GIA证书、NGTC证书等了解所购是否为天然钻石。

价格的不同也是培育钻和天然钻的主要区别之一，培育钻是由人工培育出来的，而天然钻石天然形成的钻石，所以天然钻的价格远远比培育钻的要高的多。

培育钻和天然钻的区别还在于特性上，少部分的培育钻可以用吸铁石吸附，这也是鉴别培育钻和天然钻的常用方法之一，而天然钻石是不能够被吸铁石吸附的。但是，仍需要注意的是一些宝石级别的培育钻石还是需要通过专业的设备检测才能够鉴别。

8月25日是七夕节，不知道各位有送出礼物呢还是有收到礼物？但厦大20届新生可是收到了最为“硬核”的礼物，一枚莫桑石制作的“钻戒”，厦大招生办公众号晒出了“强基计划”招生学院给物理系新生们准备的见面礼。

什么是莫桑石？它的价值到底几何？

莫桑石是“moissanite”英文的近音译，也称摩星石，是天然碳化硅晶体的俗称，1893年法国化学家首先发现这种天然碳化硅晶体，这种晶体在自然界极其罕见，只有陨石中或者超基性岩中才有零星发现！

比较有趣的是这些超基性岩比如金伯利岩也是钻石的诞生地，不过自然界出产的碳化硅晶体的尺寸很小，根本就无法用来制作首饰级的宝石，说到这里，大家可能会认为莫桑石比钻石还罕见，而且宝石级的莫桑石还凤毛麟角，那么它是不是钻石还珍贵？

其实错了，莫桑石价格大约只有钻石的十分之一，而且它已经进入了大规模的工业化生产，由于莫桑石硬度极高，达到了925，和钻石的硬度10相差不大，因此很多需要用钻石级硬度应用已经比莫桑石代替。

而且莫桑石的折射率和色散都和钻石差不多！也就是说，假如有人用一枚莫桑石制造的戒指，然后告诉你这是克拉级钻戒，个人是很难分辨的！因此莫桑石在首饰行业还非常吃香，很多珠宝商家都有莫桑石钻戒出售！

除了作为宝石级用途外，碳化硅更广的是工业用途，比如磨料和切割工具以及结构材料，另外还在天文上用作望远镜镜面材料，比如赫歇尔空间天文台和同温层红外线天文台就有碳化硅制造的镜片！它还能掺杂氮或磷可以形成n型半导体而掺杂铝、硼、镓或铍形成p型半导体，也就是制造芯片的材料！在功率电子元件上也被制造用来替代IGBT，取得更低的功耗等等！

碳化硅到底是怎么制造出来的，它和钻石到底有多少差别？

其实碳化硅的来历还真和钻石有些关系，自从1797年科学家发现钻石几乎就有纯碳组成后（碳的通俗异构体），就一直想通过人工制造的方法来大量生产钻石，科学家也尝试了N种钻石的制造方法，所以碳化硅只是在无数种制造钻石的方法中的一次意外！

1890年由爱德华·古德里奇·艾奇逊就是在尝试铁锅中加热硅酸铝（黏土）和焦炭粉的混合物，计划合成人造钻石的过程中发现了这个后来可以量产合成碳化硅的方法！不过它当时以为碳和铝化合物刚玉，因此被称为金刚砂！

艾奇逊（EG Acheson）

1893年艾奇逊折腾出了工业生产碳化硅的方法，这就是后来大名鼎鼎的艾奇逊炉，这种方法是以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SiO2和碳的混合物生成碳化硅，这种炉一直被沿用至今。当然碳化硅也不只是这种方法，还有比如熔融的单质硅熔解单质碳、将碳化硅和硅石的混合物熔化和在电炉中用单质碳还原硅石的方法等等。

人造钻石的“一波三折”

相对于碳化硅，钻石制造难度完全不在同一个级别，钻石的人工制造一直到1940年代才提出用CVD气相沉积和HPHT高压法生产钻石，到1953年左右才有所突破！两种方法难度都比较大，尽管已经人工生产，但它的价格比起碳化硅来，仍然非常高，不过比天然钻石，那是要便宜很多了（天然钻石的1/10）！

气相沉积法制造钻石

材料学在科学上的意义！

厦大物理系给新生赠送莫桑石钻戒，其实挺有意义，首先就是材料科学的一课，将物理系这个干巴巴的科系和七夕节的“钻戒”联系在了一起，让新生物理对于应用科学领域的用途有了非常直观的认识，一个小小的礼物，直接让他们建立起对这门学科的兴趣！

一般材料学一级学科的名称是Materials Science and Engineering，翻译成中文也就是材料科学与工程，有科学俩字在内，那一般就是高大上的玩意儿，其实也没错，材料学和人类基础科学与工程技术进步简直就帮助太多了！

比如现代航空发动机的叶片，从发动机前端到后端，工作环境从大气环境到超高温一千多度，而且还要保持数万转的速度且强度不变，这是何等变态的材料？但如此难以制造的东西，材料学解决了！比如2018年中科院沈阳金属研究所攻克的航空发动机单晶高温合金叶片铸造技术，不仅解决了中国多种单晶叶片从无到有的问题，还大幅提升了国内单晶叶片的合格率，推动中国在单晶叶片铸造技术领域达到国际领先水平。

全球最先进的航空发动机燃气涡轮，也就是发动机的心脏部位，采用的都是空心单晶叶片，每片空心叶片所受的离心拉伸应力超过一吨，据说此技术还能被应用与WS15发动机！

除了这个发动机人人都知道外，在纳米材料、新能源材料、生态环境材料都无法离开材料这门学科，比如碳纳米管的制取，石墨烯电极的制备，超结构材料的制造，生物医学材料各种催化剂材料等等，这个行业基本就是一个点石成金的“炼金术士”！

但是学材料也要耐得住寂寞，因为材料很多时候就和各种钢铁打交道，比如铁碳合金、相图金相以及铸造焊接成型等等，似乎有些偏离材料的门道，但这些都是基础，往后会越来越深入，材料学，本科只是学个基础，博士刚刚起步，各位大佬们，慢慢学，拯救地球要靠各位了！

培育钻石以前被称为人工钻石或者合成钻石，这叫法不太规范，听起来像假的钻石，所以业内人士就用培育钻石这样的正规称呼了。培育钻石的物理、化学和光学性质与天然钻石完全一样，都是由碳原子组成的晶体，鉴定标准也跟天然钻石一样，所以培育钻石是货真价实的真钻石。

截止到目前，培育钻石的制造方法主要有两种：高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD），这两种方法各有优劣，技术上也相对成熟，是大家普遍使用的。HPHT法可以生产高净度高颜色的钻石，CVD法更适合生产2克拉以上的钻石。这两种技术相互依存，未来都有进步空间。天然钻石是大自然的馈赠，培育钻石是人类智慧的结晶，只需要几周时间就能生产出来，价格也仅为天然钻石的70%，最重要的它与天然钻石一模一样，并不是莫桑石，立方氧化锆之类的仿石，是货真价实的钻石。

专注于高品质培育钻石六年的的御希珠宝出品的培育钻石在外观上和天然钻石没有任何差异，且具有与天然钻石基本相同的物理性质、化学成分和晶体结构。有些人可能会将培育培育视为钻石的仿造品，这是错的，因为培育钻石与天然钻石拥有相同的物理原子结构，在钻石4C的评级标准下，品质都能够媲美甚至超越天然钻石，更被国际宝石权威机构认证为「真的钻石」。以如今的技术，培育钻石的品质已然能够媲美，甚至超越天然钻石，不仅化学和物理特性几乎完全相同，价格也更实惠，用肉眼观察下两者，完全看不出任何区别。

培育钻石是真钻石，是和矿产钻石一样的真钻石，学名都是金刚石。培育钻石和矿产钻石的区别就像进口宝马和国产宝马，这两者并没有本质区别，只是出身不同。而培育钻石和莫桑钻、魔星钻的区别就像宝马车和自行车，这两种没有可比性，压根就不是同一种交通工具。