钻石是怎样形成的？人工的和自然的的区别是什么？

钻石是在一个恒定的温度下结晶形成的

人工的钻石是人工模拟自然环境结晶成的由于人为的控制了温度个湿度所以生长的速度非常的快

他的结构硬度以及她的化学成分和天然的是一样的

只有专门检测钻石的仪器才能检测出是不是天然的

人工的成本底形成时间快所以人工的钻石绝大多数都被拿去做轴承只类的耐磨部件了

天然的都被加工成饰品了

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℃�9�12000℃之间，最好是在1400℃�9�11800℃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。

在人眼看来，天然钻石和人造钻石非常相似，但两者都有各自独特的特点。那么钻石是如何形成的？人造钻石值钱吗？我们一起来讨论一下吧。

钻石是非常昂贵的宝石，属于天然矿物。虽然钻石很贵，但并不意味着它们稀有。99%的钻石是由碳构成的，可以在地球的高温高压环境中自然形成。携带石墨等碳元素的陨石如果撞击地球，产生高温高压环境，也会形成钻石。与黄金相比，钻石的形成条件并不困难，所以地球上有很多钻石矿，工业钻石也可以通过人工合成的方式生产出来。

大多数人造钻石都是非常小的钻石，颜色也不是很好，所以一般都是用于工业用途，而且它们也有很多杂质，不像天然钻石那样完美无瑕，有些在价格上还是非常便宜的。但是，在一些特殊的渠道中，有些人造钻石比天然钻石贵，但不要在那些没有特殊情况的特殊地方购买。天然钻石和人造钻石最大的区别是价格。从价格上，我们一眼就能看出，这两种钻石的价格相差很大，天然钻石要比人造钻石高得多。这是因为天然钻石是独一无二的。

加工和抛光钻石是很困难的。经过仔细的筛选，能被制成钻石的原石很少。水钻的制作成本很低，但它们有同样闪烁的效果。即使人造钻石的质量非常高，那么它的价值也不如天然钻石，也不可能取代天然钻石，主要是因为两者在性质上是不同的。天然钻石是大自然的产物，需要数亿年的时间才能形成。人造钻石只需要几个月的时间。人造钻石的价格不是很贵，有的人造钻石只有几块钱，几百块钱，不是特别贵，无法与人造相比，但有些合成材料不同，可以达到几千块钱，价格也不会太贵，有些买不起的天然钻石就可以用它来替代。

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。

人工钻石的制作方法如下：

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。

人工钻石的特点

人工钻石在长紫外线下是稳定的，在短紫外线下呈现黄绿色荧光。与天然钻石相比，人造钻石可以说是非常好，而且会比普通钻石更加耀眼夺目。

人造钻石的质量和外观与天然钻石没有区别。不过一开始，由于人造钻石缺乏成熟的技术，钻石经销商可以用一种非常简单的方法来确认钻石是否是在实验室培育出来的。他们使用强力磁铁，因为在培养过程中留下了金属晶体，人造钻石内部有强力磁铁。然后钻石就可以被吸起来了。

天然钻石一直深受消费者喜爱，不过近年来，实验室培育的钻石也在快速崛起。据了解，天然钻石的形成需要几十亿年的时间，但现在，随着技术发展，只需要几个星期，便可以在实验室培育出钻石，市面上的售价也可以比天然钻石低30%-40%。 

自然钻石怎么形成的？

石墨变钻石的制造工艺，在地表150多公里之下，在约为海平面5至6万倍的压力下，一块碳石便可结晶成为钻石，随着时间的变迁，约等上三十亿年钻石便会随着火山岩浆一起排出地表，这些也是自然钻石。

人造钻石如何制造的？

在现代制造工艺下人造钻石的形成，只需要4天且具备一致的物理化学光学等特性，首先把石墨块震动磨成细粉。接着添加吸取微小的钻石精准搅拌后，放入特制模具中高压下形成石墨芯，然后放入陶瓷性心中，下一步便是碳原子重新生长。在大型的生长箱内，有14片被称为铸模的厚重金属块，把它们围绕钻石核心组成一个球形，来模拟地表下150公里处地函的状况，接着给生长箱内加压至每平方85万磅，并把温度提高至华氏2700多，将近钢铁的熔点。

钻石是由石墨变成的。

我们知道钻石和石墨也是一种碳只是分子结构的不同，石墨的碳原子之间，连接松散。而钻石的碳原子之间连接紧密。在生长箱内高压与高温下核心中的石墨，分解为碳原子，碳原子受到钻石晶种的吸引，附着在上面。以晶种当作分子模板。他们开始排练成严密且间隔一致的钻石结构，第14天的高温高压后核心里的部分，便转变成了钻石。制造得到的核心，还需要放进酸溶液里燃烧掉多余的石墨，再经过清洁剂清除残渣，一块新的粗钻石便诞生了。最后粗钻石，经过工艺的打磨，一块价值昂贵且精美的人造钻石便制造完成了。

沈才卿

作者简介：沈才卿，中宝协人工宝石专业委员会第一届副主任委员，第二、三届常务副主任委员兼秘书长，核工业北京地质研究院成矿模拟实验室高级工程师。

图1 人工合成水晶

新中国成立以来，我国的珠宝首饰业得到了长足的发展，人工宝石业也得到了飞速的发展。到21世纪初，我国的人工宝石业已经取得了很大的成绩，为今后的进一步发展打下了坚实的基础，我国的人工宝石业在 21世纪将会有更辉煌的发展。

一、人工宝石在我国得到飞速发展的原因

众所周知，人工宝石是在实验室和工厂中合成或生长出来的，它的生产量可以根据市场的需要进行调节。人工宝石进行合成和生长的唯一要求是：达到相应天然宝石中档次最高和质量最好的、最漂亮的程度。因此，人工宝石的价格比相同质量天然宝石要便宜很多，并且非常漂亮，可做成很多不同的款式，适合于大众佩带和使用，具有广泛的群众基础。另一方面，自然界产出的天然珠宝的矿产资源有限，尤其是高档宝石及其优质品更少，很难满足市场需求，人工宝石可以补充天然高档宝石产出少的不足，在一定程度上缓解了市场的供需矛盾。如此看来，大量生产人工宝石是市场的需要，是人们美化生活的需要，这也是人工宝石得到飞速发展的重要原因。有人称人工宝石是我国珠宝首饰市场的“半壁江山”，这是名副其实的！人工宝石在我国得到飞速发展的另外一个原因，是人工宝石在高科技领域和国防科研领域中应用的重要性。举例来说，例如人工合成水晶（图1），由于天然水晶存在的各种各样缺陷，作压电水晶原料不理想，而人工合成水晶性能特别好，完全能达到压电水晶的要求。压电水晶主要用于无线电频率的稳定元件，每台彩电，每台收音机，每台移动电话（手机）中都要用人工合成水晶作稳定无线电频率的元件。又如人工合成红宝石，早先用于机械手表中的轴承或仪器仪表中的轴承（焰熔法合成红宝石），现在用于激光器中的元件（提拉法生长红宝石），而激光的用处很大，除了大家知道的民用工业用途外，在军事上可用于高能量激光器打飞机、打人造卫星，还可用激光聚焦产生的超高能量和超高温度模拟原子弹核爆炸的情形以获取必要的数据；人工合成无色蓝宝石用于手表工业，被人们称为“永不磨损的表蒙子”，熔体泡生法生长的高质量无色蓝宝石用于节能照明工程，称 LED元件，不但亮度大，用电量仅为相同亮度电灯泡的1/20；而大直径的光学级无色蓝宝石，是导弹、无人驾驶飞机、潜艇上用的窗口材料，非常重要、非常急需，现在我国已能生产出用于洲际导弹窗口直径200mm以上的这种晶体。又如焰熔法生长的人造钛酸锶宝石，可作“响尾蛇导弹”的窗口材料。随着科技的进步和军事工业的发展，相信对晶体材料会提出越来越多的要求，人们在完成每件任务的过程中，又会使人工宝石得到进一步的发展。由此可以看出，在改革开放后蓬勃发展的中国，随着人们生活水平的不断提高，科学技术水平的不断提高，国防工业发展的需要，我国的人工宝石产业会得到加强、得到发展、得到提高，前途无限光明！

二、21世纪初，我国的人工宝石产量已名列世界前茅

我国的人工宝石生产始于1958年，是为了振兴我国的民族工业。为了发展我国的手表工业，首先要解决手表中机械转动过程中的红宝石轴承问题；发展其他的仪器仪表工业，同样要解决轴承问题。为此，从苏联引进了焰熔法合成红宝石生产线，由此开始了我国人工宝石产业的发展。随后，我国国民经济的发展，科学技术的发展，国防和军事工业的发展，都需要新材料的研究和拓展，客观上也促进了我国人工宝石业的发展，令人欣慰的是，到21世纪初，我国的人工宝石生产量已名列世界前茅：

1）我国的合成立方氧化锆 1982年试验，1983年投产，开始时每炉产量仅5kg。现在，每炉生产400kg，由于炉子大，每个单晶也大，可达单晶2kg左右，这样的生长炉2005年统计有205台，估算年生产能力达到12300t左右，但市场需求没有那么多，因此开工率不足，实际年生产量6000t左右，全世界第一。

2）我国的合成水晶始于20世纪50年代，成功于60年代。由于无线电工业的迅猛发展，需要大量的压电水晶，加上我国珠宝首饰业发展的需要，促使我国的合成水晶工业快速发展。目前，我国年产合成水晶1760t左右，也是世界第一。

3）我国的焰熔法合成红宝石和蓝宝石，1958年从苏联引进，用电解水的方法获得氧气和氢气，耗电量很大。现在经过技术革新，利用化工厂生产时排空的氧气或氢气作原料，既解决了污染问题，又节省了成本。据2005年不完全统计，年产量已经达到235t，若加上福建省屏南县鑫磊晶体有限公司新建的300t焰熔法红宝石全部投产，那么总产量可望达到年产量435t，这也是世界第一。

4）我国的人工合成金刚石投产于1963年，颗粒小，属于工业级，但由于金刚石的用处很大，所以发展很快。目前，我国人工合成工业级金刚石年产量达到12亿克拉以上，也是世界第一。

5）我国的玻璃质仿金星石是20世纪90年代由北京永奥人工宝石研究所研制成功的，最多时年产量达到 600t，由于产量高、质量好、价格便宜，意大利和日本的同类产品被挤出了中国市场，其产量也是世界第一。

6）玻璃质仿猫眼20世纪80年代末、90年代初在上海研制成功，很快风靡全国的珠宝首饰市场，目前年产量约1200t，也是世界第一。

7）其他：人工合成的人造夜光玉、稀土改造的高折射率玻璃质宝石（俗称稀土玻璃）等都是我国科技工作者发明的，产量当然世界第一。

仅就以上数据，我们可以自豪地说，在21世纪初，我国的人工宝石产量已名列世界前茅。

三、21世纪初我国人工宝石的生产基地概况

随着我国人工宝石业的不断扩大和发展，我国人工宝石的生产基地也在不断变化，变化的趋势是不断增加和扩大，到21世纪初，我国的人工宝石生产基地概况如下：

1）合成立方氧化锆生产基地主要在广西、四川、福建、浙江、湖南、湖北等省；合成立方氧化锆的粉末原料生产基地在浙江省德清市、广东省湛江市和福建省。

2）焰熔法合成红宝石、蓝宝石的生产基地主要在浙江省衢州市和萧山市，福建省屏南县，山东省烟台市，江苏省苏州市，陕西省西安市与汉中市，安徽省合肥市，贵州省镇宁县，四川省长寿市和重庆市第八仪表厂，湖南省黔阳县等地。焰熔法生长尖晶石基地在浙江省衢州市。

3）合成水晶最大的厂在浙江省椒江市，全国很多省都有合成水晶厂。

4）水热法生长祖母绿和红宝石是20世纪90年代初在广西宝石研究所，在所长曾骥良教授领导下的团队研究成功的，故生产基地在广西壮族自治区桂林市。

5）高温超高压法生长工业级金刚石的生产厂有5000家左右，但生产单颗粒工业级金刚石的厂家约450家，其余主要生产聚晶金刚石或金刚石制品，分布于全国各地。

6）熔体提拉法生长高质量晶体如激光用晶体和国防工业用窗口材料的生产基地主要在浙江省衢州市、四川省成都市、上海市、天津市、江苏省南京市和广东省广州市。

7）玻璃质仿金星石的生产基地在北京（永奥人工宝石研究所），目前在国内已新建了很多的生产厂，但产量和质量与北京永奥人工宝石研究所的产品相比都还有一定的差距。

8）玻璃质仿猫眼宝石由中科院上海硅酸盐研究所研究开发，技术转让在上海周围地区，但现在的原料和半成品生产基地主要在江苏省靖江市，成品生产基地主要在福建省莆田县。

9）稀土玻璃宝石发明于上海，生产基地也在上海。

10）有夜光效果的“庆隆夜光玉”生产基地在北京。

四、21世纪初我国人工宝石业的产品销售基地

随着我国人工宝石业生产品种的增多和产量的不断扩大，人工宝石的销售以及用人工宝石制作的首饰或时尚饰品慢慢形成了集散地，到21世纪初，国内规模较大、名声也较大的人工宝石集散地主要有三个：广西壮族自治区梧州市、山东省青岛市、浙江省义乌市。

1广西壮族自治区梧州市

广西壮族自治区梧州市位于广西壮族自治区东部与广东省的交界处，从广州市乘车到梧州市约4小时路程，梧州市素有“广西水上门户”和“小香港”之称，对外开放通商已有100多年的历史。辖区面积12588km2，人口305万，市区面积1097km2，人口50万。资料表明：1982年由香港人到这里开设宝石加工厂（磨宝石）起，逐步发展壮大，现有宝石加工人员11万人以上，加工宝石数量约每年1368亿粒，主要加工合成立方氧化锆和焰熔法合成红宝石，此两种人工宝石的加工量约占国内的95%，世界的85%左右。梧州市的人工宝石业解决了梧州市10万人的就业问题，使周围农村的很多人脱贫致富，也为下岗职工再就业创造了良好条件。因此人工宝石的加工和贸易成了梧州的支柱产业之一，市委市政府均给予积极扶持。目前，有来自香港、台湾地区及墨西哥、俄罗斯、韩国、印度、泰国、意大利、美国等200多家公司常驻梧州做生意。为了解决有市无场的情况，市政府千方百计引进外资建设了“梧州宝石城”。“梧州宝石城”总投资7000多万元，项目占地21998m2，建筑面积39998m2，四层楼，500个铺位，250家经营户，年经营额约10亿元人民币。随着行业的不断发展，现有宝石城已经不能满足市场需求，第二期工程“梧州宝石大厦”已经建成，33层，建筑面积102481m2，即将投入使用。梧州市人工宝石的发展已到相当规模，中国珠宝玉石首饰行业协会授予梧州市人工宝石特色产业基地的荣誉称号。

2山东省青岛市

青岛市的人工宝石是近年来发展非常迅速的地方，现已成为北方地区人工宝石最大的销售基地。青岛拥有1000余家以人工宝石为主石的仿真首饰加工厂，其中镶嵌企业占半数以上，市场容量巨大，每年对人工宝石的采购额达50亿元人民币之多，有100余家知名企业在青岛市设有分公司或办事机构。其主要特点是以外向型经济为主，特别是与邻国韩国的关系非常好，韩企在青岛市的人工宝石市场占有半壁江山，为青岛市人工宝石市场的繁荣和发展起了重要作用。随着每年的珠宝展及学术讲座，青岛市作为北方人工宝石最大销售基地的知名度会越来越大，生意也会越做越大，这反过来又会促进人工宝石的进一步发展。

3浙江省义乌市小商品市场是国内外闻名的批发市场

1）总体情况：从2002年开始进行规划和开发，开发后的义乌市小商品市场改称为国际商贸城，到2005年9月，已经完成了国际商贸城第一、第二期市场建设开发工作，总面积140万m2，是全球规模最大的现代化商品批发市场。市场有5万个商位，16万多从业人员。每天有7000多家外商在此采购，产品辐射到全球200多个国家和地区，年出口集装箱标柜35万多只，出口产品占全部交易产品的60%。由于这种情况，世界品牌实验室和《世界经纪人周刊》在世界品牌大会上发布了 2005年中国最具品牌排行榜，义乌中国小商品城位列第158位，品牌价值3902亿元人民币。

2）以人工宝石为主石的仿首饰工艺品市场主要在义乌市国际商贸城第一期中，第一期市场占地350亩，建筑面积33万m2，投资66亿元，由五个相连的长方形基本单元组成。场内分五大经营区，20个商品展示贸易厅，有工艺品、饰品、玩具、花卉等15大类，2万多种商品排列有序，琳琅满目。仿首饰工艺品主要在二层和三层，大约4000家经营户。商家的店铺里摆满了琳琅满目的仿首饰工艺品用的原料、半成品或成品（图2），其中以玻璃为原料的半成品或成品占绝大部分，还有少部分为塑料制品或低档半宝石制品。

图2 义乌小商品市场琳琅满目的饰品

3）义乌小商品市场房租之贵折射出交易量之大：据介绍，国际商贸城第一期的二层珠宝首饰商场，一间45m2左右的商铺，仅5年的使用权费就要交200万元人民币，另外，每年要交租金20万元人民币、税和管理费5万元人民币。由此可知，如果要在义乌市商品市场站位脚，每年上交的费用至少要 65万元人民币。那么，商家能不能挣到那么多钱呢？答案是肯定的，能！！！因为每天有7000位外国商人在这里采购，还有几万个国内商人在这里采购，只要产品对路，大宗货品的交易是没有问题的。据二层的某商铺主管陈先生介绍，商铺总面积45m2左右，里边陈列的样品绝大部分是玻璃仿钻石制品，仅有少量的合成立方氧化锆、合成红宝石等样品，前来商店里采购的人很多，陈先生说，平均每一颗玻璃仿钻石品销售后的利润仅几厘钱，反正不到一分钱，但交易情况好的时候，一天能做十几万元的生意，一年大约有一亿元的经营额，我们可以想到，这是超越“薄利多收”的经营思路，成为“薄利广收”的经营原则了。所以，尽管店铺的租金等费用很贵，很多人想买铺位还买不到。由此可见义乌小商品市场第二、三层4000家珠宝首饰和饰品交易量之大。

4）从饰品生产公司看玻璃仿钻石品的使用量之大和产品销售量之大：义乌市当地有一家知名饰品生产公司，该公司拥有合金、爪链、铜银等五大系列20余类30多万个款式的产品，销售网络覆盖全国，产品远销海外70多个国家和地区。据介绍，公司现有职工5600人，每天生产使用玻璃仿钻石品500万颗，光每天把这些玻璃仿钻石品粘到饰品上的人就需要600人。大家想一想，这一个公司每天用玻璃仿钻石品500万颗，全国有上万家饰品公司或加工厂，加起来每天要用玻璃仿钻石品多少颗呢？每天又能生产出多少件饰品呢？其数目之大一定是个惊人的天文数字！资料显示，到2005年10月止，我国在工商部门注册的批发市场多达10万余个，我们从上述一个公司对玻璃仿钻石品的使用量和产品生产量可推测出我国对玻璃仿钻石品的使用量之大及其饰品产量之大。

五、21世纪初在我国人工宝石品种增加的同时，颜色也不断增多和完美

今天，在我国人工宝石市场上，人们不仅可以看到人工宝石的品种在不断增加，并且每种人工宝石的颜色也在逐渐增多和完美，走向系列化。在梧州和义乌的销售市场上，为了做生意的方便和准确，都把某种人工宝石的不同颜色种类装订成色卡，编上号，使购买者一目了然，交易时不会产生错误，从这里我们也可以感觉到我国人工宝石产业的不断发展。笔者手中就有香港永富企业公司20种彩色立方氧化锆、11种焰熔法合成尖晶石和9种焰熔法合成刚玉类宝石的综合色卡，广西壮族自治区桂林市桂泰公司的18种颜色合成立方氧化锆色卡，浙江省衢州市巨化宝石厂的12种焰熔法合成刚玉类宝石和13种焰熔法合成尖晶石色卡，还有香港永富企业公司的96种稀土玻璃宝石色卡，青岛市城阳小商品市场的中信珠宝公司的28种颜色普通玻璃色卡，广西壮族自治区梧州宝石城的147种颜色玻璃质“水钻”色卡，江苏省靖江市东兴宝石厂 29种玻璃质仿猫眼宝石的色卡，深圳市某公司销售的13种颜色的合成欧泊色卡。由此可见，我国人工宝石市场的兴旺发达。

六、21世纪初我国人工宝石生产工艺有了很大的进步

我国人工宝石生产工艺于1958年从前苏联引进焰熔法生长红宝石至今有了很大的发展和提高，有事实为证：

1）焰熔法合成红宝石：前苏联工艺用电解水的方法获得氢气和氧气进行生产，生产1kg红宝石用电约1100kW·h，成本很高。我国采用化工厂生产过程中排出的多余气体氢气和氧气生产红宝石，既环保又节能，还降低成本，一举三得；福建鑫磊珠宝公司在具体操作中还创造了气体稳压法（加强安全），创造滚动操作法使每人操作由10台增加到每人可以操作80台，大大提高了工作效率。

2）冷坩埚熔壳法生长合成立方氧化锆：从1983年我国生产合成立方氧化锆以来，在设备上有了很大的提高。起初，我国每台高频炉每炉只能生产出5kg合成立方氧化锆，设备改进后，现在每台高频炉每炉能生产400kg合成立方氧化锆，产量大大提高，成本降低；合成立方氧化锆单个晶体的大小也得到了增加，以前的产品比较小，每个只有几十克重，现在的产品可以达到单个1980g以上；产品颜色品种上也有很多增加（图3）。

图3 合成立方氧化锆大小对比

3）高温高压法合成工业级金刚石：我国在1963年开始生产工业级合成金刚石时，每一次合成只能获得10～15克拉小颗粒合成金刚石，现在每次合成能得到 60克拉合成金刚石，并且颗粒增大明显（图4）。

图4 合成工业级金刚石石墨片

4）熔体提拉法生长高质量晶体方面：浙江省巨化宝石厂敢于拼搏，善于创造，原本生产焰熔法合成红宝石的厂，1998年成功地生产出了合成尖晶石；1997年又把目光瞄上激光晶体材料，购进了熔体提拉法生产设备，又从应届大学毕业生中招了一批青年人攻关，现在这批年轻人都成了宝石厂的骨干，经过艰苦的努力，终于在 2001年生产出激光用掺稀土 YAG晶体，性能优良（图5）;1999年又瞄上了国际上先进的照明用 LED晶体，这是用熔体泡生法生长的无色蓝宝石晶体。用这种晶体作基片制造的LED灯照明时亮度大，能耗低，只有同样亮度电灯泡耗能的1/20；2001年再瞄上国防工业上急需的导弹和无人驾驶飞机等用的光学级窗口晶体材料，为此，他们自己动手做熔体提拉法生产设备，性能超过了国外同类产品，现在已能生产出重约20kg，直径达250mm的合格光学级窗口晶体材料。为我国尖端科技和国防工业的发展作出了巨大贡献（图6）。

图5 巨化公司生产激光用掺稀土YAG晶体

图6 光学级无色蓝宝石窗口材料

5）水热法生长宝石：我国的水热法生长宝石基地在广西壮族自治区桂林市，能够生长合成祖母绿宝石，合成红宝石和不同颜色的合成蓝宝石（图7）。为了满足高科技发展的需要，他们试验用水热法生长氧化锌获得成功，后来又试验生长KTP晶体成功，不仅为高科技发展作出了贡献，经济效益也有了很大增长。

图7 水热法合成红宝石和祖母绿

七、21世纪初我国人工合成的仿宝石类产品异军突起

随着改革开放的深入发展，我国整个珠宝首饰业得到了蓬勃发展，这带动了人工宝石业的发展。珠宝首饰市场的发展需要大量的各类宝石，人工宝石的物美价廉正适合于市场的需要，尽管人工宝石的产量相比于优质天然宝石产量大，但仍不能满足珠宝首饰市场的需要。人工合成的仿宝石，大大地丰富了我国珠宝首饰市场的花色品种，使用量之大真正是异军突起。21世纪初，我国人工合成的仿宝石产品主要有玻璃质仿星光宝石、玻璃质仿猫眼宝石、稀土玻璃宝石、玻璃质仿红珊瑚宝石、玻璃质仿绿松石宝石、玻璃质仿钻石等（图8）。

图8 玻璃质仿猫眼、仿红珊瑚、仿绿松石

八、人造夜光宝石——“庆隆夜光玉”

说起“夜明珠”，大家都知道是在黑暗中能发光的宝物，是非常稀少、非常贵重、非常神秘之物，谁都想得到它。我国人工合成夜光粉起始于20世纪60年代，是以硫酸锌掺铜合成的，在“文化大革命”期间被广泛用于制作毛主席像章和毛主席塑像，这一代夜光粉的特点是夜光亮度低，夜光时间短。1989年，德国人做出了以铝酸盐为基质，以稀土元素为激活剂的新型夜光粉，其特点是夜光亮度强，夜光时间长（10小时以上），但是把这种夜光粉变成可以雕刻的仿玉石是“北京华隆亚阳有限责任公司”发明的，并获得了发明专利，专利号ZL961063734，注册为“庆隆夜光玉”，现已被广泛应用于生产宝石戒面、雕刻作品、夜明珠和健身球等产品方面。此种夜光宝石质地坚硬，体色艳丽多样，可以加工成各种饰物，在夜晚或黑暗处可以长时间发光，且可根据成分不同发出不同的夜光，有绿色、黄绿色、蓝绿色、蓝色、紫色等夜光，表面的体色也有绿色、白色、青色、红色和紫色等，现在生产的夜光玉最大直径可到 170mm，最大重量可达26kg，可以雕刻比较大型的工艺品了。另外，“庆隆夜光玉”将能量以可见光的形式释放出来，称为冷光源，在医学上具有辅助治疗作用，是一种不可多得的功能性材料（图9）。

九、21世纪初我国人工宝石在其他方面的进展

1）人工宝石地方标准的建立：在广西梧州宝石城，每天有成千上万粒人工宝石进行交易，必须对人工宝石的质量进行评价。为了有一个共同的标准，梧州市成立了人工宝石标准起草小组，在广西壮族自治区政府的协助下，建立了我国第一个广西壮族自治区地方标准，一共有五个人工宝石标准，分别是合成立方氧化锆、合成红宝石、合成蓝宝石、合成尖晶石、玻璃标准。每个标准中均提出了“净度标准”、“切工分级标准”、“切工尺寸允许偏差”、“刻面光洁度标准”等。

2）人工宝石的品牌战略：品牌的核心是文化，是千百年积淀的民族精神，是企业全体员工的共同价值观，是企业家个人的道德素养和社会责任意识，是企业自身发展的需要，也是这个行业企业家的心声，一个国家拥有的名牌数量越多，既是国家经济实力强的表现，也是民族整体素质高的表现。我们国家正在大力推动珠宝首饰名牌战略。以人工宝石为主要原料制作首饰的“金得利”品牌已成为我国的驰名商标。

图9 庆隆夜光玉雕刻的工艺品

上图为有光线下，对应下图为暗室中

3）人工宝石加工设备的增加：广西壮族自治区梧州市每年加工人工宝石1368亿粒，因此，他们对人工宝石的琢磨加工设备考虑比较多，设计制造了很多机器，其中有好几个加工设备获得了国家专利。在梧州市人工宝石加工行业中，不同品种的人工宝石要采用不同转速的磨机琢磨，用不同的抛光盘和不同粒度大小的抛光粉来加工，就是同一个品种不同大小的宝石也采用不同粒度大小的抛光粉加工；对于宝石不同表面光洁度的要求，要选择不同转速、不同抛光盘和不同粒度的抛光粉，可见在加工质量提高方面做了很多工作，并且工作做得很细。目前，在梧州生产的人工宝石加工设备有30种左右，几乎销遍全中国，还远销柬埔寨、俄罗斯等很多国家。

4）以人工宝石为主的仿真首饰出口量逐年增加。海关总署的统计表明：2003年的仿真首饰出口为311亿美元，2004年为394亿美元，2005年为611亿美元（占总出口额11%左右），这从一个侧面反映了人工宝石业欣欣向荣的景象。

十、人工宝石业发展的探讨

人工宝石业如此欣欣向荣，一定还有发展的潜力，但要用心去观察和分析。机会不是在那里等着的，有时是瞬间即逝的，所以要善于去发现。笔者提出如下问题与大家探讨：

1）有实力的企业或公司，应当向创名牌的方向努力，创出名牌。

2）人工宝石的生产品种要进一步开发。这些年来，国外有一些新的人工宝石研制成功，如气相外延法生长宝石级金刚石、高温超高压法生长大颗粒宝石级金刚石、高温超高压法生长碳硅石、助熔剂法生长祖母绿和红宝石、水热法生长双色或三色水晶等，我们希望有实力的企业开发人工宝石的新品种。

3）哪里需要到哪里去做生意。例如，浙江省义乌市小商品市场反映，希望人工宝石原料生产厂商在义乌市设点，以便利首饰和饰品生产厂采购。义乌小商品市场世界闻名，每天有那么多国内外客商到那里去采购，设点后生意一定不错。

4）规范市场，不要随便给人工宝石起名。有些地方不按国家标准命名。例如，香港人把合成立方氧化锆叫“方晶锆石”，梧州人把合成立方氧化锆叫“合成锆石”或者更简单地叫“锆石”，两者都不对，因为氧化锆与锆石是两种不同的矿物，它们的化学成分、晶体结构、物理化学性质都不一样。立方氧化锆的化学成分是ZrO2，晶体结构是等轴晶系；而锆石的化学成分是ZrSiO4，晶体结构是四方晶系。它们根本不一样，不能混为一谈。又如焰熔法合成红宝石，在梧州都叫“红刚玉”，这样叫也不对，因为每种矿物都有两种名称，达不到宝石级者叫矿物名，达到宝石级者叫宝石名。刚玉是矿物名称，焰熔法合成红宝石达到了宝石级，应叫合成红宝石，不能叫“红刚玉”。另外，国家标准的“定名原则”中禁止使用易混淆和含混不清的名词定名，“红刚玉”就属于这一种被禁止的。名称混乱的市场对人工宝石交易不利，规范市场要让人工宝石名称统一到国家标准上去。

5）研究开发国家急需而供不应求的产品。例如，国家急需节能产品晶体 LED级蓝宝石晶体（用熔体提拉法生产），每月至少要1万片，现在供不应求，有实力的单位可以进行生产。