(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
人工培育的钻石戴久了会变得更脆弱,外观也会发生变化,耐腐蚀性也会受到影响。
由于钻石是一种硬度非常高的宝石,因此它的耐磨性也很强。但是,由于钻石的表面经过人工处理,它比自然形成的钻石更容易受到磨损,因此戴久了会变得更脆弱。
此外,由于钻石的表面经过人工处理,它的外观也会发生变化,比如变得暗淡,失去光泽,甚至出现褪色等现象。最后,由于钻石的表面经过人工处理,它的耐腐蚀性也会受到影响,因此戴久了会变得更容易受到腐蚀。总之,人工培育的钻石戴久了会变得更脆弱,外观也会发生变化,耐腐蚀性也会受到影响。
人工培育钻石与天然钻石的特性相差不大,虽然在质地上较为坚硬,但也非常脆弱,一旦与其他硬物碰撞在一起也会发生碎裂。所以人工培育钻石戴久了稍不注意受到磕碰,就会让它出现损坏,这就需要在平时的佩戴过程中小心谨慎一些。
人工培育钻石戴久了上面的小钻也会出现脱落,在佩戴半年或一年后,可以定期检查一下,再决定是否可以加固。平时在家清理保养的时候,也要用水先清洗几下,然后用擦银布擦干,这样可以钻石的洁净。
天然钻石和人工培育钻石的区别:
1、形成方式不同,培育钻石是种子钻石放入真空室后,用汞导入了之后加热到3000℃的甲烷和氢气形成高电荷等离子体,然后2种气体分解并且释放放碳原子后,就会形成钻石的晶体结构。天然钻石顾就是天然形成的。
2、培育钻石和天然钻石的价格不同,相对于培育钻石人工培养出来的钻石,价格和天然钻石是比较会低的,因为培育钻石是人工合成的,产量比天然钻石需求大。
3、培育钻石和天然钻石特性不一样的,培育钻石是可以用磁铁吸附的,天然钻石是不可以吸附的,这也是用来鉴定培育钻石和天然钻石的区别之一。培育钻石整个过程只用适量的电力和原材料,保护环境很好,培育钻石深受年轻人的追捧。
几十亿年形成的钻石,现在通过技术的手段及信息就可以制造出来同样的钻石了解价格上相差的差不多30%~40%,但你要说两者价值上有什么差异没有差异,因为两者本身就没有价值。
价值的定义是说这个商品它凝结了人类无差别的社会劳动,比如说为了做这个包子我花了10分钟农民种这个菜花了20分钟,然后再一定的换算体系去差别它变成无差别人的劳动,再换成货币,它就对应了一定的价值,因为它凝结了社会劳动,但是钻石这个东西你说它凝结了什么社会劳动吗?它是遵循稀缺性所导致的价格变化,略过了价值这个环节,自然就不能用绝对的定义去说钻石到底什么价值。
价值和价格可是不一样的,价格是市场需求情况下所变化的,价格里面我们有两句话,一个是价值决定价格,一个是供求影响价格,这个就直接对应,一个是凝结人类无差别社会劳动的商品所带有的价值,然后所导致的价格,另外一个就是由于物品稀缺性所导致的需求供应比较少,需求比较多,两者的差额越大价格越高,这就是导致商品价格快速上涨快速下跌的,或者说它值多少钱的,最主要的两个方向。
之所以说这些是说钻石无论是人工的还是说天然的,它没有什么本质的区别,它都只是碳元素的一个凝结而已。就是因为大家觉得它值钱,所以他在值钱人工的钻石,如果在技术达到一定标准的情况下,他和自然介质中的钻石没有什么差别,两者都是在高压高温的情况下所凝结出来的一个产物而已,它的结构之类的都一样,那自然这个东西就一样了,只是在你看来几星期就出来的东西,它好像不怎么值钱。
在人们的珠宝奢侈品中,钻石是指抛光钻石,也是爱情和忠诚的象征。人们对钻石形成的原因很好奇。我来给你详细解释一下钻石是怎么形成的。钻石形成的原因钻石的结构特征:钻石由碳元素组成,是碳元素的一种晶体,硬度为10。它是自然界中最坚硬的天然矿物,密度为3。53(001)克/立方厘米,折射率为2。417,离散度为0。044它是钻石经过切割、研磨后的产物,在钻石矿物中约有五分之一可以达到宝石级,被称为宝石级钻石,在国外被称为“毛坯钻石”或“钻坯”。毛坯切割打磨成切割形状后,称为裸钻,国外称为成品钻或抛光钻。英文名Diamond来源于希腊语amount,意思是“坚硬、不可侵犯、不可战胜”。金刚石和石墨都是由碳组成的。金刚石和石墨是在不同的温度和压力条件下形成的,它们在温度和压力条件的变化下可以相互转化。钻石属于立方晶体,硬度为10,石墨属于六方晶体,硬度为1。它们具有不同的晶体结构,并且是结晶碳的两种同质多晶型物。只有在一定的压力和温度下,碳才能结晶成金刚石。钻石的形成:最早的天然钻石形成于地球内部,温度为900-1600℃,压力为(45-6)×109Pa,相当于地下130-200km的深度。理论上,只要满足条件,钻石随时都可以形成。目前开采的钻石大多形成于33亿年前和12-17亿年前。形成钻石的碳来自地幔中熔化的岩浆,或者是因为地壳的运动。地壳中的碳带聚集在地球深处,在合适的条件下结晶成钻石。还有一种外在的方式产生钻石。陨石撞击大陆时,瞬间产生的高温高压也可能产生钻石。但这种方式生产的钻石往往比较小,质量差,一般没有经济价值,不能作为珠宝加工的钻石。钻石的发现:钻石首先在印度被发现。随着人们对钻石的渴望,钻石的勘探和开采越来越受欢迎。金刚石矿床分为原生矿和次生矿。原生矿石是由地球的地质运动产生的。地震和火山活动将富含金刚石的矿物带到地表或地表附近的区域,其中大部分是富含金刚石的金伯利岩和煌斑岩,以及火山口附近的填充物和岩壁和基岩中的根部沉积物。在自然的作用下,次生矿石由原生矿石搬运沉积而成。大部分经风化和雨水冲刷,残留在山坡、河流和海岸形成矿床,多为砂矿。钻石的形成和发现过程大致是这样的,不像黄金等贵金属。21世纪以来,钻石价格一直保持稳定增长的趋势,逐渐成为投资者的首选。钻石的鉴定方法简单识别钻石的简单鉴别方法:需要10-20倍的放大镜辅助,做几个简单的观察。观察钻石的腰部。腰部用沙子磨的话最好用这个方法。因为钻石比任何仿制品都硬,不会有仿制品那样的细线。钻石的腰部是颗粒状的。钻石比仿制品坚硬,仿制品的刻面往往比钻石钝,但钻石的刻面一定要锋利。因为钻石比仿制品坚硬,仿制品的刻面边缘经常磨损。如果钻石有自然表面,就有机会在自然表面找到钻石独特的“三角形生长线”。如果一颗钻石破碎,它的外观通常是阶梯状的,而仿制品是弯曲的或贝壳状的。硬度检查钻石是已知最坚硬的天然物质,没有任何东西可以标记它们。如果可以,那就不是钻石了。热传导试验呼吸的同时对钻石和其他类似的项目进行辩论。如果是钻石,其表面凝结的水雾应该比其他物品上的水雾蒸发得快。这是因为钻石的导热性很高。观察法反射光用放大镜可以观察到钻石的腰部呈现非常精细的磨砂状,反射光闪闪发光。钻石的这一特性是独一无二的。看生长点在放大镜下观察,真钻的晶面上往往有凹槽和三角形生长点,而假货有三种:①普通玻璃加氧化铝,因折射率和色散增加,容易误入,但硬度较低。②由化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制,硬度相近,但折射率低且有双折射现象,放大镜下可见重影。铅笔标识铅笔的化学成分是碳,就像钻石一样,只是物理结构不同,所以很多人用一支铅笔来检测钻石的真伪,这是比较实用有效的方法。鉴定时,他们要先用水打湿钻石,然后用铅笔轻轻划线。在真钻石的晶面上,铅笔划到的地方是没有痕迹的,而如果不是钻石,而是玻璃、水晶等材料,就会在表面留下痕迹。一般会用铅笔标注,以鉴别钻石的真伪。这个它硬度高,折射性好,但是旋转时会反射更多的彩色光,和正品旋转时只反射微弱的**和蓝色光有明显区别。钻石切割程序一颗钻石毛坯看起来不起眼,必须经过精心的切割、打磨、加工,才能成为我们习以为常的闪亮钻石。所以钻石的车削直接影响钻石的价值,下面详细介绍。当然,理想的切割效果是保持钻石的最大重量,最大限度减少瑕疵,充分展示钻石的美,使其熠熠生辉。一般切割过程包括以下步骤:1划线(Marking):这是钻石切工的第一步。首先,检查钻坯,在钻石表面做标记。做这项工作的人经验丰富,精通加工技术。最终目标是生产出最大、最干净、最完美的钻石,从而尽可能高的体现钻石的价值。抄写员必须注意两点:保持最大重量,尽量减少夹杂物。划线员用放大镜研究钻坯的结构。如果是大钻石,这个工作可能需要几个月,而对于普通钻坯,则需要几分钟。但是,再小的钻石毛坯,每颗钻石都必须经过详细的检验,才能做出正确的判断。抄写员用印度墨水在钻坯上做了记号,表示钻坯要沿着这条线分。通常情况下,线尽可能沿着钻石的自然纹理方向画。裂开切割者将画好线的钻坯放在夹持器上,然后用另一颗钻石沿分割线切割出一个凹痕,再在凹痕上放一把方形刀,用手适当用力敲击。钻石会沿着纹理方向分裂成两块或更多块。锯切大部分钻石不适合劈开,需要用锯子切割。由于只有钻石才能切割钻石,所以锯片是磷青铜圆片,边缘涂有金刚石粉和润滑剂。钻石固定在夹具上,锯盘高速旋转切割钻石。将现代激光技术引入金刚石切割,大大提高了钻坯的加工效率。采取想要的形状锯好或劈好的钻石送到磨圆部进行磨圆整形,即根据设计要求,将钻石做成圆形、心形、椭圆形、尖形、祖母绿形等常见的切花形状,或其他特殊形状。由于钻石是迄今为止人类公认的最坚硬的天然物质,只有钻石才能打磨钻石,钻石的硬度在各个方向都略有不同。所以打磨的时候要靠经验来把握钻石的基本形态:三面体、八面体、十二面体和晶体特征。一般方法是在车床上高速转动钻坯,然后用另一只手臂上的金刚石把转动的钻坯磨圆。擦亮在涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上,所有的刻面(刻面)都被转动,使钻石闪闪发光。打磨工艺通常是,先在底层做8个大面,再做16个小面。有尖底,有25个刻面,从这些刻面延伸出三角刻面、风筝刻面、腰刻面,共33个刻面。这样的圆形钻石一共有58个刻面,如果没有尖底刻面,则有57个刻面。并不是每个钻坯都要经历以上所有的工序,这取决于钻坯的特性和要达到的目标。例如,上述“扁平”钻坯可能不需要分割,或者祖母绿钻石可能不需要倒圆。然而,对于任何一颗毛坯钻石来说,都有两个必不可少的过程,即“划线”、“削片”和抛光。一颗精雕细琢的钻石所产生的花瓣表面的位置和角度都是经过精确计算的,这使得钻石最闪耀。随着科技的进步,激光技术和计算机技术的引入,可以使钻坯的设计和切割更加精确。钻石的化学成分钻石的化学成分是碳,碳是宝石中唯一的单一元素,属于等轴晶系。它往往含有005%-02%的杂质元素,其中最重要的是N和B,它们的存在与钻石的种类和性质有关。大多数晶体是八面体、菱形十二面体、四面体及其集合体。纯钻无色透明,因微量元素的混合而呈现不同的颜色。强烈的钻石光泽。折射率为2417,色散适中,为0044。各向同性物体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试,反应最灵敏。硬度为10,是目前已知最硬的矿物。其绝对硬度是应时的1000倍,刚玉的150倍。它害怕重重的一击,重重的一击之后就会被劈碎。一组完全裂开。密度为352克/立方厘米。钻石是会发光的,当暴露在阳光下时,它们在夜间会发出淡淡的青色磷光。x射线照射会发出天蓝色的荧光。钻石的化学性质非常稳定,在常温下不容易溶于酸和碱,酸碱也不会对其产生作用。钻石与同类宝石和人造钻石的区别。宝石市场常见的替代品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝石榴石、钇镓石榴石、人造金红石等。人造钻石最早由日本在1955年研制成功,但没有批量生产。因为合成钻石比天然钻石贵,所以合成钻石在市场上很少见。钻石可以通过其独特的硬度、密度、色散和折射率来区别于类似的宝石。如类金刚石立方氧化锆无色,分散性强(0060),光泽强,密度高,为58g/cm3,手感厚重。钇石榴石的分散性较软,肉眼很难与钻石区分。看看钻石是如何形成的,看看:1金矿是怎么形成的?2月光石是如何形成的?3雷电是如何形成的?4泻湖是如何形成的?5贝壳的珍珠是如何形成的?
由于钻石具有产量稀少、外观美丽、耐久这三大要素,在上世纪一些珠宝商的营销下,钻石成为了人们趋之若鹜的宝石,价格大幅上升,俨然成了宝石之首。“钻石恒久远,一颗永流传”的广告语,也在我国掀起了钻石热,一段时间内很多新娘都戴上了钻戒。
由于钻石巨大的销售价值,以及它简单的化学成分,因此很多科学家开始琢磨着怎样合成钻石,经过多年的研究之后,科学家终于在1953年人工合成了钻石,只是受限于当时的技术,人工合成的钻石还达不到宝石级别,很少用在饰品上面,大多用在工业上面。
实验室合成钻石也分为HPHT钻石和CVD钻石两种,分别表示它的加工方式:高温高压(High-Pressure High-Temperature)以及化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)。
在很长一段时间内,人造钻石的技术都没有很大的进步,直到2010年,蒙宇飞博士合成出当时世界上最大的无色切割CVD钻石,重达23克拉,自此以后,人工合成钻石的技术发展到了一个新的阶段,也给钻石市场带来了巨大的震荡。
实验室人造钻石和天然钻石没有任何质量上的区别,反而在品质上要更胜一筹,从外观上根本就无法区分,即使是专业的鉴定师,也必须借助专业的仪器才能进行区别。
实验室培养的人工钻石应用在首饰上,是一件不可避免的事情,尽管一些老牌的钻石珠宝商还是刻意夸大天然钻石的价值,企图人为地区分两者的价值,但在2018年,美国联邦贸易委员会取消了天然钻石和人造钻石的区别,统一定义为钻石。
“钻石骗局”听说过吗?钻石恒久远,一颗永流传。而钻石本质是碳单质,虽然晶莹剔透闪花眼,却可以人为利用石墨在高温、高压的环境中制造的,“骗局”的说法就来了。
钻石是在地球历史上经过一些极端的变化产生的,比如在小行星撞击地球地层下的高温高压环境,而地球历史上这样的事件是比较多的,还有地下本身压力、温度就高一些,也有可能形成钻石,但是由于埋藏地点,开采比较难,加上钻石体积、硬度的限制,后期加工的困难也高一些,所以钻石昂贵,物以稀为贵,这没什么矛盾,只有在非常极端的环境中才能产生体积巨大的钻石,人类目前发现的自然生成的体积最大的钻石是重达3106克拉的非洲之星母体钻石。
而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。
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。
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