钻石可以人工合成吗?

钻石可以人工合成吗?,第1张

人工可以合成的,现在世界上的专业鉴定机构已经不会称呼这种品类的钻石为“合成钻石”了,一般都叫做“培育钻石”,最大的培育钻石商是美国的Diamond Foundry这个品牌,Diamond Foundry是培育钻石,它和传统天然钻石唯一的区别就是,他们是在地上实验室里培育钻石,不是地底挖出来的,除此以外,无论是物理化学性质还是外观4c,和天然钻石都是完全一样的。Diamond Foundry的可持续钻石每一颗都有属于自己的证书,证书上也有相应的4C指标,和真钻相比没有区别,甚至跟天然钻石相比可以说质量更好,克拉数大颜色也好,切工也很优秀,是收购了蒂凡尼的切割工厂,能切出高达40种的钻石切割形状,市面上只有不到1%的钻石能达到Diamond Foundry的标准,当然最最重要的是,这种钻石性价比很高,也就是说,你花一样的钱,在外面可能只能买到1克拉的天然钻石钻戒,但是在他们家能买到2克拉以上,这也是不少普通消费者选中它的原因。

家用微波炉不可以合成钻石。

钻石是指经过琢磨的金刚石。金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石,但有时人们对二者并不细分。简单地讲,钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。人工合成的是立方氧化锆石,就是我们平常看到的水钻。

“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。

高温高压合成法又称晶种催化剂法,石墨是低压稳定相,金刚石的矿物学名称,他是高压稳定相,而且如果我们从石墨直接转化为金刚石需要高压和高温条件,一般要求压力和温度在10GPa和300 ℃ 以上,如果涉及金属催化剂 ,如Fe,Ni,Mn,Co等及其合金,石墨成为金刚石所需的温度和压力条件将大大降低,因此,目前金属催化剂参与高温高压法合成金刚石。

作为溶剂的金属催化剂位于碳源,通常为石墨和金刚石晶种之间,碳源在高温端,晶种在低温端,由于碳源在高温端的溶解度大于在低温端的溶解度,由温差引起的溶解度差成为碳源从高温端向低温端扩散的驱动力,碳源在种子晶体逐渐沉淀,金刚石晶体逐渐长大,由于晶体生长的驱动力是由温差引起的。

这种方法其实也被称为温差法,化学气相沉积(CVD)通常在高温等离子体的作用下,使含碳气体解离,并将碳原子沉积到衬底上的金刚石膜中,衬底可以是非金刚石材料,但单晶金刚石通常是通过碳原子沉积在金刚石衬底上而形成的,含碳气体通常是指含有氮,甲烷和氢的混合气体,甲烷是合成金刚石碳原子的来源,氮可以增加生长速率,氢可以抑制石墨的形成。

通常化学气相沉积合成金刚石是在低压和高温条件下进行的,压力一般小于一大气压,温度大概约为1000度左右,人造金刚石以石墨和金属催化剂为主要原料,采用高温高压原理,通过原料和辅助材料的制备和组装,合成,提纯,切割和抛光,镶嵌,最终形成人造钻石饰品。 

关于高温高压就能人工造钻石吗这里面有什么原理的问题,今天就解释到这里。

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