如何在实验室中合成钻石?方法可靠吗?

如何在实验室中合成钻石?方法可靠吗?,第1张

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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1、价值不同:

虽然在外表上培育钻石和天然钻石的区别不大,但真正在购买的时候可以发现,同样品质等级的培育钻石要比天然钻石便宜许多,有的甚至只有天然钻石的五分之一价格。

主要由于天然钻石贵重就在于天然二字,钻石作为稀有的宝石之一,受到全球女性和珠宝收藏家的青睐,那些拥有举世无双克拉重量的钻石,更被誉为稀世珍宝,这是大自然赋予人类的最美的矿石,是人类文明史上的脚印。

2、外观品质不同:

培育钻石和天然钻石从外观上来看并没有很大区别,但从品质上来说培育钻石的品质会更好些,主要由于培育钻石可以对品质稍加控制,一般产出的钻石品质都比较好。而天然钻石由于没有外力作用,直接天然形成,这样一来品质等级就会比较难以把握,导致一颗高品质钻石稀世难求。

3、意义不同:

从意义上来说天然钻石和培育钻石有很大区别。天然钻石象征着珍贵稀有,人们常用天然钻石戒指来表达自己的爱意,以钻石的稳定性质象征永恒不变的爱情,更有浪漫意义。

而培育钻石虽然外面和天然钻石无二,但却没有天然钻石那样的美好寓意,通常只当作平常佩戴的首饰,如果求婚、结婚等是不建议用培育钻石的,因为太不走心了,完全抹杀了人生重要大事的仪式感。

钻石的保养方法

1、当你做家务时,不要让佩戴的钻石染上油污或漂白水,油污会影响钻饰的光泽;漂白水会使金属产生斑点。

2、不宜佩戴钻饰做粗重工作,钻石虽然坚硬、耐磨,但如依其纹理方向受到重击的话,也可能会受损。

3、切勿将钻饰与其它珠宝一起放在抽屉或首饰盒内,因钻石在摩擦时会将其它珠宝刮伤。同时,铂金首饰也不宜和黄金首饰同时佩戴,因黄金较软,若互相摩擦,不但会使黄金饰品受损,也会使黄金染在铂金上,使之变黄,且很难去掉。

4、每年应将铂金饰品送到珠宝店检验一下,查看钻石与镶托是否有松动与磨损,以便及时整修。

5、钻石对油脂有粘结性,粘上皮肤油脂、化妆品及厨房油脂的钻石 会失去光泽,因此应每月清洗一次。清洗方法是:将铂金首饰浸入首饰清洗液中约5分钟,取出后用小牙刷轻刷钻石,再将其放入滤网上用水冲洗,最后用软布吸干水分。

-钻石

-培育钻石

1、培育钻石分等级。

2、颜色分为12个级别:D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、<n。 p=""> </n。>

3、净度级别:分为LC、VVS、VS、SI、P五个大级别,又细分为FL、IF、VVS、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、P1、P2、P3十一个小级别。

4、切工级别:分为极好(Excellent,简写为EX)、很好(Very Good,简写为VG)、好(Good,简写为G)、一般(Fair,简写为F)、差(Poor,简写为P)五个级别。

5、培育钻石又称合成钻石,是由人工在实验室培育出来的钻石。目前,通常有2种方法可以培育钻石:hpht(高温高压)法与cvd(化学气相沉淀)法。 培育钻石具有和天然钻石类似的化学组成、物理性质与晶体结构,仅用肉眼难以将两者区分,我爱钻石网为您分享培育钻石是什么、培育钻石和天然钻石的区别及培育钻石的价值等信息。

人工钻石不会给个人身体造成伤害,只是没有更好的收藏、升值空间。人工培育钻石其实和天然钻石都是一样的,都是穿碳结构甚至有一样的光学性质、硬度以及折射率,其实也可以说人工培育钻石也是真钻,只不过一个是在实验室人为培育出来的,一个是在自然环境当中自然形成的,从各个方面来看人工培育钻石和其并没有太大区别,也是值得被购买的,但具体还是需要看个人的观念和认可度。

人工培育钻石虽然是人工培养出来的,在中低端市场比较多见,但是里面的成分都是很安全的,也能够被设计成各种比较时尚和流行的款式。现在制造人工培育钻石的主要工艺有两种:一种是高压高温法(缩写HPHT),另一种是化学气相沉淀法(缩写CVD)。自1950年首次使用高压高温法成功合成钻石以来,现在采用这种工艺制造宝石级合成钻石的主要有中国、俄罗斯、美国等国家。

骨灰钻石,指的是将被火化的人骨灰转变成“晶莹的钻石”,从而实现了让最亲爱的人“真正永垂不朽”之目的,骨灰钻石是一种高科技人工钻石,它是用逝者身体中的碳(通常以骨灰为样本)所培养的实验室钻石。而将过世的人化成钻石则被称为“钻石葬”。能满足那些觉得“墓地和骨灰盒过于呆板”的人对思念亲人的要求,由于这种“钻石”可随身携带,因此可用来制成“首饰”。

骨灰钻石化学原理在于钻石的基本成分是碳,而人体含有18%的碳,火化后的骨灰含有2%的碳,可被提取制炼钻石。早在上世纪50年代,美国GE就率先利用此技术合成第一颗实验室培养金钢石(工业级),而后俄罗斯将其量产并大规模应用于工业。而国外的骨灰钻石是采用HPHT改良技术合成的宝石级金刚石(钻石)。HPHT技术用模拟地底超高温高压环境的压机将石墨的碳原子结构结晶并重组成钻石。

骨灰钻石的物理性质、化学成分、光学效果都是可以和天然钻石媲美的,与天然钻石不同是的,天然钻石的碳来至于地壳运动,而骨灰钻石的碳是来至于挚亲。

2014年一篇名为《女子花15万用母亲骨灰做成027克拉"钻石"》引起国内各大媒体报刊争相报道。

中国大陆地区第一家在政府工商部门注册并经营生命钻石(骨灰/头发合成钻石)的公司由海外留学归国人员创办,钻石培养实验室分别在俄罗斯和美国,并在全球范围内有多家姐妹公司(例如澳大利亚的LivingDiamonds公司、美国DNA2Diamonds公司等等)。念世情珠宝是由其澳洲姐妹公司衍伸而来,其创始人曾在澳大利亚以合伙创始人的身份创办了LivingDiamonds(生命钻石)公司,并担任首席运营官的职务。 2011年,生命钻石团队开始拓展中国市场,念世情珠宝随之成立。

广州念世情珠宝有限公司(中外合作)在中国大陆地区推广生命纪念钻(骨灰/头发合成钻石)所使用的品牌,“念”表示怀念,“世”表示一生一世,“情”代表深厚的感情,连起来解释是“怀念他(她)的那一份一生一世的深厚感情”。生命纪念钻(或称生命钻石)是提取亲人身体中的碳元素并在实验室模拟天然钻石高温高压的生长环境培养出来的钻石,它不仅具有与天然钻石同样的物理性质、化学成分和光学性质,而且具有非常高的纪念价值,因为钻石是永恒的。 目前世界多家权威鉴定机构(包括IGI,GIA,HRD等)都已认可这种钻石,并受理其鉴定业务,出具相应的证书。

虽然这种悼念亲人的方式现在没有大范围普及,但仍有许多人还是希望离去的亲人能用某种方式陪伴自己,来述说生活中遇到的点点滴滴,与亲人一起见证生活的美好,这会让自己心里更多一些慰藉。

本文将对培育钻石产业链及相关公司进行介绍。

一、培育钻石是什么?产业链情况如何?

(1)培育钻石是什么?

培育钻石是在实验室里模拟天然钻石的自然形成环境培育而成的合成钻石。不同于天然钻石需要在地球深处经历的数百万甚至数十亿年,合成培育钻石的方法主要有HPHT高压高温法和CVD化学气相沉积法,培育时间约为半个月至一个月。

实验室培育钻石和天然钻石晶体的形成温度所差无几,两者在化学成分、物理性质完全一致,从肉眼上看无法对两者进行区分。

目前,培育钻石也凭借着较高的性价比成为了钻石消费领域的新兴选择,广泛用于制作钻戒、项链、耳饰等各类钻石饰品及其他 时尚 消费品。

(2)产业链情况:上、下游毛利率最高,中国为培育钻石主要产地之一

由产业链的角度来看,培育钻石产业链上游涵盖生产设备及金属触媒等原材料供应,以及培育钻石毛坯的生产等环节,获利能力上,上游毛钻生产毛利率高达60%。其中,产业链,上游的HPHT法培育钻石产能大多数在中国,而CVD法则主要分布于美国、欧洲、中东、印度、新加坡等地。2020年,全球培育钻石毛坯的产量大约为600-700万克拉, 近50%的培育钻石是在中国用HPHT法生产而成的,其中,黄河旋风、中南钻石、豫金刚石居于前三位。

同时,培育钻石的生产对企业的研发实力、工艺水平和质量控制提出了较高的要求,因此只有在人造金刚石领域具有规模优势的龙头企业才具有资金及规模优势进入培育钻石领域的研发及生产,上游生产企业具备一定壁垒。

培育钻石的中游,主要对钻石毛坯进行贸易、加工和设计镶嵌,中游加工的毛利率约在10%以下。目前印度是全球培育钻石的切磨中心,2015-2020年印度进口全球80%以上的毛坯钻石,其切磨加工集中在苏拉特等地,形成了高度集中的加工产业集群。而中国钻石切磨:工厂分散在广东、广西、河南、湖南等地,在切磨加工后的成品钻石销往世界各地。

培育钻石的下游则行进行钻石的终端零售、营销推广,毛利率同样也达60%。目前美国是全球培育钻石市场发展最成熟的市场。从消费结构来看,全球培育钻石消费市场中,美国和中国分别约占全球的80%、10%。从零售品牌数量来看,美国拥有25个培育钻石品牌,中国拥有19个,欧洲有9个。

二、为何看好该行业?

1、培育钻石与天然钻石的物理性质不存在明显差异,但零售价格约为天然钻石的45%,性价比优势显著,在天然钻石供给增长缓慢的背景下,培育钻石有望替代部分天然钻的需求。

随着人造金刚石合成工艺的不断提高,颜色、重量和纯净度达到一定标准的宝石级金刚石大单晶可作为培育钻石用于消费领域。

对比来看,培育钻石和天然钻石在晶体结构完整性、透明度、折射率、色散等方面与天然钻石无明显差异,但零售价格却远低于天然钻石,2019年培育钻石零售价格约为天然钻石的45%,而用培育钻石做成的饰品的销售价格约为同等级天然钻石饰品销售价格的30%-50%,这大幅降低了消费者的购买门槛。

同时,近年来毛坯天然钻石产量呈现不断下降趋势,而根据贝恩发布的《2020-2021钻石行业报告》,全球毛坯钻石产量在未来10年增长缓慢,甚至出现下滑,预计悲观情况下,全球毛坯天然钻石产量平均每年’下降1%-2%,但全球钻石消费需求却不断增加,供需失衡趋势为培育钻石发展带来了机遇,培育钻石有;望凭借较高的性价比替代部分天然钻石的需求。

2、全球珠宝巨头纷纷入局培育钻业务,有望培养消费者习惯和认知,行业渗透率有望快速提升。

培育钻石作为珠宝行业新兴赛道,珠宝钻石品牌商积极入局,培养消费者习惯。2016年施华洛世奇创建了培育钻石品牌Diama, 2018年5月全球最大钻石生产商戴比尔斯宣布推出培育钻石饰品品牌Lightbox。另外,2021年5月,全球最大珠宝商之一丹麦潘多拉宣布,将停止使用开采的钻石来制作珠宝,今后将只使用实验室生产的钻石。

与此同时,国内珠宝商也积极布局培育钻石行业。2021年8月12日,拥有“老庙黄金”、“亚一金店”等国内一线珠宝品牌的豫园珠宝推出自有培育钻石牌品牌“露璨(LUSANT)",于线上天猫旗舰店开启试运营,这是国内头部大牌珠宝商推出的首个培育钻石品牌。

目前,培育钻行业渗透率约6%,国内外珠宝巨头纷纷推出培育钻品牌,有望培养消费者习惯和认知,从而带动培育钻行业渗透率快速提升。

3、行业标准逐步建立,为培育钻石价值流通提供依据。

行业是否规范是决定行业能否蓬勃发展的重要因素之一,因为任何能够做大做强的行业都需要有一个统一的标准来确定商品的价值,使其可以快速流通。

目前,培育钻石行业标准的正在加速制定,为培育钻石价值流通提供依据,推进培育钻石行业的规范化发展。

例如,2020年10月,GIA (美国宝石学院)公告称正式启用新版培育钻石检测报告;近期,国家珠宝玉石质量监督检验中心(NGTC)更新了《合成钻石鉴定与品质评价》,并且,目前NGTC已经可以出具实验室培育钻石镶嵌首饰证书,据称后续还将推出实验室培育钻石裸钻分级证书。

综合来看,2020年全球培育钻石饰品市场规模约680亿元,疫情之下培育钻石产量仍然同比增长167%,增速明显高于天然钻石,预计到2025年全球培育钻石饰品市场规模1400亿元,复合增速高达155%。

三、相关个股

黄河旋风600172 :国内最大金刚石生产企业之一,2021年重新聚焦超硬材料主业公司是目前国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商。公司生产的超硬材料主要产品为各类规格的金刚石(如工业级金刚石、宝石级金刚石)、金属粉末、超硬复合材料(复合片)、超硬刀具、金刚石线锯等。

2020年公司的培育钻石销量占全球培育钻石销售市场的20%左右,其中高端品质占50%以上。公司于2015年实现了“宝石级金刚石系列产品开发与产业化”项目的产业化和市场化批量生产,目前公司3-5克拉首饰用培育钻石在国内外拥有稳定的市场。

2020年公司业绩亏损主要受此前收购名匠智能业务拖累,公司已出售名匠智能全部股权,2021年重新聚焦超硬材料主业,第一季度公司营收达631亿元,同比增长56%,同时利润端扭亏为盈,归母净利润达1029万元。

中兵红箭000519 :子公司中南钻石为国内最大培育钻石生产商之一

中兵红箭主要业务包括特种装备业务板块、超硬材料业务板块、专用车及 汽车 零部件业务板块三大业务板块,其中全资子公司中南钻石主要负责超硬材料业务板块,为国内最大培育钻石生产商之一。2020年中南钻石实现收入1921亿元,收入占比达2972%,实现净利润41亿元。

中南钻石主要以HPHT技术生产培育钻石,产品以2-10克拉为主,公司已掌握了“20-50克拉培育金刚石单晶”合成技术,20-30克拉培育钻石可批量化稳定生产,同时公司也掌握了厘米级高温高压法CVD晶种制备技术,CVD培育钻石产品制备技术达到了国际主流水平,2019年公司投入年产12万克拉高温高压法宝石级培育金刚石生产线建设项目,预计2022年10月达产。

培育钻石概念相关个股培育钻石的性价比优势+各种珠宝钻石品牌均培育消费,培育钻石或将替代部分天然钻石的份额,行业有望迎来爆发,潜在市场规模有望达千亿级别,我们梳理了一份培育钻石概念相关个股。

国机精工002046: 2020年超硬材料及制品收入占比为2039%。截止20年底,新型高功率MPCVD法大单晶金刚石项目工程进度为5987%,该项目主要培育消费类和工业类生产商人造钻石。

ST金刚300064 :2020年超硬材料收入占比为8882%。公司致力于培育钻石消费理念的传播、培育钻石文化推广、品牌销售体系搭建等,2014年实现大单晶技术突破,成为国内首家实现大单晶规模化量产的企业。

沃尔德688028 :2020年超硬复合材料收入占比为899%功能性CVD金刚石材料和器件、装饰用CVD钻石(培育钻石)等高端超硬工具和超硬材料产品实现规模化生产和销售。

四方达300179: 公司是国内规模优势明显的复合超硬材料企业,产品包括石油/天然气钻探用聚品金刚石复合片、煤田及矿山,用金刚石复合片等。

零售商:

豫园股份600655: 2020年珠宝 时尚 收入占比为5032%。公司推出培育钻石品牌“露璨(LUSANT)”,是国内头部大牌珠宝商推出的首个培育钻石品牌。

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