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。
人造钻石的做法是在高温、高压的情况下做出来的。
人造钻石在2300℃、15到18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。
2005年美国的人造钻石生产线的产能达到每小时5克拉。近期,俄罗斯的科学家们已经研制出了直径在3毫米左右与天然钻石晶体结构完全一致的人工钻石。相信随着研究的深入,在不远的将来就可以造出与天然钻石一样的人工钻石。
河南工业大学材料学院超硬材料研究所成功合成出重2克拉、尺寸达82mm的高质量**钻石,该样品为目前内地重量和尺寸最大的人造金刚石单晶。此项成果标志着该校在国内人工合成钻石领域已处于领先地位。
人造钻石与天然钻石的区分方法
人造钻石的品质精良外貌与天然钻石难以区分。刚开始的时候由于人造钻石技术不够精良,钻石商可以用非常简单的方法确认钻石是否在实验室培养长大,他们用的是强力磁铁,因为人造钻石内部有培养过程残留的金属结晶,强力磁铁便能将钻石吸起。
可是随着人造钻石技术的不断成熟,原来的老办法已经失效了。人造钻石的鉴别需要专门的鉴定机构和鉴定仪器才能实现,又由于设计的科技和仪器成本十分高昂,目前国际上只有少数几家实验室具备鉴别合成钻石和天然钻石的能力。美国著名的宝石级别人造钻石生产商将推出其人造钻石珠宝产品线,所有钻石都必须经过IGI权威鉴定才能销售。
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、价格不同
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、特性不同
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。
4、颜色区别
自然钻石和人造钻石都是由碳原子构成的,并且是依照相同的晶体点阵排列,所以它们具有相同的物理性质。仅有的特征是显微构造和原子尺度的晶体点阵中的不规则性,也就是晶体缺陷。
在这方面,由于不同的生长环境,如化学气氛、生长速度,自然钻石和人造钻石是不分歧的,当今市场上大部分人造钻石呈很强的**、橙色、以至棕色,因而很容易被辨别。
钻石是一种观赏度很高的宝石,十分的漂亮。无论是品相还是数量,都十分的稀有,价值度很高。天然钻石的稀缺催生了合成钻石的生产,人类创造了制作人工钻石的技术,诞生于上世纪的中期。最近几年,合成钻石的技艺越来越高超,科学家们造出的人工钻石纯净度越来越高,数量也在急剧增长。在物理和化学属性等方面,人工钻石和天然钻石并没有什么明显的区别,需要借助专业的高端仪器才能辨识。天然钻石的生长周期较长,合成钻石的生长周期较短,在购买方面可以借助证书来进行有效区分。
一、钻石的合成钻石合成方法有许多种,比较传统的方法是高温高压等,即使用铁、钴、镍等为原料合成钻石。新的方法比如化学蒸气沉淀和低压高温等,也是制作合成钻石的有效方法,用真空室内气体来合成钻石。这两种方法都要使用上晶种来合成钻石,高温高压法的钻石粉末主要消溶在金属助溶剂里后结晶在晶体上。
二、天然钻石和合成钻石间不同的生长模式天然钻石所需的温度比合成钻石高,高温环境下,钻石生长成八面的晶体。钻石里氮杂质经过一段时间的聚集后,以对或群形式出现,变成为百分之九十五以上的la型钻石。合成钻石的生长周期比较短,形状跟天然钻石有很大的不同之处。
三、天然钻石的物理性能天然钻石是一种经过雕琢的金刚石,为一种矿物,是天然的钻石原石成分。它在地球内部经高温和高压环境后产生了单质晶体,由碳元素组成,在天然矿物中属硬度最硬,脆性高的高密度碳结晶体。
钻石的质量单位为卡,也称做克拉,体积越大的钻石重量越重,价值也更高。天然钻石的产地多分布在澳大利亚等,有三十多个国家拥有珍贵的钻石资源。天然钻石的切磨中心有比利时的安特卫普、美国纽约、泰国曼谷等,其中以比利时安特卫普最为有名。
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