在理论上怎么把煤块变成钻石

煤块在高压、高温下形成钻石。大多数钻石的历史比地球上最早的植物和植被还要久远，而这些植物和植被就是今天煤炭的来源。

被科学家和地质学家广泛接受的主要理论是，钻石是数百万年前在地球地幔深处形成的。后来由于剧烈的火山喷发和灾难性的板块运动，钻石被带到了地表。

地质学家通常会寻找这些喷发的痕迹（称为管道），以勘测可以建立有利可图的钻石矿的地点。一旦确定某条管道有经济上可行的开采矿藏，采矿公司就会使用重型设备进行开采。平均而言，采矿公司将不得不筛过数千吨的土，以产生一克拉的钻石，这就是为什么采矿是一种资本程度上的风险。

扩展资料

有些人以钻石的主要成分是碳，来攻击它没有什么价值。他们还说：最早人们发现钻石时，发现它除了够硬以为，别无它用，于是只能做成玻璃刀、拉丝模等工具供一些工业领域使用。到了1955年，人们掌握了人造钻石的技术后，天然钻石的最后一点工业价值也没有了。

奥本海默家族和另外几个大牛珠宝商一起控制了全世界的钻石矿藏，虽然现在他们的经营方式转为建立自己的品牌（戴比尔斯），自产自销，但是由于上游还是被其控制，所以消费者永远也不可能拿到低价钻。

知网—合成钻石

制造过程中，首先将“钻石种子”放入一个密封容器中，容器内部充满富含碳元素的甲烷气体，随后这个容器将被加热到800摄氏度。期间碳元素会逐渐与“钻石种子”结合，在数周时间内形成一颗钻石。无论在物理上和化学上，它都与从地下开采出来的钻石完全相同。

扩展资料

形成原理

钻石是金刚石精加工而成的产品，钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。

其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨（黑色），而在高温、极高气压及还原环境（通常来说就是一种缺氧的环境）中则结晶为珍贵的钻石（无色）。

自从钻石在印度被发现以来，就有人在河边、河滩上捡到钻石，这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩，被风化、破碎后，钻石随水流被带到下游地带，比重大的钻石被埋在沙砾中。

1870年人们在南非的一个农场的黄土中挖出了钻石，此后钻石的开掘由河床转移到黄土中，黄土下面就是坚硬的深蓝色岩石，它就是钻石原岩——金伯利岩（kimberlite）。

金伯利岩是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩，这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片，主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。

研究表明，金伯利岩浆形成于地球深部150公里以下。由于这种岩石首先在南非金伯利被发现，故以该地名来命名。

另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩（lamproite），它是一种过碱性镁质火山岩，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含辉石、橄榄石等矿物，典型产地为澳大利亚西部阿盖尔（Argyle）。

　　钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。那么你对钻石了解多少呢以下是由我整理关于什么是钻石的内容，希望大家喜欢!

　　钻石的介绍

　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。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。是爱情和忠贞的象征。

　钻石在天然矿物中的硬度最高，其脆性也相当高，用力碰撞就会碎裂。源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。钻石的。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

　卡，或译克拉、克拉(Carat)，是钻石的质量单位。一卡相等于200毫克，相传早期钻石商人称量钻石所用的砝码为稻子豆树(carob)果实，一粒这样的果实大约就重200毫克。因为钻石的密度基本上相同，因此越重的钻石体积越大。越大的钻石越稀有，每卡的价值亦越高。

钻石的形成原理

　钻石是金刚石精加工而成的产品，钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨(黑色)，而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(无色)。

　自从钻石在印度被发现以来，就有人在河边、河滩上捡到钻石，这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩，被风化、破碎后，钻石随水流被带到下游地带，比重大的钻石被埋在沙砾中。

　1870年人们在南非的一个农场的黄土中挖出了钻石，此后钻石的开掘由河床转移到黄土中，黄土下面就是坚硬的深蓝色岩石，它就是钻石原岩——金伯利岩(kimberlite)。金伯利岩是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩，这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片，主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。研究表明，金伯利岩浆形成于地球深部150公里以下。由于这种岩石首先在南非金伯利被发现，故以该地名来命名。

　另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩(lamproite)，它是一种过碱性镁质火山岩，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含辉石、橄榄石等矿物，典型产地为澳大利亚西部阿盖尔(Argyle)。

　科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现，钻石的形成条件一般为压力在4、5-6、0Gpa(相当于150-200km的深度)，温度为1100-1500℃。虽然理论上说，钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段，而已经开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。如南非的一些钻石年龄为45亿左右，表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶，钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石，如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石，但这种作用形成的钻石并无经济价值。

钻石的鉴别 方法

　简易鉴别

　钻石的简易鉴别方法：需要借助一个10-20倍放大镜作辅助并作数个简单的观测。

　观察钻石的腰部，若是磨沙状腰围就最适合用此方法，钻石因为比任何冒仿品坚硬，因此不会像冒仿品般出现细条状的纹路，钻石的腰围乃呈颗粒状外观。

　钻石比冒仿品坚硬，冒仿品的刻面稜线往往会比钻石的感觉圆钝，而钻石的刻面稜线必是锐利的。

　基于钻石比冒仿品坚硬，冒仿品的刻面稜线常常出现磨损的情况。

　若钻石留有天然面，天然面上有机会发现到钻石独有的『三角形生长纹』。

　若钻石出现崩断口，外观通常皆为阶梯状，而冒仿品则会截然不同地呈弯弧或贝壳状。

　硬度检验

　钻石是已知最硬的自然生成物质，没有什么东西可在钻石上划上痕迹，若能划上痕迹的则绝非钻石。

　导热试验

　在待辩钻石和 其它 相似物品上同时呼一口气，若是钻石则其表面凝聚的水雾应比其它物品上的水雾蒸发得快，这是因为钻石具有高导热性的原因。

　观察方法

　观察反射光

　用放大镜可观察到钻石的腰围处呈现一种很细的磨砂状并有亮晶晶的反射光。钻石的这种特征是独一无二的。

　看生长点

　在放大镜下观察，真品钻石的晶面上常有沟纹和三角形生长点，而赝品有三类：①加了氧化铝的普通玻璃，因折射率和色散提高， 容易误入，但硬度低。②用化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制，硬度接近，但折射率低并有双折射现象，在放大镜下可见重影。

　铅笔鉴别

　铅笔的化学成分是碳和钻石一样，

　只是物理结构不一样，所以很多人用铅笔去检测钻石的真伪，属于一种比较实用有效的方法，在鉴定的时候，要先把钻石用水湿润，然后再用铅笔轻轻的刻划，在真钻石的晶面上，铅笔划过的地方，是不留痕迹的，而如果不是钻石，而是玻璃、水晶等材料，就会在表面上留下痕迹，一般情况下，用铅笔刻划来鉴别钻石的真假，这种方法的准确性是较高的。硬度较高，折射好，但在转动时会反射较多的彩光，与真品在转动时只反射出微弱的黄、蓝色彩光相比，有明显的差别。

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。

　6、保养钻戒，切勿撞击：钻石是世界上最坚硬的东西，但其实它很怕撞击。由于特殊的分子结构，它虽然能在任何宝石上刻划出痕迹，却经不起碰撞。特别是“爪镶”的钻石，钻石腰部很脆弱。

　7、保养钻戒，好好爱护：在做粗重活时应取下钻戒，以免导致戒托受重力变形，影响钻石牢固度。

　8、保养钻戒，专业清洗：钻石的亲油性非常强，容易沾染油污，所以涂抹手霜，洗碗时要摘下钻饰。 游泳 时也不能佩戴，水中的氯化物漂白剂会腐蚀钻戒。建议选择专业珠宝清洁剂和仪器清洗。

钻石的价值非常高，那钻石到底是怎么形成的？

热爱科学的你一定知道吧。 钻石实际上是坚硬透明的碳粒。 它和黑亮的石墨一样是碳的同素异形体。 钻石之所以贵，是因为它由数百公里深的地幔生成，而且产量低，质量好的更少。 当然，也有其他原因。 例如，垄断经营的宝石商有意抑制产销量，引起市场饥饿，从而获得超额利润等。从非洲开采的钻石。这是中科院科学家为“制作钻石”而欢呼的原因。 看到我们的“种花之家”成功制作钻石，以后花白菜价买钻戒求婚就快可以见天日了，真的想想也很兴奋。

人造金刚石的尝试。自从1797年发现钻石其实是纯碳之后，科学家们开始了用碳制造钻石的不懈尝试。人造钻石不容易。 因为在自然状态下，碳必须在非常高的温度和非常大的压力下才能完成原子的重新排列，从而形成结构坚固的晶体。 也就是说，要把石墨变成闪耀的钻石，至少需要2000K的高温和35GPa的强压力。 在相当长的一段时间里，人类无法制造出这样强大的机器。 这必须在距离地面150-250公里以下的地幔深处才能完成。 有些钻石还会在更深的地下800公里处产生，最终通过地幔的热对流、地壳运动、火山喷发输送到地表。

石墨在高压下的碳键变化。由于天然金刚石形成在深的地下，制造人造金刚石的人们也想模拟地幔的高温高压的环境。 其代表技术之一被称为HPHT，将高纯度碳、小金刚石的“种子”和熔融的镍、钴或铁混合，将其放入特制的模具和“砧”的组合中，用大型的带式压力机测量10GPa的压力和1400的高温高压下，熔融金属溶解高纯度碳源，将其输送到小金刚石种子表面沉淀，形成大合成金刚石。

HPHT加压法制备金刚石的原理。早期热压法制备的金刚石颗粒约015大小，形状和颜色都不完美，只能用于工业用途。 之后，人们改进了设备和技术，在持续的高温高压下，一周左右就能得到5毫米大小的人造金刚石。改进的热压容器。由于工艺的关系，用HPHT法制作的金刚石大多是杂色的，结晶不完全，仍然只用于工业。 而且，这个制造工艺需要非常复杂的设备和大量的能源，高额的成本也使得大粒人造金刚石的价格居高不下。科学分析：钻石是如何“种植”的？

用HPHT法制作的小钻石。俄罗斯圣彼得堡一家名为“新钻石技术”的公司在实验室利用热压法花了300小时制造了迄今为止最大的人造钻石。 重322克拉，切断后制成了重1002克拉的无色钻石。 据鉴定，这颗钻石被定为VS1网度、e色，具有非常好的光泽度，它仍然很高。几个世纪以来，钻石一直是权力、财富、地位的象征，为什么钻石这么贵？ 你为什么被认为这么有价值？ 我们都知道，东西稀少昂贵，真正的天然钻石非常稀少，世界天然钻石供应逐渐枯竭。 市场上大多数钻石都是人造钻石，在专家眼里人造钻石和天然钻石还是有很大不同的。

钻石为什么这么贵，那是怎么做出来的，看完之后知识就上升了。我们来谈谈钻石是怎么形成的。 在地球深部约150-200公里处，纯碳物质在压力45109Pa、温度1100-1600度的条件下结晶，形成天然金刚石，但地球深部有金刚石形成的物理和化学条件，理论上任何时期都可以形成金刚石只要达到金刚石形成的物理和化学条件地球壳产生拉力，固体岩石开始移动破裂时，发生地震，火山爆发。 火山熔岩从地球深部上升到地表时，将在深部形成的钻石带到地球的浅层和表面。 通过用熔岩冷却，可以在冷却的岩石中找到钻石。 当金刚石丰富达到一定规模时，我们称之为金刚石原生矿，不同的矿型采用不同的开采方法。由此可见，天然钻石的形成环境十分严峻，经过几亿年的化学反应，难怪成为世界上人人喜爱的宝石。 如果钻石不是那么稀有的话，那和普通的石头没什么区别。 之所以被赋予如此高的价值，是因为其形成所需的时间长，在地球上非常稀少。

先说钻石，碳元素在45到6Gpa的压力和1100到1500℃温度下，碳原子会呈现出立方最紧密堆积形态，彼此之间的碳原子会以共价键相连，当形态稳定后，钻石的结构就稳定下来了。

从本质上来说，只要有碳元素、极高温、极高压等条件（也就是石墨、高温高压等特殊条件）人类就能制造出钻石。恰好，地壳中碳元素的含量为0027%，在自然界中广泛存在，所有碳基生物死后都能用来制造钻石。单从含量上来说，钻石的原材料是无限的，制造工艺是能复刻的。

而黄金就比较“娇贵”了，地球上的黄金都是来源于数十亿年前，超新星爆炸或者中子星碰撞才会产生。具体原理，是宇宙中存在的质子和中子，在超新星爆炸时产生能量的作用下，合成变为了氢、氦等元素，在极端高温、高压的环境下，在聚合形成其它元素。

在这个过程中会先变成铁元素，中子再轰击铁原子核，经过衰变之后，才能产生金元素。铁与金都是超新星爆炸的产物，不过金元素需要再进一步“加工”而已。这个过程需要经过几亿年才能完成，而地球上的金元素基本都是陨石带来的。

科学家们也尝试制造过黄金，不过结果是入不敷出，通常都是核物理实验才会去尝试制造，想要大规模制造那是完全不可能的。综上所述，从原料和制造工艺上来说，黄金的价值要高于钻石。除了原料和制造工艺，数量也是评判价值的标准之一。根据科学家估计，地球上的黄金很多，超过60万亿吨。除来地球自带的外，大部分来自陨石。

如果平均分给世界70亿人，那相当于每人能分到80万吨左右。不过这只是梦想而已，大部分的黄金都储存在地核中，底下3000公里的位置，环境温度超过6000摄氏度。

这么严峻的环境，我们现在的科技是无法进行开采的，我们只能开采地壳里的黄金。不过这项过个相当困难，在人类6000的历史中，总共挖出了1426万吨从黄金，其中15%还消失不见了。如今剩余的黄金，预计只有12万吨左右，数量稀少无比。钻石的就比较多了，据统计，钻石在地壳里的含量就超过了1000万亿吨。单单南非的三大钻石矿坑，加起来就有45亿克拉的钻石储量，数量超过黄金不知道多少倍。

钻石是金刚石精加工而成的产品。

钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨（黑色），而在高温、极高气压及还原环境（通常来说就是一种缺氧的环境）中则结晶为珍贵的钻石（无色）。

钻石原岩——金伯利岩（kimberlite），是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩，这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片，主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。

另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩（lamproite），它是一种过碱性镁质火山岩，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含辉石、橄榄石等矿物，典型产地为澳大利亚西部阿盖尔（Argyle）。

金伯利岩（kimberlite）（名字源于南非的一地名——金伯利）和钾镁煌斑岩（lamproite），这两中岩石均是由火山爆发作用产生的，形成于地球深处的岩石由火山活动被带到地表或地球浅部，这种岩浆多以岩管状产出，因此俗称“管矿”（即原生矿）。

一、概述

众所周知，钻石是由单元素碳组成的宝石。在自然界，钻石的生成是在高温高压下地质作用的结果。合成钻石就是人工模拟天然钻石形成的条件，让非钻石结构的碳转化为钻石结构的碳。早在1953年，瑞士工程公司(ASEL)就利用一种称为“压力球”的装置成功地合成出了40颗小的钻石晶体，但直到1955年美国通用电气公司(gE)宣布利用称为“压带”的装置首次成功生产出钻石时，他们才将其研究成果公布于众。戴比尔斯公司(de Beers)也不甘落后，于1959年掌握了合成钻石的复杂技术。他们所采用的方法与美国政府下令严格保密的通用电气公司所使用的方法非常相似。60年代初期，戴比尔斯公司和通用电气公司就开始了生产工业用合成钻石粉。我国在60年代也已成功的合成了磨料级钻石，并投入生产。1971年，通用电气公司宣布他们已合成出了平均直径为6mm的钻石晶体。这些钻石晶体不仅有**、褐色的，也有含氮低的近无色的，还有含硼的蓝色钻石。1985年日本住友电气公司(Sumitorno Electric Industries)开始加入合成钻石行列，1993年生产出高净度的工业用钻石。1990年俄罗斯的新西伯利亚(Novosibirsk )宣布他们利用“分裂球”(Spl(it-sphere)或称BARS装置已成功地合成出了钻石。

由于受超高压设备和高温条件的限制，生产成本较高，故宝石级合成钻石仍是昂贵和稀少的，但我们相信总有一天会有价格合理的宝石级合成钻石面世。

二、合成钻石的原理

1碳元素的化合物

钻石、石墨和无定性碳都是由碳原子组成的，它们不同的外观和截然不同的物理性质，取决于它们完全不同的原子结构(图9-7-1)。

图9-7-1 碳原子的等间距紧密堆积结构(左)钻石；层状结构(右)石墨

2石墨—钻石的转换

合成钻石的温压条件要求高，即使有催化剂存在下，仍需要压力(50～80)×108Pa，温度为1350～1800℃。用高压设备合成钻石最常用的金属熔剂(催化剂)是铁、镍、钴及钯。图9-7-2是在碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系。在合成钻石区，温度压力不同，钻石的晶形也各不相同。所以，合成钻石受温压影响较大。温度较低时，以立方体的生长为主；温度较高时，以八面体的生长为主。所以人工生长的钻石多为立方-八面体聚形。

合成钻石的碳源一般用石墨，所以，合成钻石的生产就是石墨转换成钻石的过程，不过，宝石级钻石的合成分两步走，先用石墨合成钻石粉(工业磨料)，再用钻石粉作原料，合成宝石级钻石，钻石粉可以保持压力稳定，生长出大颗粒的晶体。若采用石墨，其断裂的碳键改组成钻石时，会有体积损失，而使体系的压力降低，影响较大晶体的生成。

三、合成钻石的技术与设备

1六面顶压机

合成钻石的设备目前多采用高温高压的压机，国内的合成钻石主要是工业钻(即工业金刚石)，设备是一种称为“立方体超高温高压装置”的压机，压机采用油压和垂直固体传压装置，根据顶锤数量的不同，分为两面顶、四面顶、六面顶几种。现国内用得最多的是六面顶压机(即上下、前后、左右三对顶锤)，其工作压力有1000～5000吨的多种，工作空间640mm×600mm×500mm，一般是上下顶锤通电加热，温度可达1900℃左右。

2“压带”法

压带装置如图9-7-3所示，本方法与顶锤压机大同小异，将钻石粉末作为碳源放在生长舱内，生长舱放在特种材料做成的垫圈中，并放在两个铁砧之间，然后使生长舱内的原料经受极高的温度和压力，在生长舱内底部比顶部的温度低，以便形成一个温度梯度，使顶部的钻石粉充分熔化并通过熔剂向生长舱底部迁移。在温度较低的生长舱底部，钻石围绕籽晶生长成钻石晶体。

图9-7-2 碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系

图9-7-3 压带装置

3BARS装置

BARS是“分裂球无压装置”的俄文词头字母缩写。该装置中所需压力是采用液压的方式，通过将液体注入压力罐内得到，而不是用巨大的水压机提供。液压使球体装置的8个部分合在一起，并在由6个活塞构成的八面体上产生压力。八面体内有一个立方体的生长舱，其中装有加热设备、籽晶、碳源(钻石粉)以及金属熔剂。在这种装置中，常用镍作熔剂。图9-7-4是BARS装置的生长舱及其截面图。

图9-7-4 BARS装置的生长舱及其截面图

以上不同设备和方法，应属于不同的静压触媒法。除此之外，合成工业级钻石还有许多种方法，只是有的方法还不成熟，有的方法已被淘汰。如：爆炸法、液中放电法、气相沉积法、地下核爆炸法等等。气相沉积法近年来有很大的发展。

四、合成钻石的鉴别特征

由于合成钻石的技术条件要求高，成本昂贵，目前尚无法大规模工业化生产，市场上销售的钻石一般不需要声明它的天然属性。但是，区别合成钻石与天然钻石仍有一些方法可遵循。

1合成钻石的颜色

由于很难排除掉生长舱中的氮，大部分合成钻石多为含孤氮杂质的Ib型钻石，常呈**至褐**。有时也在生长舱中引入硼原子，随机取代钻石结构中的碳原子，产生具有导电性的蓝色IIb型钻石。为了生长出无色的合成钻石，常使用一种称为“氮吸收剂”的金属，如锆或铝。因为氮更易与这些元素结合，而不再取代钻石中的碳原子，这样就产生了无色的IIa 型钻石。所以，合成钻石很少出现 Ia 型钻石(该型钻石约占天然钻石的98%)。

2吸收光谱

绝大多数天然钻石(Ia型)显示415nm吸收线，而合成钻石无这种特征吸收线。

3紫外荧光

通常合成钻石在短波紫外线下的荧光比长波下的荧光强，且荧光颜色为**或黄绿色，而不是天然钻石的蓝或蓝绿色。合成钻石紫外荧光的颜色分带式样所表现的立方-八面体式样，与天然钻石的八面体式样也是完全不同的。

4包裹体

合成钻石有时会出现金属熔剂、尘状物、面包渣状包裹体，及“砂漏状”色带。

5仪器

针对合成钻石的性质特征，戴比尔斯公司研制了两种鉴别合成钻石的仪器。即钻石光谱鉴定仪(Diamondsure)和钻石结构荧光鉴定仪(DiamondView)。利用钻石光谱鉴定仪可观察到大部分天然钻石中的415nm吸收线。如果发现有415nm吸收线，便不需进行进一步的检测。钻石结构荧光仪可用来观察合成钻石紫外荧光所表现出的立方·八面体式样，这是由于不同的生长区和生长带含杂质的浓度不同所致。

思考题

一、是非判断题

1珠宝市场上最常见的合成宝石是玻璃。

2钇铝榴石的代号是GGG。

3有无气液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要证据。

4用水热法可生产祖母绿，也可生产红宝石。

5弧形生长线是助熔剂法合成宝石的特征之一。

6摩尔硬度大于7的人工宝石中有SrTiO3这个品种。

7目前市场上的合成变石是水热法产品。

8见到小片状铂或合金包裹体的合成宝石即水热法的产品。

9合成祖母绿常见的针柱状、柱状包裹体，可以是方解石。

10合成的红宝石的色带总是弯曲的。

11钇铝榴石的代号是GGG。

12有无汽液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要依据。

二、选择题

1区分绿碧玺与合成绿色水晶时应使用：( )

a滤色镜

b偏光镜

c折光仪

2一般讲，助熔剂法合成宝石中的液滴状的包体是( )

a助熔剂的残余

b捕虏来的液体

c填隙的后生气液包体

3区分水热法合成红宝石与红宝石时，要观测：( )

a折射率

b有无同生气液包体

c有无金红石或锆石等同生包裹体

4“YAG”中文名称是：( )

a钇铝榴石

b镓榴石

c钛酸锶

5人工生长的下列宝石，哪种必须在宝石名称前冠以“合成”二字：( )

a金绿宝石

b钛酸锶

c钇铝榴石

6合成变色刚玉加入的着色离子是：( )

a钒

a铬

c钛

7任何一种具有与天然无机宝石相同化学成分，原子结构和物理性质的人工生长晶体都应称为：( )

a人造宝石

b人工宝石

c合成宝石

8用焰熔法可以合成( )

a钇铝榴石

b祖母绿

c尖晶石

d立方氧化锆

9冷坩埚(熔壳)法生产立方氧化锆所需的热来自( )

a液化石油气

b丙烷和氯

c高频电流

d高温电阻

10合成绿色水晶：( )

a有强二色性

b无二色性

c有弱二色性

11目前合成宝石或人造宝石中色散最强的是：( )

aα-SiC(α-碳硅石)

bSrTiO3(钛酸锶)

cTiO2(金红石)

12从熔体结晶的人工宝石中不会含( )

a气—液两相包裹体

b同生的气-液两相包裹体

c后生的气液两相包裹体

13目前人造GGG由以下途径形成：( )

a从熔体中结晶

b从溶液中结晶

c从气体中结晶

14助熔剂法合成祖母绿中的特征包裹体为：( )

a同生气液两相包裹体 b固相-气相两相包裹体 c指纹状气液两相包裹体

15提拉法合成变石的特征包裹体为：( )

a愈合裂隙中三相同生包裹体

b指纹状气液两相包裹体

c弯曲生长纹

16腰棱标有“GE POL”的改成白色的钻石是：( )

a用褐钻改的

b用**钻石改的

c用劣质绿色钻石改的

17下列仿钻材料中，热导率最接近钻石的是：( )

a合成CZ

b合成α-SiC

c合成刚玉

三、多项选择题

1合成Moissanite(α-SiC)的物理性质是：( )

a有一个n值为2417

b有双折射

c热导率高于钻石

d维氏硬度与钻石十分相似

e反射率高于钻石

2仿宝石 Imitation stones是指( )

a人工宝石模仿天然宝石的颜色、外观者

b人工宝石模仿天然宝石的特殊光学效应者

c某天然宝石模仿另一种天然宝石的特征

3天然水晶与合成水晶：( )

a可有菱面体与六方柱等单形组成晶体外形

b其化学式是SiO2·nH2O

c可有较强的多色性

d晶面条纹平行C轴

e任何切面上都有一个固定不变的折射率为1544

四、填空题

1焰熔法合成尖晶石的密度和折射率比镁铝尖晶石都( )。

2合成刚玉宝石主要方法有( )、( )、和( )。

3人造与合成宝石中代号CZ是( )，GGG是( )。

4合成紫水晶不仅需要在原料中加着色元素( )，还需经( )处理。

5合成宝石指其制取的全部或部分工艺过程是由人控制进行的。它们的( )、( )与它们所)和(对应的天然宝石基本相同。

6除拼合石之外，人工宝石的制造方法可分为：从熔体中结晶或冷凝，从( )中结晶及从( )中结晶，和( )等。

7水热法合成祖母绿的特征包裹体形状常为：( )、( )、( )。

8与水热法相比，助熔剂法合成宝石的优点是能在( )情况下加热熔剂和熔解各种原料，并使晶体在熔体中结晶。

9水热法合成的红宝石内部可见：( )、( )、( )、金属包裹体和( )。

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。