#頭條創作挑戰賽#
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鑽石極其珍貴,但組成鑽石的碳元素遍地皆是。因此,人們一直在嘗試合成鑽石。1970年,美國通用公司成功合成寶石級鑽石。合成條件是模仿自然界金剛石形成的條件,将石墨在40萬大氣壓下,1500℃以上的高溫高壓環境下轉變為金剛石。合成鑽石現已廣泛應用于工業,而寶石級鑽石的合成成本極高,目前還很少出現在市場上。
目前,合成寶石級鑽石的主要方法有兩種:高溫超高壓法和化學氣相沉澱法。
1.高溫超高壓法(HTHP)
HTHP合成鑽石又分為BELT法和BARS法。BELT法壓帶機體積大,成本高,一次可合成多顆鑽石,多用于生産工業鑽石。寶石級鑽石的合成方法主要是采用BARS法,該方法成本低、體積小,但每次隻能合成一顆鑽石,HTHP合成鑽石其主要物理、化學性質與天然鑽石類似,其主要區别在于:
(1)顔色:HTHP合成鑽石的顔色多以黃色、橘黃色、褐色為主。
(2)晶形及晶面特征:合成鑽石大多晶形完整,多為八面體和立方體聚形,晶面上常出現階梯狀、蕨葉狀、樹枝狀圖案,在顯微鏡下可觀察到生長紋理及不同生長區的顔色差異。
(3)内部特征:HTHP合成鑽石内部可見長圓形、角狀、棒狀細小的鐵或鎳鐵合金等金屬觸媒包體,這些包體為金屬光澤。部分合成鑽石可見沙漏狀色帶。
(4)吸收光譜:天然的無色-黃色鑽石具有415m的特征吸收線,而合成鑽石則缺失415nm吸收線。
(5)紫外熒光:HTHP合成鑽石在長波紫外光下呈惰性,而在短波紫外光下,其熒光具有明顯分帶現象,為無至中的黃色、橙黃色、黃綠色,局部可以出現磷光。
2.化學氣相沉澱法(CVD)
CVD合成技術首次出現于1952年,可以在低壓環境下在不同的基底上合成出多晶CVD鑽石材料或者單晶CVD鑽石
CVD法合成鑽石的主要鑒定特征:(1)結晶習性:CVD合成鑽石為闆狀;(2)顔色多為暗褐色和淺褐色;(3)放大檢查可見不規則深色包體和點狀包體,可有平行的生長色帶;(4)正交偏光下有強烈的異常消;(5)紫外熒光燈下有弱的橘黃熒光。
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