合成鑽石的制造方法也可謂日新月異,從最早分成直接法、觸媒法、外延法到現在分成高溫高壓法(HTHP)和化學氣相沉積法(CVD)。
直接法是采用瞬時高溫高壓技術制成的,類似于隕石撞擊的過程,使碳質原料從固态熔化成液态最終直接轉化為金剛石。這種方式制成的金剛石顆粒細小,産量低,在最初的科研階段多有采用,現在已經被淘汰。
觸媒法演變成的高溫高壓法(HTHP)成為了現在合成寶石級鑽石的主要方式。這個方法采用的溫度和壓力要低于直接法,通過加入鐵鎳等觸媒促進碳質原料向金剛石轉化(加入鐵鎳觸媒是我讀書時候的方法,聽說現在觸媒的成分有所變化,如果有了解的希望得到同仁的指教)。觸媒的作用是為了加速合成的過程并且降低所需的溫度和壓力,基礎理論也仍然是在高溫高壓環境下使層狀結構碳(碳的sp2雜化,類似于石墨)向金剛石結構碳(碳的sp3雜化)轉化。高溫高壓法是現在合成寶石級鑽石的主要形式,在2015年已經成功合成了原石質量高達32.26克拉的鑽石,成品重量超過了十克拉。
另外一種化學氣相沉積法(CVD)在金剛石薄膜的合成中應用更多,其中微波等離子氣體化學氣相沉積法(MPCVD)是現階段合成單晶鑽石的研究熱點。這種方法簡單來說就是在一定帶電環境下将甲烷(CH4)等氣體打散,讓其中的碳元素落在金剛石種晶上面,然後一層一層的加厚。
我們常用的寶石級鑽石就是單晶體或者連生體鑽石,能保證晶亮透明的視覺效果。而集合體多為工業鑽石,一般都是黑黝黝的一坨。。。
另外,因為雜質元素氮、氧等雜質的加入合成鑽石常帶有比較深的顔色,由此也帶動了鑽石的改色技術的增進,因為内容也比較多以後專門找個題目細聊。最後有關鑒定的話題有好多朋友也答了,我不做過多贅述,但是我尤其想給大家看一個合成鑽石的陰極發光圖,能清楚的看到因為形成速度快産生的條帶,對合成鑽石的鑒定也有很大意義.
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