人造鉆石是怎么做出來的？人造鉆石的如何鑒別？

國石文化 2024年03月17日 20:21 7 國石之家

人造金剛石是一種由直徑為10至30納米的金剛石結(jié)晶聚合而成的聚晶金剛石。人造金剛石的分子結(jié)構(gòu)不是天然金剛石的完整八面體結(jié)構(gòu)，而是一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，會產(chǎn)生磷光。什么是人造鉆石？人造金剛石是一種由直徑為10-30納米的金剛石結(jié)晶聚合而成的聚晶金剛石。早期的人造鉆石是淺糖色的，因為空氣體中的氮原子進(jìn)入了鉆石晶體。經(jīng)過科學(xué)家改進(jìn)的生產(chǎn) *** ，現(xiàn)在生產(chǎn)的人造鉆石在外觀上與天然鉆石沒有區(qū)別。由于生產(chǎn)環(huán)境的不同，人造鉆石的分子結(jié)構(gòu)不是天然鉆石的完全八面體結(jié)構(gòu)，而是一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這將導(dǎo)致磷光。隨著人造鉆石生產(chǎn)技術(shù)的成熟，其成本低廉，各種顏色的鉆石都可以制造出來并在珠寶市場上嶄露頭角。盡管來自實驗室或工廠的合成鉆石已經(jīng)有幾十年的歷史，但具有寶石品質(zhì)的合成鉆石只是最近才出現(xiàn)。最初，人造鉆石主要用于制造切割工具和其他工業(yè)用途，但現(xiàn)在它們也用于珠寶。公平貿(mào)易法要求合成鉆石經(jīng)銷商在銷售時如實說明其質(zhì)量，并使用普遍接受的詞語進(jìn)行描述，如“合成”、“人造”或“實驗室制造”。幾乎所有的人造鉆石都屬于Ib類型，而這種類型占天然鉆石的比例不到2%。有一種廉價的設(shè)備可以驗證Ib鉆石，但要確定鉆石是否是合成的，則取決于有資質(zhì)的寶石實驗室的測試。 1954年，人造鉆石首次合成成功。當(dāng)時，一群來自通用電氣公司的研究人員在實驗室里制造了一顆鉆石。他們模擬了鉆石在自然界中形成的環(huán)境，并使碳經(jīng)受極高的溫度和高壓。同樣在20世紀(jì)50年代，另一種制造人造鉆石的 *** 被成功開發(fā)出來。這種 *** 被稱為化學(xué)氣相沉積（CVD），在非常低的壓力和相對較低的溫度下將含碳混合氣體中的碳沉積到金剛石基體中。辨認(rèn)法合成鉆石的質(zhì)量非常出色，外觀很難與天然鉆石區(qū)分開來。當(dāng)初，由于人造鉆石技術(shù)不夠精密，鉆石經(jīng)銷商可以用一種非常簡單的 *** 來確認(rèn)鉆石是否已經(jīng)在實驗室中長大。他們使用強(qiáng)磁鐵，因為在培育過程中人造鉆石中有金屬晶體殘留，強(qiáng)磁鐵可以吸起鉆石。然而，隨著人造金剛石技術(shù)的不斷成熟，原來的老 *** 已經(jīng)失效。合成鉆石的鑒定只能由專門的鑒定機(jī)構(gòu)和儀器來實現(xiàn)，而且由于設(shè)計的技術(shù)和儀器成本較高，世界上只有少數(shù)實驗室有能力從天然鉆石中鑒定合成鉆石。不久前，美國著名的寶石級人造鉆石制造商將推出其人造鉆石珠寶產(chǎn)品線，所有鉆石必須經(jīng)過IGI認(rèn)證才能出售。目前合成鉆石的等級可以達(dá)到半克拉以上，H色和VS級。合成鉆石的證書會明確注明該鉆石為合成鉆石，區(qū)別于天然鉆石，以保護(hù)消費(fèi)者的利益。消費(fèi)者不要貪戀來歷不明、沒有權(quán)威認(rèn)證的廉價鉆石，以免上當(dāng)受騙。制造 *** 在2300℃和15萬至18萬個大氣壓的高溫高壓環(huán)境下，中心放置一顆小的天然金剛石，籽晶金剛石周圍是高溫金屬液體，金屬溶液上層是石墨。在這種環(huán)境下，石墨中的碳原子將從金屬原子排列到鉆石上，形成新的鉆石。冷戰(zhàn)結(jié)束后，由于資金問題，俄羅斯研究小組停止了對合成鉆石的研究，隨后在美國珠寶商的注資下恢復(fù)了研究。2005年，美國人造金剛石生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力達(dá)到每小時5克拉。近日，俄羅斯科學(xué)家研制出一種直徑約3毫米的人造鉆石，與天然鉆石的晶體結(jié)構(gòu)完全一致。相信隨著研究的深入，在不久的將來可以制造出像天然鉆石一樣的人造鉆石。綜合法 1.高溫高壓合成法:溫度和壓力仍然是制造晶體的兩個關(guān)鍵因素。據(jù)索鉆石珠寶的專業(yè)人士介紹，該 *** 是在陶瓷容器中而不是在地下制造鉆石。水壓提供高壓，電產(chǎn)生高溫，使碳包圍直徑為1毫米的籽晶并形成晶體。 2.化學(xué)氣相沉積合成法:天然氣和氮氣加熱后，在洗碗機(jī)大小的壓力室中形成碳等離子體。等離子體不斷沉積在壓力室底部的碳底層上，并逐漸積累和硬化形成金剛石薄片，然后將其切割成寶石形狀。國內(nèi)水平河南工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院超硬材料研究所成功合成了一顆重量為2克拉、尺寸為8.2毫米的高品質(zhì)黃色金剛石，這是目前國內(nèi)更大的人造金剛石單晶。這一成果標(biāo)志著該校在中國合成鉆石（寶石級鉆石）領(lǐng)域已處于領(lǐng)先地位。據(jù)了解，高品質(zhì)寶石級金剛石單晶作為一種戰(zhàn)略資源，在工業(yè)、科技和國防等諸多領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，市場前景廣闊。此前，只有美國、英國、日本等發(fā)達(dá)國家能夠合成寶石級金剛石單晶。由于其巨大的商業(yè)價值，寶石級金剛石單晶的合成技術(shù)長期受到嚴(yán)格封鎖。河南工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院超硬材料研究所經(jīng)過長期大量探索，成功掌握了合成高質(zhì)量寶石級金剛石單晶的核心技術(shù)，實現(xiàn)了3-8毫米高質(zhì)量金剛石單晶的批量生產(chǎn)，合成實驗重復(fù)性超過90%。目前，河南工業(yè)大學(xué)已成功合成了黃色、藍(lán)色、綠色和無色透明的高質(zhì)量寶石級鉆石樣品。在不久的將來，該校將向更大尺寸（預(yù)計為10-15毫米）的寶石級金剛石單晶發(fā)起進(jìn)攻，為我國寶石級金剛石高壓合成技術(shù)的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。（大公報A15版2009年9月8日）綜合識別過去，合成鉆石及其處理的成本仍然很高，特別是在設(shè)備、技術(shù)和工藝方面，但目前，世界上已有少量合成鉆石投放市場，但沒有價格優(yōu)勢。不過隨著科技的發(fā)展，目前人造鉆石已經(jīng)具備了商業(yè)價值。主要識別特征: ⑴包容性不同形狀的合金包裹體有圓形、桿狀、板狀、針狀等，其排列與內(nèi)部生長帶的邊界有關(guān)。夾雜物也可以以顆粒的形式分散在整個晶體中。這些包裹體在反射光下呈不透明、金黃色或黑色，具有金屬光澤。籽晶和籽晶幻影區(qū)；籽晶幻影區(qū)是存在于金剛石內(nèi)部并沿方形籽晶向外生長的四邊形單錐形生長區(qū)，其邊緣由較亮的細(xì)線組成。無論籽晶在加工過程中是否被磨掉，幻影區(qū)總是存在的，當(dāng)在暗場或浸沒液體中觀察鉆石時，幻影區(qū)會更加明顯。 ②顏色大多數(shù)合成鉆石是黃色的，干渴的黃色（大多數(shù)）帶有沙漏形的色帶；天然鉆石有無色、淺黃色等顏色。目前質(zhì)量較好的CVD金剛石行業(yè)可以達(dá)到無色或淺棕色，肉眼幾乎無法識別。 ⑶吸收線缺少天然鉆石的無色-淺黃色系列合成鉆石具有更具特征的415納米譜線。此外，大多數(shù)天然鉆石是ⅰa型，而合成鉆石主要是ⅰb型。在少數(shù)情況下，存在雙原子聚集氮。 ④異常雙折射在正交偏振下，由于生長和遷移的復(fù)雜性，天然鉆石表現(xiàn)出復(fù)雜的異常雙折射特征，如不規(guī)則帶、波、斑塊和晶格，而合成鉆石表現(xiàn)出微弱的異常雙折射，部分合成鉆石表現(xiàn)出十字形亮帶。 ⑤發(fā)光特性紫外熒光:部分合成鉆石在長波紫外光下呈惰性，在短波紫外光下呈中到強(qiáng)黃綠色熒光，并有條帶現(xiàn)象，與天然鉆石的熒光特征不同。陰極發(fā)光儀（電子激發(fā)）；人造鉆石:顏色:黃色-黃色-綠色，具有規(guī)則的分區(qū)（不同的立方體和八面體分區(qū)）。天然鉆石:以藍(lán)色為主，呈層狀生長或復(fù)雜生長形態(tài)。（6）晶體形狀和表面特征人造金剛石主要是八面體和立方 *** 體，可以發(fā)育菱形十二面體、四邊形八面體或三角形八面體晶面。表面可能顯示出與天然鉆石不同的樹枝狀生長線或不規(guī)則山丘或腫瘤。

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