合成钻石

[align=center][b]钻石——永恒的的结晶[/b][/align][align=center][img=,470,626]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061028388335_1412_1735_3.gif!w470x626.jpg[/img][/align][align=center]心形钻石[/align][align=center] [/align][align=center][b]钻石恒久远，一颗永流传。[/b] —戴比尔斯（1939）[/align][align=center][/align][align=center][b][color=#000000]A[/color][color=#000000] [/color][color=#000000]diamond[/color][color=#000000] [/color][color=#000000]is forever [/color][/b]—[color=#000000]De Beers (1939)[/color][/align][align=center][color=#000000][/color][/align]这句广告词不仅让众多女孩子们爱上了这个美丽的小石头，更让这个地球上最不稀缺的碳元素构成的小石头，成为爱情的象征。明星们的爱情故事也总会和钻石联系在一起，[color=#333333]angelababy和黄晓明除了举行轰动一时的“世纪婚礼”外，baby的婚戒也是备受瞩目。angelababy的婚戒主钻石是5克拉，以及73颗明亮式切割钻石镶嵌。[/color][color=#333333]刘嘉玲和梁朝伟于2008年举行婚礼，双方也都是娱乐圈的老牌男神女神了。梁朝伟送给刘嘉玲的钻戒有足足12克拉。当年这枚钻戒创下了华人女明星婚戒最大颗记录，市场估价约2280万人民币。[/color][color=#333333][/color][align=center][img=,690,388]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061030093332_4473_1735_3.jpg!w690x388.jpg[/img][/align][align=center]图片来自《四重奏》[/align][color=#333333]而动辄上万元的钻石不仅仅是满足了人们的欣赏需求，在工业上由于钻石具有很高的硬度，在耐磨材料、切割材料上有很广泛的用途。另一方面，金刚石在室温下具有最高的热导率，是铜、银的5倍，又是良好的绝缘体，因而是大功率激光器件、微波器件、高集成电子器件的理想散热材料。采用金刚石热沉（散热片）的大功率半导体激光器已经用于光通信，在激光二极管、功率晶体管、电子封装材料等方面都有应用。[/color][color=#333333]上世纪50年代，为了满足工业上的用途，主要发展了两种人造金刚石的方法，第一种是高温高压法(HPHT),既通过模拟自然界钻石形成的条件，在高温高压下形成金刚石。以往工艺条件不佳，难免引入杂质，在形成钻石的过程中，由于氮元素会在金刚石结构中取代碳的位置，使得金刚石呈现出深浅不一的黄色。工业用途的金刚石只要在硬度、热导率等物理属性上达标即可，并不考虑色泽等指标。[/color][align=center][img=,690,394]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061030233386_6582_1735_3.jpg!w690x394.jpg[/img][/align][align=center]工业用人造钻石[/align][color=#333333] [/color][color=#333333]但是在珠宝领域，钻石的重量、纯度以及颜色都是决定钻石价值的重要指标。颜色越浅的钻石品质越高，无色的钻石是最高级别的极品，黄色的钻石是品质最低的钻石。[/color][align=center][img=,601,306]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061030376379_2772_1735_3.jpeg!w601x306.jpg[/img][/align][align=center][color=#333333]钻石颜色等级比较[/color][/align][color=#333333]随着高压高温合成工艺的不断改进，现在已经可以造出超过30克拉的无色钻石。[/color][align=center][img=,690,659]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061031205127_2008_1735_3.png!w690x659.jpg[/img][/align][align=center][color=#333333]10.02 克拉的 HPHT 无色钻石。图自：Pinterest[/color][/align]另一种方法是利用化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积合成法(CVD)[color=#333333]，是在真空中使用甲烷等富含碳的气体，让甲烷中的碳分子不断沉积到钻石基底上，让钻石不断长大，因为不用催化剂，合成的钻石纯度极高。[/color][color=#333333]美国国家科学院院士毛河光曾用化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积法，用一周时间培育了一颗 2 克拉的人造钻石，他让学生拿到 GIA（世界三大钻石评级权威机构之一）估价，鉴定专家居然给出了 20 万美元的估价，实际上这颗人造钻石的成本不到 5000 美元。[/color][align=center][img=,690,659]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061031549985_1429_1735_3.png!w690x659.jpg[/img][/align][align=center][color=#333333]人造钻石[/color][/align][color=#333333]人造钻石不仅品质媲美甚至超过天然钻石，由于不需要人工开采，价格也比天然钻石要低 20% 到 40% ，而且 1 克拉钻石的生产周期已经缩短到了几天，这代表大规模量产成为可能。[/color][color=#333333]目前中国是全球人造钻石产量最高的国家，2017 年中国人造金刚石产量已占世界总产量的[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]90% 以上，已经连续 15 年位居第一，但是大部分都用于工业使用。[/color][color=#333333]由于人造钻石的化学成分的天然钻石完全相同，甚至杂质更少纯度更高，如果没有特殊仪器的辅助，专业的珠宝鉴定师也无法单凭肉眼分辨出来。那么怎样才能确定一颗钻石是天然形成还是人工合成的呢？那就要从钻石的物理特性来进行鉴别了。[/color][color=#333333]1、异常双折射 [/color][color=#333333]在正交偏光下，天然钻石因生长及[/color]运移[color=#333333]过程的复杂性表现出复杂的异常双折射特征，如不规则带状、波状、斑块状和格子状等，而合成钻石异常双折射表现较弱，某些合成钻石呈十字形交叉的亮带。[/color][color=#333333]所用到的设备是[/color][color=#000000]ZEISS [/color][color=#000000]Scope[/color][color=#000000] A1[/color][color=#333333]偏光显微镜[/color][align=center][img=,554,308]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061033493245_9962_1735_3.jpg!w554x308.jpg[/img][/align][align=center][color=#000000] ZEISS [/color][color=#000000]Scope[/color][color=#000000] A1[/color][/align][align=center] [/align][color=#333333]2、发光特性 [/color][color=#333333]紫外荧光(ultraciolet fluorescence[/color])[color=#333333]： 有些合成钻石在长波紫外光下呈惰性，在短波紫外光下显示中等至强的黄绿色荧光，并且具分带现象，与天然钻石的荧光特征不同。下图中可以看出人造钻石以及天然钻石在紫外荧光特性下的区别。[/color][align=center][img=,600,338]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061034069755_9850_1735_3.gif!w600x338.jpg[/img][/align][align=center]白光下钻石状态[/align][align=center][img=,690,384]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061034220765_3815_1735_3.jpg!w690x384.jpg[/img][/align][align=center]紫外荧光下钻石状态[/align]此类方法用于宝石鉴定方面，所需要的设备是[color=#000000]ZEISS Axio Imager 2以及附加的紫外荧光附件。[/color][align=center][img=,600,600]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061035015355_3137_1735_3.jpg!w600x600.jpg[/img][/align][align=center][color=#000000]ZEISS Axio Imager 2[/color][/align][color=#333333]阴极发光仪（[/color][color=#333333]cathodoluminescence[/color][color=#333333]）：[/color][color=#333333]合成钻石：颜色：黄色-黄绿色，规则分区（主方体、八面体区不同）[/color][color=#333333]天然钻石：蓝色为主，层状生长或复杂的生长形式[/color][color=#333333]所需要的设备有扫描电子显微镜（SEM）以及阴极荧光（CL）附件。[/color][align=center][img=,690,460]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061035218950_4327_1735_3.jpg!w690x460.jpg[/img][/align][align=center][color=#000000]ZEISS EVO10 扫描电子显微镜及阴极荧光CL附件[/color][/align][color=#333333]用SEM对钻石的表面形貌进行观察，观察钻石生长表面形成的台阶等特征，用CL附件对钻石产生的荧光波段进行分析，从而判断钻石是否为天然钻石。[/color][align=center][img=,690,258]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908061035342807_1740_1735_3.png!w690x258.jpg[/img][/align][align=center]SEM观察的钻石表面形貌[/align]可以看出，人造钻石的鉴定需要专业的设备才能做出准确的判断。因为天然钻石与人造钻石的生产成本并不相同，为了避免造成不必要的损失，希望大家在购买钻石的时候能够了解钻石生产方式，买到自己心仪的钻石。