人造鉆石
?人造鉆石是一種鉆石結(jié)晶聚合而成的多結(jié)晶鉆石，人造鉆石的的分子結(jié)構(gòu)并不是天然鉆石的完全八面體結(jié)構(gòu)而是一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，從而會(huì)產(chǎn)生磷光現(xiàn)象。表面可能顯示樹枝狀生長(zhǎng)紋或不規(guī)則的小丘或瘤狀物與天然鉆石不同。
培育鉆石與天然鉆石具備相同的物理、化學(xué)特性，價(jià)格卻只有天然鉆石價(jià)格的三分之一左右。
歷史起源 編輯本段
人造鉆石
雖然出自實(shí)驗(yàn)室或工廠的人工合成鉆石已有幾十年的歷史，但是具備寶石質(zhì)量的人造鉆石是最近才出現(xiàn)的。本來(lái)人造鉆石主要用于制造切割工具等工業(yè)用途上，但現(xiàn)在同樣也被使用在珠寶首飾上。
公平交易的法則要求人造鉆石商在銷售時(shí)如實(shí)說(shuō)明其質(zhì)量實(shí)況，并用一般接受的詞匯來(lái)描述，如“人工合成”、“人造”或“實(shí)驗(yàn)室制造”。幾乎所有的人造鉆石都屬于Ib型，而此類型在天然鉆石中只占不足百分之二。有一種不很昂貴的設(shè)備能驗(yàn)證Ib型的鉆石，但要確定一顆鉆石是否是人工合成的，則依賴于合資格的寶石實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)。
1954年，人造鉆石首次成功合成，當(dāng)時(shí)，一批通用電器公司的研究員在實(shí)驗(yàn)室里制造出一顆鉆石，他們仿造鉆石在自然界形成的環(huán)境，給碳加以極度的高溫和高壓。同樣在上個(gè)世紀(jì)五十年代，另一種制造合成鉆石的方法被研發(fā)成功，這種叫化學(xué)氣相沉積（CVD）的方法，在很低壓力和相對(duì)低的溫度下，將碳從含碳的混合氣體沉積成鉆石基體。
鑒別方法 編輯本段
人造鉆石的品質(zhì)精良外貌與天然鉆石難以區(qū)分。剛開始的時(shí)候由于人造鉆石技術(shù)不夠精良，鉆石商可以用非常簡(jiǎn)單的方法確認(rèn)鉆石是否在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)長(zhǎng)大，他們用的是強(qiáng)力磁鐵，因?yàn)槿嗽煦@石內(nèi)部有培養(yǎng)過(guò)程殘留的金屬結(jié)晶，強(qiáng)力磁鐵便能將鉆石吸起。
可是隨著人造鉆石技術(shù)的不斷成熟，原來(lái)的老辦法已經(jīng)失效了。人造鉆石的鑒別需要專門的鑒定機(jī)構(gòu)和鑒定儀器才能實(shí)現(xiàn)，又由于設(shè)計(jì)的科技和儀器成本十分高昂，國(guó)際上只有少數(shù)幾家實(shí)驗(yàn)室具備鑒別合成鉆石和天然鉆石的能力。美國(guó)著名的寶石級(jí)別人造鉆石生產(chǎn)商將推出其人造鉆石珠寶產(chǎn)品線，所有鉆石都必須經(jīng)過(guò)IGI權(quán)威鑒定才能銷售。人造鉆石的等級(jí)已經(jīng)可以達(dá)到半克拉以上,H色和VS級(jí)別以上。
人造鉆石證書上會(huì)清楚注明該鉆石是人造鉆石，與天然鉆石不同，用以保護(hù)消費(fèi)者利益。消費(fèi)者切忌貪圖便宜購(gòu)買來(lái)歷不明，未經(jīng)權(quán)威認(rèn)證的鉆石以免上當(dāng)受騙。
生產(chǎn)方法 編輯本段
在2300℃、15到18個(gè)大氣壓的高溫高壓環(huán)境下，在中心放一顆很小的天然鉆石作為種子，在種鉆周圍是高溫金屬液體，在金屬溶液的上層是石墨，在這種環(huán)境下石墨中的碳原子會(huì)從金屬原子中列隊(duì)走向鉆石從而形成新的鉆石。這個(gè)俄羅斯的研究小組在冷戰(zhàn)結(jié)束后由于經(jīng)費(fèi)問(wèn)題而使人造鉆石研究一度停止，后來(lái)隨著美國(guó)珠寶商的注資又重新恢復(fù)過(guò)來(lái)。2005年美國(guó)的人造鉆石生產(chǎn)線的產(chǎn)能達(dá)到每小時(shí)5克拉。近期，俄羅斯的科學(xué)家們已經(jīng)研制出了直徑在3毫米左右與天然鉆石晶體結(jié)構(gòu)完全一致的人工鉆石。相信隨著研究的深入，在不遠(yuǎn)的將來(lái)就可以造出與天然鉆石一樣的人工鉆石。
合成方法 編輯本段
1、高溫高壓合成法:溫度和壓力仍是制造晶體的兩項(xiàng)關(guān)鍵因素，索鉆珠寶專業(yè)人士介紹，其方法是在陶瓷容器中而不是在地下制造鉆石，水壓提供高壓，電力產(chǎn)生高溫，使碳圍繞著直徑為1毫米，由天然鉆石制成的籽晶而形成晶體。
2、化學(xué)氣相淀積合成法：使天然氣和氮?dú)?/span>加熱后，在洗碗機(jī)大小的壓力室里形成一種碳等離子體，該等離子體不斷沉積在壓力室底部的碳底層上，并逐漸積聚和硬化，形成鉆石薄片，進(jìn)而切割成寶石形狀。
國(guó)內(nèi)水平 編輯本段
河南工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院超硬材料研究所成功合成出重2克拉、尺寸達(dá)8.2mm的高質(zhì)量黃色鉆石，該樣品為內(nèi)地重量和尺寸最大的人造金剛石單晶。此項(xiàng)成果標(biāo)志著該校在國(guó)內(nèi)人工合成鉆石（寶石級(jí)金剛石）領(lǐng)域已處于領(lǐng)先地位。
據(jù)了解，優(yōu)質(zhì)寶石級(jí)金剛石單晶作為一種戰(zhàn)略性資源，在工業(yè)、科技及國(guó)防等眾多領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，市場(chǎng)前景廣闊。此前，世界上僅有美國(guó)、英國(guó)、日本等幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家能夠合成寶石級(jí)金剛石單晶。巨大的商業(yè)價(jià)值使得寶石級(jí)金剛石單晶的合成技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)一直受到嚴(yán)密的封鎖。河南工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院超硬材料研究所經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期、大量的探索，成功掌握了合成優(yōu)質(zhì)寶石級(jí)金剛石單晶的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了3-8mm優(yōu)質(zhì)金剛石單晶的批量化生產(chǎn)，合成實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性超過(guò)90%。
河南工業(yè)大學(xué)已成功合成出黃色、藍(lán)色、綠色及無(wú)色透明的優(yōu)質(zhì)寶石級(jí)金剛石樣品。近期該校將沖擊更大尺寸（預(yù)計(jì)10-15mm）的寶石級(jí)金剛石單晶，為我國(guó)寶石級(jí)金剛石高壓合成技術(shù)的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。（《大公報(bào)》2009年9月8日第A15版）
合成鑒別 編輯本段
過(guò)去合成鉆石及處理成本仍然很高，尤其是在設(shè)備、技術(shù)、工藝等方面要求仍然很高，但世界上已有少量的合成鉆石投放市場(chǎng)，但無(wú)價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但隨著科技的發(fā)展，人造鉆石已經(jīng)具備商業(yè)價(jià)值。主要鑒別特征：
1、內(nèi)含物
具有不同形態(tài)合金包裹體，這些包裹體呈渾圓狀、棒狀、板狀、針狀等，其排列方式與內(nèi)部生長(zhǎng)區(qū)界限相關(guān)。包裹體還可呈微粒狀分散于整個(gè)晶體中。這些包裹體不透明，反射光下呈金黃色或黑色，具金屬光澤。
種晶及種晶幻影區(qū)；種晶幻影區(qū)是在鉆石內(nèi)部存在的沿四方形種晶片向外生長(zhǎng)形成的、邊緣由相對(duì)明亮的細(xì)線構(gòu)成的四方單錐狀生長(zhǎng)區(qū)，無(wú)論種晶片是否在加工過(guò)程中被磨掉，該幻影區(qū)始終存在，在暗域場(chǎng)中或?qū)@石置于浸液中觀察該現(xiàn)象表現(xiàn)更為清楚。
2、顏色
絕大多數(shù)合成鉆石呈黃色、渴黃色（大多數(shù)）具沙漏狀色帶；而天然鉆石為無(wú)色、淺黃及其它顏色。而品質(zhì)較好的CVD鉆石業(yè)能達(dá)到無(wú)色或淺咖啡色，肉眼幾乎無(wú)法辨認(rèn)。
3、吸收譜線
合成鉆石缺失天然鉆石中無(wú)色－淺黃色系列具有415nm最為特征譜線。另外絕大部分天然鉆石為Ⅰa型，而合成鉆石主要為Ⅰb型，少數(shù)情況下有雙原子集合體氮存在。
4、異常雙折射
正交偏光下，天然鉆石因生長(zhǎng)及運(yùn)移過(guò)程的復(fù)雜性表現(xiàn)出復(fù)雜的異常雙折射特征，如不規(guī)則帶狀、波狀、斑塊狀和格子狀等，而合成鉆石異常雙折射表現(xiàn)較弱，某些合成鉆石呈十字形交叉的亮帶。
5、發(fā)光特征
紫外熒光：有些合成鉆石在長(zhǎng)波紫外光下呈惰性，在短波紫外光下顯示中等至強(qiáng)的黃綠色熒光，并且具分帶現(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)下）：
合成鉆石：顏色：黃色-黃綠色，規(guī)則分區(qū)（主方體、八面體區(qū)不同）
天然鉆石：藍(lán)色為主，層狀生長(zhǎng)或復(fù)雜的生長(zhǎng)形式
6、晶形及表面特征
合成鉆石常以八面體和立方體聚形為主體，并且可發(fā)育菱形十二面體、四角三八面體或三角三八面體晶面。
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