合成钻石的制造方法也可谓日新月异,从最早分成直接法、触媒法、外延法到现在分成高温高压法(HTHP)和化学气相沉积法(CVD)。
直接法是采用瞬时高温高压技术制成的,类似于陨石撞击的过程,使碳质原料从固态熔化成液态最终直接转化为金刚石。这种方式制成的金刚石颗粒细小,产量低,在最初的科研阶段多有采用,现在已经被淘汰。
触媒法演变成的高温高压法(HTHP)成为了现在合成宝石级钻石的主要方式。这个方法采用的温度和压力要低于直接法,通过加入铁镍等触媒促进碳质原料向金刚石转化(加入铁镍触媒是我读书时候的方法,听说现在触媒的成分有所变化,如果有了解的希望得到同仁的指教)。触媒的作用是为了加速合成的过程并且降低所需的温度和压力,基础理论也仍然是在高温高压环境下使层状结构碳(碳的sp2杂化,类似于石墨)向金刚石结构碳(碳的sp3杂化)转化。高温高压法是现在合成宝石级钻石的主要形式,在2015年已经成功合成了原石质量高达32.26克拉的钻石,成品重量超过了十克拉。
另外一种化学气相沉积法(CVD)在金刚石薄膜的合成中应用更多,其中微波等离子气体化学气相沉积法(MPCVD)是现阶段合成单晶钻石的研究热点。这种方法简单来说就是在一定带电环境下将甲烷(CH4)等气体打散,让其中的碳元素落在金刚石种晶上面,然后一层一层的加厚。
我们常用的宝石级钻石就是单晶体或者连生体钻石,能保证晶亮透明的视觉效果。而集合体多为工业钻石,一般都是黑黝黝的一坨。。。
另外,因为杂质元素氮、氧等杂质的加入合成钻石常带有比较深的颜色,由此也带动了钻石的改色技术的增进,因为内容也比较多以后专门找个题目细聊。最后有关鉴定的话题有好多朋友也答了,我不做过多赘述,但是我尤其想给大家看一个合成钻石的阴极发光图,能清楚的看到因为形成速度快产生的条带,对合成钻石的鉴定也有很大意义.