近年來,培育鑽石(Lab-grown diamonds)作為一種高科技產品,很快在珠寶市場中佔領了一席之地,給今天的鑽石行業帶來了「獨特的機會」。培育鑽石不僅有無色的,還有黃、藍、粉、紅、綠、棕等不同的色調(hues)。切磨工廠可以根據自己的需求來定製不同大小、形狀、顏色和其他視覺特點的培育鑽石毛坯。
估計很多人第一反應是:鑽石還有培育的?殊不知,自 20 世紀 50 年代起,人們就開始生產培育鑽石用於工業用途,其在電信、雷射光學、醫療保健等領域中得以廣泛應用。1970 年,通用電氣製成了第一顆非常小的寶石級培育鑽石,可以像寶石一樣進行刻面處理。到 20 世紀 80 年代中期,其他製造商已能夠生產培育鑽石。起初,這些培育鑽石几乎都很小,而且呈黃色,但後來培育鑽石的質量不斷提高。如今,無論是無色還是有色寶石級培育鑽石,在首飾中都會使用。
那麼培育鑽石是如何製造出來的呢?現在主要用到的是兩種辦法,一是高壓高溫法(HPHT),在實驗室或工廠中創造高壓高溫環境來生產鑽石,也就是模仿天然鑽石在地球深處的形成條件。在生長室中,碳源在熔融金屬中分解,碳原子通過金屬聚集到一顆很小的培育或天然鑽石晶種上,形成形狀獨特的培育鑽石晶體。
迄今為止最大的藍色高溫高壓培育鑽石:5.26克拉的心形鑽和5.27克拉的祖母綠切工鑽。兩者均被評級為深彩藍。
二是化學氣相沉積法(CVD),在實驗室的真空室中使用富含碳的氣體(如甲烷)生產培育鑽石。CVD 工藝的製作過程是先將甲烷氣體分子分解成碳和氫原子,然後使其沉積在鑽石晶種上,培育形成方形扁平的培育鑽石晶體。
這顆1.50克拉的深灰色CVD培育鑽石因其顏色等級和大尺寸的結合而與眾不同。來源GIA
在實驗室裡製造培育鑽石通常需要幾周時間。相較於天然鑽石在地球深處經歷的數百萬甚至數十億年的形成過程,這個時間可以說是非常短暫了。
值得一提的是,和天然鑽石一樣,培育鑽石可以通過人工處理來改變顏色,或者改善其正面外觀和淨度。
天然鑽石和培育鑽石都是純碳構成的晶體,兩者在物理性質,化學性質,晶體結構及光學性質都是完全一樣的。
天然鑽石和培育鑽石分得清嗎?
天然鑽石和培育鑽石有何區別呢?
1、天然鑽石VS培育鑽石
讓我們先從形成方式、價格和外觀質量來區分。
2、晶體形狀
由於形成條件不同,天然鑽石和培育鑽石的性質也有差異。天然鑽石晶體和實驗室培育鑽石的形成溫度所差無幾,但天然鑽石會長成八面體(八個等邊三角形晶面)晶體,而培育鑽石晶體可以長為同時包含八面體和立方體(六個正方形晶面)的晶體。
天然和培育生長環境下形成的鑽石晶體的形狀迥然不同。從左至右分別是 CVD 鑽石、HPHT 鑽石和天然鑽石。八面體表面顯示為黃色,立方體表面為藍色。大部分天然鑽石都會生長成八面體(右),但 HPHT 鑽石(中)通常是立方體和八面體表面的結合。CVD 鑽石(左)中完全沒有八面體表面。晶體生長的方向如箭頭所示。虛線代表 HPHT 鑽石中晶種的位置和 CVD 鑽石中晶體的邊緣,立方體晶面比八面體晶面生長得更快。
3、造鑽石時間
那麼下面就將進入到造鑽石時間,小科在普及完堪比GIA教程後將為大家介紹科電相關做鑽石的設備,是的,不用懷疑,只要一臺設備,就可以造鑽石了,就是這麼的高大上!
科電微波等離子化學氣相沉積系統SDS6K適用於生產廣泛應用的高品質多晶及單晶金剛石。在長時間生長過程中,提供高穩定度,高重複性效能。掀蓋式的腔體設計方便操作取放生長襯底、腔體清潔等,從而提高生長的效率。
系統功能
• 水冷式金屬腔體及生長臺
• 在低至高的微波功率密度生長中,等離子球能保持高穩定度
• 多角度的觀察窗,方便現場檢查及診斷
• 簡易的操作界面
• 計算機控制操作及手動操作,帶數據記錄功能
應用領域
• 實驗室培育鑽石
• 量子器件(NV)金剛石薄膜
• 高功率半導體研發
• 光學級多晶金剛石薄膜
• 超高硬度切割工具……