白俄羅斯鑽石「種植」工廠揭密，10人每3天「收割」上百顆原鑽

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在地球表面以下約200公裡深處的地球地幔內。天然鑽石是在1300°C到1500°C的高溫和5萬-7萬大氣壓的壓力下形成的。隕石，金伯利巖和其他火成巖將晶體帶到地球表面。實驗室中生長的鑽石與開採的天然鑽石完全相同。

左邊是天然開採鑽石，右邊是人工種植鑽石

人造鑽石的首次嘗試是在18世紀末進行的，當時科學家得出的最終結論是，鑽石的基礎是碳，它與石墨的區別僅在於其晶格。破壞鑽石的結構要比形成鑽石容易。

左-天然天然鑽石，右-人工種植

19世紀末以來，科學家試圖將廉價的碳（煤或石墨）轉化為堅硬而有光澤的鑽石。許多人都聲稱成功，其中包括法國化學家亨利·莫桑，英國物理學家威廉·克魯克斯等著名科學家。但都不能提供所獲得結果的嚴格證據。

技術來源：俄羅斯專利號 RU2586140C1 （2016.06.10發布）， RU2650971C1 （2018.04.18發布）等

金剛石的合成技術——CVD（化學氣相沉積，氣相沉積）。

將小金剛石種子放置在特殊腔室中的基板上。藉助微波輻射，碳氫化合物氣體（例如，甲烷）被加熱到高溫（3000°C），分子分解為碳和氫原子，形成電離氣體。氣體中的碳沉積在加熱到600-700°C的基板上，添加到鑽石晶體中以使其進一步生長。

1954年，在通用電氣的實驗室中獲得了世界上第一顆人造鑽石。通用電氣的技術為HPHT（高壓高溫），電弧壓機中放置了石墨和充當催化劑和溶劑的鐵-鎳-鈷熔體。

1980年代末，俄羅斯科學院新西伯利亞分公司的科學家創造了一種稱為「分裂球」（BARS）的無壓力裝置，溫度可以升高到2000°C，壓力可以升高到2萬個大氣壓。

液壓機壓接一個特殊的容器，裡面裝有金屬熔體（鐵，鎳，鈷等）和石墨。將金剛石籽晶（直徑最大為0.5毫米），將其置於石墨層上。然後壓制石墨。液壓機壓接帶有上述所有組件的陶瓷容器。電流流過容器腔室，將熔體加熱到所需溫度。

金屬充當金剛石晶種上碳結晶的溶劑和催化劑。在溫度和壓力的影響下，石墨的共價pi鍵轉換為金剛石的sigma鍵。金屬在此過程中熔化，而石墨則沉積在晶種上。生長一個大或幾個較小的晶體的過程平均持續12到13天。

1990年的成功測試後，七位著名的蘇聯科學家（其中兩名是白俄羅斯人）提出了創建世界上第一座鑽石合成工廠的想法。

白俄羅斯被選為基地，成為阿達瑪斯「Adamas」公司的創始人。

第一批人造鑽石。

其中4人後來去了美國，在1995年創立了Genesis鑽石公司。剩下的3人前往聖彼得堡和莫斯科，這就是世界上三個最初的人造鑽石中心。

車間共有10名員工操作120個分裂球和幾十個氣瓶。

分裂球的氣缸控制面板：調整溫度，壓力，時間和氣體，監控鑽石生長狀態。鑽石的生長取決於許多細微差別，例如，外部環境在各個階段的溫度變化。

打開液壓電弧爐體。

黑色油壓軟管，產生壓力。並給3.5噸的爐體提供電流和溫度。

打開分裂球。

設備內部有兩個球體：一個大球和一個小球。

每個分裂球的球體由6個部分組成，由特殊合金製成的衝壓頭。

大衝壓頭重16公斤，小衝壓頭重不到1公斤。

小衝壓頭是消耗品。每個成本為200美元，平均經過五次合成後作廢。

設備入口處的為1500°C，壓力為1800個大氣壓，在內部，溫度最高可升高2000°C，壓力最高可升高1至2萬個大氣壓，溫度和壓力在整個鑽石生長過程中都會發生變化。

只需要3天，取代自然生長周期的數個世紀。

在球體的中心是一個特殊的陶瓷立方體。其中包含著所有的技術。

在立方體被發送到棒之前，先將其填充：放置一個特殊的壓製片，該壓製片由通常是金屬的單個部件，和一小顆鑽石組成。

然後，將立方體放在烤箱中乾燥，並用某些材料浸漬，只有在完成所有這些步驟之後才能將其放置。然後放入石墨棒，石墨環境使鑽石有生長。

鑽石是否生長，技術非常反覆無常，甚至取決於工人手的溫度。鑽石可能大，可能小，可能好或壞，或者根本不長。

這完全取決於十幾個因素：組裝立方體的工程師的手，乾燥的方式，是否正確地浸漬了立方體，直到車間的溫度以及石墨的質量。種植鑽石並不僅僅是簡單打開開關。

3天後，將立方體從BARS上移開，打碎並得到一個小的金屬圓錠，在上面依稀可見鑽石毛坯的邊緣。

將金屬圓錠放入燒瓶中，並倒入王水。

將燒瓶放置在專用櫃中並加熱，以加快反應。

正常條件下，金屬會在兩個小時內溶解，僅剩下鑽石。然後取出鑽石，將其洗淨並浸入鉻混合物中。

去除石墨並獲得乾淨的鑽石，稱重，裝袋。

包裝好的原鑽發給一家俄羅斯公司進行切割。

鑽石加工

加工後的鑽石比最初的毛坯重量可能會減少30%到60%。這取決於毛坯鑽石的形狀和純度。

人工鑽石在化學和物理特性方面與天然鑽石沒有任何不同。

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