<a data-itemshowtype="0" data-linktype="1" href="http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUxNDgyNTc5Ng==&mid=2247491019&idx=1&sn=6427162a8c8a66605f780f3f0d382eee&chksm=f94156e0ce36dff6f6d5f552122e1566373f28c222f0fece25bac571969522c122e34af858b3&scene=21#wechat_redirect" tab="innerlink" target="_blank" textvalue="你已選中了添加鏈接的內容"> <h3>培育鉆石</h3></br><h3>光芒閃耀</h3></br> <p>培育鉆石小課堂</p><p><br></p><p><b>01</b></p><p><br></p><p><b>敲黑板，記重點</b></p><p><br></p><p><b>一、培育鉆石</b>培育鉆石（Lab-grown diamond），即合成鉆石，指用人為模擬天然鉆石結晶的過程及條件培育的真鉆石。</p><p><br></p><p><b>市場上培育鉆石的分類</b>目前，市場上售賣的鉆石主要分為2大類：（1）真鉆石（2）仿（假）鉆石真鉆石，是一種由碳元素組成的礦物，莫氏硬度為10，是自然界中天然存在的最堅硬的物質，其具有優(yōu)異的物理化學性質。</p> 真鉆石來源：天然鉆石（Mined Diamond）和培育鉆石（Lab-grown diamond）目前，市面上培育鉆石的方法主要有2種，高溫高壓法（High Pressure High Temperature，HPHT）和化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）法，兩種方式各有千秋，HPHT法主要生長小鉆石，CVD法主要生長高品質大鉆石<br></br> <strong>（1）高溫高壓（HPHT）</strong>目前，國際上主要有3種HPHT壓機：（1）兩面頂（Belt Apparatus）（歐美）（2）分離球式（BARS）（俄羅斯）（3）六面頂（Cubic Presser）（中國） HPHT合成鉆石的溫度直接影響到合成鉆石的形狀，溫度高，則鉆石形狀趨向于八面體，溫度低則接近立方體。另外高溫高壓法制備的鉆石會出現(xiàn)典型的發(fā)光樣式，有的可以肉眼可見，有的需要借助深紫外光照射輔助觀察。 <strong>（2）化學氣相沉積法（CVD）</strong>化學氣相沉積CVD法生長多晶金剛石膜，在1980年代中期問世，單晶CVD金剛石在1990年代末開始有人研發(fā)，至2000年代初元素六、卡耐基、阿波羅等公司生長成功，但未能形成市場銷售。? ? ? ?2012年初由新加坡的IIa公司將微波等離子體化學氣相沉積法生長出的無色高品貭，從小鉆到克拉級的首飾鉆石商品化，其售價為同級天然鉆石的2/3~1/2至1/3，未來會更低，對天然鉆石市場引起了震撼。實際上，單晶首飾鉆石只是CVD功能的一小部分，大面積4~8英寸直徑的單晶、多晶金剛石在聲、光、化、電、熱、醫(yī)方面，有更多、更重要的用途。<strong>CVD反應爐</strong><strong>的種類主要有3種：</strong>（1）熱絲 Hot Filament（2）直流電弧噴射 DC Arc Jet（3）微波等離子 Microwave Plasma? ??前二種適合生長多晶薄膜。微波分為2.45GHz及0.915GHz兩種頻率， 后者可以做到數(shù)十到百KW的功率，其托盤直徑可達4-6英寸，較前者的生產效率（6KW，2英寸）高很多，大型設備是未來CVD爐的趨勢。 上圖為各國CVD反應爐2019/2022年的數(shù)量，預估計2022年全球CVD設備快速增長，共6200臺設備，未來中國也是主要的CVD鉆石生產國家并且品質最佳。<strong>全球培育鉆石工廠分布</strong>目前對于HPHT六面頂分布，中國10000臺，俄羅斯100臺，歐洲25臺，國內主要的HPHT生產鉆石的公司主要有：中南、黃河旋風、華晶、力量、修武鑫銳、厚德、濟南中烏、山東昌潤…… （*不完全統(tǒng)計，排名不分先后）CVD工廠在世界上分布如下，主要集中在美國、中國、印度、日本、俄羅斯、以色列…… （*不完全統(tǒng)計，排名不分先后）<strong>二、培育鉆石與天然鉆石的鑒別</strong><strong>1、顯微鏡放大觀察</strong><strong>（1）HPHT鉆石顯微鏡放大觀察</strong>內含物：黑色觸媒金屬生長時被包裹，內部成為黑色金屬包裹體，形狀為拉長八面體或近球形八面體。 <strong>（2）CVD鉆石顯微鏡放大觀察</strong>內含物：1, 裂紋：羽裂紋表面呈褶皺狀。2, 黑點：碳或石墨點表面呈棉花球狀。3, 近表面黑點群：CVD原石表面的黑色多晶雜質點群未切干凈，留在成品鉆石近表面處。 <h3>滑動查看更多圖片</h3></br><strong>2、深紫外光圖像DiamondView</strong>??以深紫外光照射晶體表面，純粹表面的成分及結構不同，會顯現(xiàn)出不同顏色而呈現(xiàn)出圖案 若出現(xiàn)貝殼狀條紋，基本確定為CVD鉆石<strong>3、紫外-可見-近紅外光譜（UV-Vis-NIR）</strong>利用UV-Vis-NIR光譜中N3色心415nm吸收峰作為鑒別特征，可以將天然鉆石中占98%的IaB型鉆石先確定，將其余2%沒有415nm峰的鉆石過濾出來，作進一步檢測。?? <strong>4、怎樣在雙目寶石顯微鏡下使用偏光鏡</strong>在寶石雙目顯微鏡的載物臺上置放一個折疊正交偏光鏡，關掉上方的燈光，打開下方的底光，用攝子夾住鉆石臺面及尖底，置于上下兩片偏光鏡之間，從鉆石腰圍附近的冠部、亭部觀察，調整背光的明暗，用棉花棒轉動鉆石，觀察鉆石冠部、亭部面上異常雙折射的全面條柱狀圖案及顏色 <h3><strong>Q3</strong></h3></br><h3><strong>鉆石的TEM 是怎么觀察的，是直接觀察的合成的納米金剛石嗎？</strong></h3></br>我們是觀察單晶鉆石，這個比較困難，先將鉆石減薄至0.03mm，再氬離子減薄儀減至穿透，再放在TEM里面觀察，最大可放大到百萬倍，處理后才可以看到圖像，難度比較大。<h3><strong>Q4</strong></h3></br><h3><strong>請問固態(tài)微波源相比磁控管電源是否有優(yōu)勢？</strong></h3></br>固態(tài)源是最新的一種模式，是未來比較好的趨勢，尤其是比較小一點功率，如5KW，6KW，效果比磁控管好得多，磁控管主要問題在于穩(wěn)定性較差，但固態(tài)源的缺點是體積較大，成本高，但其成本是一次性的，其穩(wěn)定性最為最要。<h3><strong>Q5</strong></h3></br><h3><strong>納米金剛石有顆粒嗎？還是只是薄膜呢？</strong></h3></br>納米金剛石定義是納米尺寸的極小金剛石顆粒，或是生長多晶金剛石膜時由納米尺寸的極小金剛石組成。顆粒狀一般2種方式產生，一種是爆炸發(fā)轟擊法制備的非常小的金剛石顆粒，另一種是將大金剛石顆粒研磨至微米尺寸；而金剛石膜是其他材料上用CVD生長金剛石多晶薄膜。<h3><strong>Q6</strong></h3></br><h3><strong>請問目前MPCVD生長速率如何？快速生長有什么需要解決的難題？</strong></h3></br>如果快速生長一定會有咖啡色生成，必須要高溫高壓改色，如果高溫高壓改色會有灰黑產生，就不可以當白鉆石賣，慢速生長，以4-6微米的速度，可能獲得高品質白鉆<h3><strong>Q7</strong></h3></br><h3><strong>老師您覺得培育鉆石何時能夠在市場普及，普及后對天然鉆石市場的沖擊如何</strong></h3></br>2020年下半年至2021年上半年會有大幅降低，因為戴比爾斯的培育鉆石開始大量供應，影響到現(xiàn)有市場培育鉆石的價格。天然鉆石會逐步枯竭，培育鉆石會填補天然鉆石遺留的空間，會影響天然鉆石中小顆粒、中低品值的價格下降。<h3><strong>Q8</strong></h3></br><h3><strong>CVD金剛石正交偏光條紋狀是因為應力產生的嗎？有辦法消除嗎？對后續(xù)加工有什么影響？</strong></h3></br>CVD培育鉆石的正交偏光條紋是生長時的區(qū)域狀而產生的條柱狀應力。產生后無法消除，生長時的機器結構及工藝條件可以不產生，如戴比爾斯最新做出來的一克拉白鉆。對后續(xù)加工沒有影響，只是鑒定的時候無法以此現(xiàn)象判定CVD鉆石。有柱狀條紋的CVD鉆石有的廠家切磨時臺面跟生長面有幾十度的夾角。<h3><strong>Q9</strong></h3></br><h3><strong>黑鉆目前市面上是用什么方法培育?</strong></h3></br>用輻照改色，黑鉆使用品質差的鉆石過度輻照處理，變成暗綠色，不用強光下，看起來就成了黑鉆。<h3><strong>10</strong></h3></br><h3><strong>天然的工業(yè)級的鉆石用HPHT改色提純也會變成彩色，為什么沒有得到推廣？</strong></h3></br>天然褐色IIa型鉆石HPHT改色后會變成近無色，已普遍使用。褐色Ia型鉆石HPHT改色后會變成好看的黃綠色，但市場需求量不大，所以不多見。<h3><strong>11</strong></h3></br><h3><strong>是不是所有的HTHP和CVD都沒有415吸收峰，是不是有可能人為干預產生415（我感覺有少部分人的研發(fā)有點歪是朝著怎么通過現(xiàn)有檢測機器為目標）？</strong></h3></br>國際上有報導，Ib型合成鉆石，HPHT長時間處理，使N結合成IaB，非常困難，我試過十幾小時，達到IaA。如花更多成本就是達到IaB，小顆粒的沒有市場價值，大顆粒有很多其他方法可以鑒別出來是合成鉆，也沒有商業(yè)價值，所以不擔心混充。<h3><strong>12</strong></h3></br><h3><strong>合成鉆石的分級體系什么時候可以建立成熟？</strong></h3></br>目前IGI上海公司已經在做細分級證書，HRD、EGL也都可以簽發(fā)細分級證書。GIA是站在天然鉆石一方，對培育鉆石刻意不做細分級，NGTC延用老的規(guī)則粗分級，要等到國家標準改變后才可能細分級。 <p>有培育鉆石需求或疑難解答請聯(lián)系我</p>