发布时间:2023-10-30 来源:网络
天然钻石在地球深处高温高压的环境下形成,然后火山爆发时被岩浆带到地球表面。大部分天然钻石的形成时间都在几十亿年前,差不多与地球的年纪一样古老。
天然钻石在自然环境中形成时,经常会有其他元素混杂进来,使得一些天然钻石不完全透明,且会呈现出特定的颜色。比如有的钻石带一点粉红色,有的钻石带一点天蓝色,有的钻石带一点浅黄色。
而实验室中长出的人造钻石,比天然的钻石杂质更少,因此纯度和透明度会更高。天然钻石中98%都是含氮元素较多(0.1-0.3%)的钻石(称为Ia型钻石),剩下的是含氮较少(称为Ib型)或不含氮(称为II型)的钻石。而人造钻石一般都是含氮较少(Ib型)或不含氮(II型)的钻石。
总体来说,在实验室中长出的人造钻石,与天然钻石基本没有什么区别,连用科学仪器都很难分辨。本质上,人造钻石和天然钻石其实就是一种东西,只不过它们的生成方式不同而已。
1893年的时候法国化学家亨利·莫桑就通过自制的电弧炉,将普通的石炭转化为了钻石。
虽然当时所制造的钻石并不纯,但证明了高温高压法制造钻石是可行的。而这个方法可以说是非常直接,等同于模拟地表下面的环境,让原本松散的碳原子在高温高压条件下生长成为钻石。
人造钻石又叫它培育钻石,是模拟天然钻石结晶的过程而生产出来的钻石,首先用激光从人造钻石或天然钻石上削下细小的薄片,这块薄片就好比是人造钻石的种子。激光会让钻石薄片变黑,还要对这块钻石薄片抛光,在钻石薄片周围涂上树脂和化学剂,让钻石薄片完全固定在钢块上。将固定有钻石薄片的钢块旋接在螺纹杆上,放入带有钻石颗粒的转轮上,让钻石薄片与钻石颗粒接触。转轮旋转时会产生摩擦力,钻石是最坚硬的矿物,只有其它钻石能有效抛光钻石,前后差别非常惊人,钻石薄片表面会变得晶莹剔透。
高温高压法(HPHT)只能做小颗粒钻石,具有成本低,速度快等特点;这种方法需要用钻石薄片作为人造钻石的种子,再将提纯后的碳元素金刚石粉,起催化作用的镍铁,和钻石种子装入生长舱中。
将生长舱放入一台分球式顶压机中,启动时顶压机产生5000~6000兆帕的高压,通过导电让生长舱上的加热棒加温,让生长舱内的温度达到1200摄氏度以上。还要让生长舱内上下有20~50摄氏度的温差,金刚石粉将熔化成移动的碳原子,高温区的碳原子会向低温区扩散,不断沉积在钻石种子上,经过数周就能生长出一颗人造钻石。
化学气体沉积法(CVD)能做大颗粒钻石,具有成本高,纯度高等特点。现在就可以开始培养了,用夹子将钻石薄片放在特制的金属底座上,它们之间留有生长所需的足够空间。用金属箱盖住它们,注入氢气和甲烷气体,机器内会增加压力,将钻石EMC易倍体育 易倍EMC薄片加热到1千摄氏度以上,甲烷会分解出碳原子。形成等离子体降落在钻石薄片上,沉淀结晶帮助它们长大。钻石能以每小时0.006毫米的速度生长,两天时间就能获得周围包裹着石墨的钻石。
通过放大镜检查品质,还要放入另一个抛光转轮将钻石修剪成经典的钻石形状,就会让钻石更加闪亮夺目。