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几种常见的合成钻石的方法

admin 人造钻石 2020年12月30日

  随着技术的进步,工业级的合成钻石得到广泛生产和应用,目前几乎三分之二的工业用钻已由合成钻石替代,甚至有些先进技术还可以制造出宝石级的合成钻石,那么常见的几种合成钻石的方法有哪些?

  把含碳原子的 TNT 和轰爆压力非常高的 RDX 两种炸药混合,在钢制厚壁罐体中引爆,产生 1000℃ 以上的高温和 30GPa 的超高压,TNT 中的一部分碳原子就会聚合成 5~15nm 大小的钻石,称为金刚石粉。金刚石粉无法直接用作珠宝。所以在宝石级的金刚石的合成方法里,是不包含这个方法的。HTHP(高温高压)法

  HPHT技术的基本原理是在人造的高温高压环境下,将石墨进行相转变,从而生成钻石,这种工艺一般需要10GPa、3000℃以上的压力和温度。如果有金属催化剂(如Fe、Ni、Co、Mn等以及它们的合金)的参与,石墨相变为钻石所需要的条件将大幅降低,通常需要的压力为5.4GPa,温度为1400℃。金属催化剂的加入大大降低了合成所需的温度和压力,但温度的降低会使合成钻石的晶形从八面体向立方体-八面体过渡,这一外貌特征是HPHT合成钻石最典型的特点。CVD(化学气相沉淀)法

  CVD合成钻石是以一颗母石(钻石)作为基底。在相对低温(800度)的环境下,把甲烷(CH4)和氢气(H2)混合后用微波加热,产生等离子体,经扩散对流,最后以钻石的结构形态沉淀在基片上。让甲烷中的碳原子不断沉积到母石基底上。合成钻石一层层地增生,钻石便会以基底为基础,迅速“长大”。因此,CVD合成钻石拥有和天然钻石完全一样的化学成分和物理构成。在搜索相关资料时,我们还看到某学术论文中介绍一种金字塔形人造钻石方法,由石墨棒芯,触媒片等原料制成;这种方法易行,操作简便,优点在于配方简易,合成块结构简单,合成工艺好控制好调节,其合成的金字塔形钻石晶型成四面金字塔形,有利于打磨成24面锥度的圆形钻石形状,而且钻石晶型透明度好,晶莹剔透,钻石颜色透亮,打磨后火彩好,颗粒大,金字塔形钻石打磨加工成圆钻石形状时,圆形钻石成品率高达48%。合成钻石和天然钻石最根本的区别就是在于,一个是天然形成,一个是人为制造。当然它们在价格上也有很大区别,其中合成钻石价格就比天然的钻石便宜很多。

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