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cvd钻石究竟是怎么形成的?

admin 人造钻石 2020年11月01日

  (HPHT) 法,涉及利用铁 (Fe)、镍 (Ni) 或钴 (Co) 等熔融的金属合金形成钻石。 较新的方法,称为化学蒸气沉淀法 (CVD) 或低压高温 (LPHT) 法。在两种方法中,都是使用钻石晶体或板块被用作晶种,好比种植作物的种子,作为结晶的原型。

  高温高压钻石生长发生在装置内的一个小舱室里,该装置能够产生非常高的压力。在舱室内,钻石粉末原料溶解在熔融的金属助熔剂中,然后在晶种上结晶,结晶过程需要数周至一个月或更长时间,以形成一个或几个晶体。

  除了八面体表面,HPHT 合成钻石晶体通常还会显示立方体表面。 由于天然和 HPHT 合成钻石晶体的形状不同,它们的内部生长模式也大不相同。 这些生长模式可能是将其区分的最可靠方法之一。

  打磨后的刻面合成钻石通常会展示出一些可见特征,例如颜色分布、荧光分区和孪晶纹,这都与它们的十字形生长区结构有关,偶尔会显示有深色的金属助熔剂内含物。在关闭紫外线灯后,有些材料可以持续性地发光,即磷光现象。

  大多数HPHT 生长晶体呈黄色、橙黄色或褐黄色。制造无色 HPHT 合成钻石非常具有挑战性,因为需要修改生长条件和设备,以排除氮。因此在温度和压力条件下需要更长的生长时间和更大的控制,最新发展技术已经能制造出用于超过 10 克拉的钻石晶体。

  蓝色合成钻石的出现是因为在钻石生长过程中添加了硼。其他颜色,例如粉红色和红色,可通过宝石后期生长处理工艺(包括辐射和加热)来产生,但较不常见。

  CVD 钻石是在填充有含碳气体(如甲烷)的真空室内生长。能量源(如微波束)分解气体分子,碳原子向下吸附到扁平的钻石排种盘中。结晶过程需要数周时间,和高温高压法时间相近。

  大多数CVD 晶体都呈褐色或灰色,但如果将微量的氮或硼引入到真空室中,也能产生黄色、粉红橙色或蓝色的晶体。采用这种方法制造无色晶体则更容易,但晶体生长的时间要更长。

  与HPHT 生长的材料相比,CVD 合成钻石表现出不同的宝石性质。当被放在交叉偏振滤光镜之间观察时,它们往往呈现有色带状的“应力”图案,且净度很高,只有少量深色的碳内含物(若有)。

  与HPHT 合成一样,CVD 合成不断改善,允许制造商提供更大尺寸和经过改善的颜色与透明度。GIA 近期对两颗重量为 2.51 和 3.23 克拉的大尺寸 CVD 合成钻石进行检测,这是迄今为止检测的最大的 CVD 生长钻石。


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