一直以來，人類對鉆石這個(gè)寶石都有一種憧憬。在過去，鉆石曾被認(rèn)為是宇宙間最硬的物質(zhì)，當(dāng)然后來我們知道鉆石并不是最硬的物質(zhì)。
鉆石在所有的寶石里面，算是相對來講比較稀有的一種，當(dāng)然，我們講它的稀有不是單純說它的開挖量，庫存量等等。而是基于天然鉆石嚴(yán)苛的生長環(huán)境來給予定義。
理論上鉆石是生長在地底下180km到200km這種深度的地方，伴隨著超高的溫度，超高的壓力。然后跟隨著巖漿運(yùn)動來到地表，這樣形成的巖脈就是一般我們的講的金伯利巖。由于鉆石生成的環(huán)境距離我們地表非常遙遠(yuǎn)，理論上要開采，要找到鉆石是件非常不容易的事情，所以人類也一直希望用科學(xué)的方式能夠克服這一點(diǎn)，能夠做出跟天然鉆石一模一樣材質(zhì)，物性的人工寶石。
科學(xué)家最早合成鉆石的一個(gè)思維邏輯，就是想要模擬地殼底下的高溫高壓的環(huán)境。但一開始包括美國的GE等大企業(yè)，在用此邏輯合成鉆石的路上都經(jīng)歷過一個(gè)問題：
——把碳物質(zhì)，施以地殼下相同高溫高壓的環(huán)境后，理論上就應(yīng)該開始生長鉆石了，但無論如何它就是不長。
之后科學(xué)家意識到地球的內(nèi)部，也就是鉆石的生長環(huán)境中，還有很大量的鐵鈷鎳這些金屬物質(zhì)存在，所以在后來的實(shí)驗(yàn)中，加入了鐵鈷鎳這樣的金屬觸媒進(jìn)去。發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有趣的現(xiàn)象，在高溫高壓下，碳的同素異形體石墨，會融到融化了的鐵鈷鎳?yán)锩?，然后形成人造鉆石。也就是說，將石墨，鐵鈷鎳施壓到例如55000個(gè)大氣壓力，加熱到1400℃到2500℃這個(gè)溫度，所有的石墨都會溶解到熔融了的鐵鈷鎳金屬觸媒中，轉(zhuǎn)變成為人造的鉆石，生長成跟天然鉆石幾乎一模一樣成分，一模一樣結(jié)構(gòu)物性的人造的材質(zhì)?，F(xiàn)如今合成寶石級HPHT鉆石所使用的碳源為鉆石粉（金剛石粉）并非石墨。這就是我們講的HPHT法（高溫高壓法）合成的人造鉆石。
圖上所示，就是高溫高壓HPHT法合成鉆石所使用的最常見的設(shè)備之一，它有一個(gè)專業(yè)學(xué)名，叫做“六面頂壓機(jī)”。簡單講，它有上下，左右，前后，六個(gè)不同的面，三個(gè)方向，互相向放置了碳源以及金屬觸媒的生長倉加壓并使用碳加熱棒向加溫，形成一個(gè)55000-60000個(gè)大氣壓力，溫度1400℃以上的環(huán)境。這個(gè)設(shè)備就可以培育出跟天然鉆石一模一樣的人造鉆石的結(jié)晶。
早期這種機(jī)器只是拿來合成工業(yè)用鉆石，工業(yè)用鉆石就是一堆小顆的鉆石，不能作為寶石用。后來的研究發(fā)現(xiàn)，在生長之前，只要置入鉆石晶種（稍大顆粒鉆石），后面所長出來的鉆石結(jié)晶都會附著在鉆石晶種之上，從而形成大顆粒的人造鉆石。除了六面頂壓機(jī)，還有兩面頂壓機(jī)以及分球式頂壓機(jī)可以合成HPHT鉆石，基本原理相同。
然而采用高溫高壓法（HPHT）合成的鉆石，存在一定的先天劣勢，比方說它生成的小顆的鉆石成本低，但是大顆粒的成本相對很高，所以之前一般市面上見到的HPHT法培養(yǎng)鉆都是以小顆粒居多。并且早期的hpht法合成鉆石，由于使用了鐵鈷鎳金屬觸媒，會在合成鉆石的內(nèi)部留有金屬殘?jiān)?，機(jī)器內(nèi)極少量的氮元素也會混入到合成鉆石中，因而早期使用該法生成的鉆石會呈現(xiàn)黃色。并且由于合成鉆石內(nèi)部摻雜了鐵鈷鎳金屬雜質(zhì)，所以早期HPHT鉆石能夠被強(qiáng)力磁鐵所吸附。1955年美國GE公司首次用高溫高壓的方法合成金剛石，到上世紀(jì)90年代才合成出尺寸和品質(zhì)“雙達(dá)標(biāo)”的寶石級金剛石。不過近年來高溫高壓（HPHT）技術(shù)迅猛發(fā)展，合成無色，大顆粒鉆石已不成問題。
圖表顯示，雖然總數(shù)量上黃-橙系列HPHT合成鉆石占大頭，但近年來無色和藍(lán)色合成鉆石的比例明顯增加。
而與HPHT法相對應(yīng)的CVD法培養(yǎng)鉆石（化學(xué)氣相沉積法），是在目前比較熱門的一個(gè)東西。它的基本原理是在真空中，利用甲烷氣體的高熱分解，分解出碳原子的等離子體，從而沉積出鉆石。CVD技術(shù)早期的研發(fā)是用來生成一種叫鉆石薄膜的東西，后來的研究中發(fā)現(xiàn)，如果加入鉆石晶種，一樣可以長非常大顆粒的合成鉆石。CVD技術(shù)目前是非常熱門的技術(shù)，包括美國，中國，日本，韓國，等等非常多國家的公司在合成CVD鉆石。
理論上鉆石是需要在高壓的環(huán)境下才能夠生成，但有一種氣體叫做甲烷，化學(xué)式為CH4，結(jié)構(gòu)如上圖所示，可以想象成一個(gè)碳原子有四條手臂，分別牽著四個(gè)氫原子。在高溫以及真空狀態(tài)的環(huán)境下，甲烷會分解，碳原子跟氫原子的鏈接會分開，碳原子跟碳原子聯(lián)結(jié)沉積到晶種之上，從而形成鉆石。CVD技術(shù)培育鉆石能以每小時(shí)0.006mm的速度增長，兩天時(shí)間就能獲得一顆周圍包裹著石墨的鉆石。CVD技術(shù)運(yùn)用了真空技術(shù)，低壓技術(shù)，但是它也是需要在高溫的環(huán)境下才能生成。
CVD技術(shù)合成的鉆石能達(dá)到高級天然鉆石的凈度與顏色，并且還有一個(gè)優(yōu)勢就是相對HPHT更能培育出大顆粒的鉆石。2017年，德國Ausgburg大學(xué)合成出一塊直徑92mm，155克拉的CVD鉆石。
如上圖所示，HPHT法與CVD法所培養(yǎng)出來的人工鉆石，大致的區(qū)別。左側(cè)是HPHT鉆石，右側(cè)是CVD鉆石。理論上CVD法能培育出克拉數(shù)更大，品質(zhì)更接近于天然高品質(zhì)鉆石的合成鉆石，而由于近年來HPHT法技術(shù)的突飛猛進(jìn)，HPHT法合成出來的鉆石品質(zhì)也已經(jīng)沒有問題，高品質(zhì)的HPHT克拉鉆也比比皆是。但是，如今CVD培養(yǎng)鉆的市場價(jià)比HPHT培養(yǎng)鉆的價(jià)格還是要略高的，當(dāng)然相對的4C品質(zhì)也會好一些。
簡單講述過CVD與HPHT培養(yǎng)鉆石的形成之后，那這個(gè)與天然鉆石成分幾乎一模一樣的人工培育寶石，究竟可怕不可怕？實(shí)話說如果沒有專業(yè)的鑒定設(shè)備的話，十分可怕。早前有過合成鉆石的團(tuán)隊(duì)做過一個(gè)測試，他們把很多的合成鉆石拿到當(dāng)鋪珠寶店，幾乎沒有營業(yè)者能看出來，因?yàn)樗械暮铣摄@石，都表現(xiàn)出和天然鉆石幾乎一模一樣的外觀性質(zhì)。
如上表所示，根據(jù)紅外線光譜儀檢測分類，天然鉆石最常見的都是Ia型，Ib，IIa，IIb型的天然鉆石非常少見；HPHT法合成鉆石大部分都是Ib型，其他如IIa，IIb比較少但是也有可能；CVD法合成的鉆石基本都是IIb型。
雖然合成鉆石和天然鉆石幾乎一模一樣，但是在專業(yè)的機(jī)構(gòu)儀器之下還是能被分辨出來，如陰極發(fā)光儀，拉曼光譜儀，紅外光譜儀等。
目前一顆1ct/D色/VS2/3EX的HPHT合成克拉鉆石，帶IGI證書的價(jià)格僅在1.5w以下的價(jià)格，相比天然鉆石的價(jià)格自然是低到發(fā)指，但是，就看你能不能接受了。
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