合成钻石

学科：其他实用矿物与岩石

词目：合成钻石

英文：synthetic diamond

释文：用人工方法制成的宝石级金刚石。是用石墨或金刚石粉，或石墨与金刚石粉的混合物为碳源，将它们溶解在铁镍合金触媒中，借高温超高压反应腔温度梯度的作用使触媒中溶解的碳进入高压腔，在温度较低的金刚石种晶上沉淀而长大的宝石级金刚石。已合成有无色、黄色、绿色及蓝色品种，大多数为黄色。晶体可由八面体、立方体、菱形十二面体、四角三八面体组成聚形，晶面可见特异的螺旋生长纹或树枝状纹，内部可见平行晶棱或上述单形的生长纹或生长锥，甚至可呈现相应的色带或色区，以及沿层生长定向分布的或不均匀分布的铁镍合金触媒的细小包裹体。这些黄色、绿色合成钻石，在短波紫外线下可能发出明显的黄色荧光，黄色品种更可能有磷光。已知尺寸最大的单晶重达11.14克拉，为浅黄色八面体歪晶。

HPHT是高温高压处理的简称，其目的是改变或改善某些特定种类钻石的天然体色，使其呈现更有价值的颜色。

过去称Pegasus钻石、GE POL钻石。之所以称为GE钻石，是因为　美国GE公司研发出来的技术，由以色列LKI子公司POL公司在1999年独家销售的新产品。

HPHT技术是将天然钻石经高温、高压处理，以提升钻石的颜色等级。一搬来说，可升级至4-6个等级。不过不是每颗钻石都能接受该技术处理，必须要有J色以上，且不含杂质、高净度的质量。在处理时，无法预测其结果。也就是说，不能确定可以提升到什么等级。

同时，经过HPHT处理的钻石也有可能颜色加深或改变，成为彩钻级别。

红、蓝宝石改善技术由于天然红、蓝宝石资源的稀缺，目前已有多种改善处理新技术被应用于提高刚玉宝石的质量。这些处理技术主要包括：助熔剂热处理法、表面扩散处理法、深层扩散处理法及最新的铅玻璃充填法。

目前的助熔剂热处理法就是加入硼砂或硅土等助熔剂来愈合裂隙或充填开放裂口及空洞，以此提高宝石的硬度。表面扩散热处理法即往坩埚中添加致色化合物，将传热处理法不能处理的无色蓝宝石改色为彩色蓝宝石。钛和铁化合物通常被用来产出蓝色蓝宝石，而铬化合物被用来处理红宝石。这些过渡金属元素仅能在很浅的深度上扩散进入宝石并致色，因此这种处理方法能够很容易地通过浸油放大观察等方法检测出来。深层扩散处理法即将轻元素(如Be)由外部扩散至刚玉晶格中，Be元素已经被证明是作为黄色色心的稳定剂参与处理宝石的呈色机制。红宝石的铅玻璃充填法是最新的提高净度的处理技术，已于2004年中期出现于宝石市场上。这种处理法包括以高折射率玻璃(如铅玻璃或脱玻化玻璃)充填裂纹或开放裂隙，能很容易地被EDXRF(X射线衍射)检测出来。

核辐射技术在宝石中的应用利用核辐射技术，对天然宝石进行改色处理，已是当今应用宝石材料学和应用物理学研究领域里的前沿和热门课题。主要包括粒子辐射宝石赋色法、γ射线辐射宝石赋色法和中子辐射宝石赋色法。目前涉及到辐射赋色的宝石品种主要有钻石、蓝宝石、绿柱石、黄玉、电器石、锆石及养殖珍珠。

过去只有GE公司拥有此类技术，且处理方式被列为最高机密。然而随着世界技术水平的增加，现在在世界各地都有一些公司或机构具备对钻石进行高温高压处理的技术，成为威胁世界天然钻石产业的新现象。

消费者甚至一些鉴定实验室是无法分辨HPHT钻石与天然钻石间的差别。最简单的方式是消费者在购买时一定要索取世界权威证书，IGI鉴定证书都会在证书上和钻石腰部注明该钻石颜色经过HPHT处理，所以消费者在阅读证书时要留意该字样。

消费者在购买钻石时切忌贪图便宜，一定要索取相关的权威证书

化学气相蒸镀乃使用一种或多种气体，在一加热的固体基材上发生化学反应，并镀上一层固态薄膜。所谓CVD（Chemical Vapor Deposition化学气相沉淀）钻石是以一块天然钻裸石为母石，利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助，在微波炉中以高压方式，让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上，经过一层层增生，可形成大至10克拉之透明钻石。为使CVD的钻石生长顺利，碳源常用已具钻石结构的甲烷。甲烷可视为以氢压出的单原子钻石。这种「长大」的钻石，品质与天然钻石几无二致，肉眼难辨。目前这种CVD合成钻石可以通过观察其在短波紫外线下的磷光表现，与天然钻石区分，进行简单的初步筛选。