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人工钻石的合成方法有哪些?

人工合成钻石已有60多年的历史,随着一代代科学家的努力,合成钻石的方法也越来越丰富。目前能够实现产业化的技术主要有两种:高温高压法(简称HTHP)和化学气相沉积法(简称CVD)。

人工钻石的合成方法有哪些?

人工合成钻石已有60多年的历史,随着一代代科学家的努力,合成钻石的方法也越来越丰富。目前能够实现产业化的技术主要有两种:高温高压法(简称HTHP)和化学气相沉积法(简称CVD)。

>>>>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。

相比较而言,高温高压技术生产出来的钻石颜色等级更高一筹,而气相沉淀技术生产出来的钻石净度上则更佳。

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钻石颜色等级 钻石净度 钻石 编辑:打酱油的喵

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