【气体应用】人造钻石

气体圈子 2018-11-07 13:50:07

近日,人造钻石再次成为钻石市场的热门话题,人造钻石是在实验室人工合成,具有与天然钻石基本相同的物理性质、化学成分和晶体结构。同为钻石且结构相同,但价格仅为天然钻石的50%,气体人很可能会问,难道人造钻和我们气体行业也有关系吗?气体圈子告诉你。


目前合成宝石级钻石的方法主要有高温高压合成法(HPHT合成法)和化学气相沉积法(CVD法)。今天给大家主要介绍化学气相沉积法合成钻石。


化学气相沉积法(CVD)合成钻石的原理:


化学气相沉积(CVD)通常是在高温等离子的作用下,含碳气体被离解,碳原子在基底上沉积成钻石膜。基底可以是非钻石材料,但单晶钻石通常是碳原子在钻石基底上沉积而形成。通常使用一种或者多种气体,利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助,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,氮可以增加生长速度,氢可以抑制石墨的形成。通常CVD合成钻石是在低压高温条件下进行,压力一般小于一个大气压,温度在1000度左右。种植过程大约需要10-12周,培育出来的钻石成分、性质等与天然钻石并无差异,肉眼难辨。



  化学气相沉积法(CVD)合成钻石

CVD合成钻石

CVD合成钻石的基本特征

CVD合成钻石单晶大都呈板状,偶尔可在边部见到小的八面体面和菱形十二面体面。早期的CVD合成钻石颜色多为暗褐色或浅褐色,而近期发现的CVD合成钻石被证明经过后期高温热处理,因此颜色为无色或近无色。CVD合成钻石内部包体较少,个别可见到针点状、黑色不规则包体。但并不能作为区别天然钻石、HTHP合成钻石的依据。CVD合成钻石中不会出现金属包体,因此不具有磁性。

  早期CVD合成钻石呈现橙色到橙黄色荧光,短波强于长波;近期新发现的CVD合成钻石具有黄绿色荧光,短波强于长波,且多具有磷光。在超短波紫外灯下,CVD合成钻石具有典型的层状生长结构,是CVD合成钻石的主要鉴定特征。

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