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    常見的幾種合成鉆石的方法

    2019-10-22 17:20 作者:匿名 文章來源:未知 點擊:

    隨著技術的進步,工業級的合成鉆石得到廣泛生產和應用,目前幾乎三分之二的工業用鉆已由合成鉆石替代,甚至有些先進技術還可以制造出寶石級的合成鉆石,那么常見的幾種合成鉆石的方法有哪些?

     
     
    HTHP(高溫高壓)法
     
    HPHT技術的基本原理是在人造的高溫高壓環境下,將石墨進行相轉變,從而生成鉆石,這種工藝一般需要10GPa、3000℃以上的壓力和溫度。如果有金屬催化劑(如Fe、Ni、Co、Mn等以及它們的合金)的參與,石墨相變為鉆石所需要的條件將大幅降低,通常需要的壓力為5.4GPa,溫度為1400℃。
     
    金屬催化劑的加入大大降低了合成所需的溫度和壓力,但溫度的降低會使合成鉆石的晶形從八面體向立方體-八面體過渡,這一外貌特征是HPHT合成鉆石最典型的特點。
     
    CVD(化學氣相沉淀)法
     
    CVD合成鉆石是以一顆母石(鉆石)作為基底。在相對低溫(800度)的環境下,把甲烷(CH4)和氫氣(H2)混合后用微波加熱,產生等離子體,經擴散對流,最后以鉆石的結構形態沉淀在基片上。讓甲烷中的碳原子不斷沉積到母石基底上。合成鉆石一層層地增生,鉆石便會以基底為基礎,迅速“長大”。因此,CVD合成鉆石擁有和天然鉆石完全一樣的化學成分和物理構成。
     
    爆炸法
     
    把含碳原子的 TNT 和轟爆壓力非常高的 RDX 兩種炸藥混合,在鋼制厚壁罐體中引爆,產生 1000℃ 以上的高溫和 30GPa 的超高壓,TNT 中的一部分碳原子就會聚合成 5~15nm 大小的鉆石,稱為金剛石粉。金剛石粉無法直接用作珠寶。
     
    在搜索相關資料時,我們還看到某學術論文中介紹一種金字塔形人造鉆石方法,由石墨棒芯,觸媒片等原料制成;這種方法易行,操作簡便,優點在于配方簡易,合成塊結構簡單,合成工藝好控制好調節,其合成的金字塔形鉆石晶型成四面金字塔形,有利于打磨成24面錐度的圓形鉆石形狀,而且鉆石晶型透明度好,晶瑩剔透,鉆石顏色透亮,打磨后火彩好,顆粒大,金字塔形鉆石打磨加工成圓鉆石形狀時,圓形鉆石成品率高達48%。
     
    合成鉆石和天然鉆石最根本的區別就是在于,一個是天然形成,一個是人為制造。當然它們在價格上也有很大區別,其中合成鉆石價格就比天然的鉆石便宜很多。
     
     
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