面包手套的钻石怎么合成

⑴ 高温高压法——合成钻石

一、概述

众所周知，钻石是由单元素碳组成的宝石。在自然界，钻石的生成是在高温高压下地质作用的结果。合成钻石就是人工模拟天然钻石形成的条件，让非钻石结构的碳转化为钻石结构的碳。早在1953年，瑞士工程公司(ASEL)就利用一种称为“压力球”的装置成功地合成出了40颗小的钻石晶体，但直到1955年美国通用电气公司(gE)宣布利用称为“压带”的装置首次成功生产出钻石时，他们才将其研究成果公布于众。戴比尔斯公司(de Beers)也不甘落后，于1959年掌握了合成钻石的复杂技术。他们所采用的方法与美国政府下令严格保密的通用电气公司所使用的方法非常相似。60年代初期，戴比尔斯公司和通用电气公司就开始了生产工业用合成钻石粉。我国在60年代也已成功的合成了磨料级钻石，并投入生产。1971年，通用电气公司宣布他们已合成出了平均直径为6mm的钻石晶体。这些钻石晶体不仅有黄色、褐色的，也有含氮低的近无色的，还有含硼的蓝色钻石。1985年日本住友电气公司(Sumitorno Electric Instries)开始加入合成钻石行列，1993年生产出高净度的工业用钻石。1990年俄罗斯的新西伯利亚(Novosibirsk )宣布他们利用“分裂球”(Spl(it-sphere)或称BARS装置已成功地合成出了钻石。

由于受超高压设备和高温条件的限制，生产成本较高，故宝石级合成钻石仍是昂贵和稀少的，但我们相信总有一天会有价格合理的宝石级合成钻石面世。

二、合成钻石的原理

1.碳元素的化合物

钻石、石墨和无定性碳都是由碳原子组成的，它们不同的外观和截然不同的物理性质，取决于它们完全不同的原子结构(图9-7-1)。

图9-7-1 碳原子的等间距紧密堆积结构(左)钻石；层状结构(右)石墨

2.石墨—钻石的转换

合成钻石的温压条件要求高，即使有催化剂存在下，仍需要压力(50～80)×10⁸Pa，温度为1350～1800℃。用高压设备合成钻石最常用的金属熔剂(催化剂)是铁、镍、钴及钯。图9-7-2是在碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系。在合成钻石区，温度压力不同，钻石的晶形也各不相同。所以，合成钻石受温压影响较大。温度较低时，以立方体的生长为主；温度较高时，以八面体的生长为主。所以人工生长的钻石多为立方-八面体聚形。

合成钻石的碳源一般用石墨，所以，合成钻石的生产就是石墨转换成钻石的过程，不过，宝石级钻石的合成分两步走，先用石墨合成钻石粉(工业磨料)，再用钻石粉作原料，合成宝石级钻石，钻石粉可以保持压力稳定，生长出大颗粒的晶体。若采用石墨，其断裂的碳键改组成钻石时，会有体积损失，而使体系的压力降低，影响较大晶体的生成。

三、合成钻石的技术与设备

1.六面顶压机

合成钻石的设备目前多采用高温高压的压机，国内的合成钻石主要是工业钻(即工业金刚石)，设备是一种称为“立方体超高温高压装置”的压机，压机采用油压和垂直固体传压装置，根据顶锤数量的不同，分为两面顶、四面顶、六面顶几种。现国内用得最多的是六面顶压机(即上下、前后、左右三对顶锤)，其工作压力有1000～5000吨的多种，工作空间640mm×600mm×500mm，一般是上下顶锤通电加热，温度可达1900℃左右。

2.“压带”法

压带装置如图9-7-3所示，本方法与顶锤压机大同小异，将钻石粉末作为碳源放在生长舱内，生长舱放在特种材料做成的垫圈中，并放在两个铁砧之间，然后使生长舱内的原料经受极高的温度和压力，在生长舱内底部比顶部的温度低，以便形成一个温度梯度，使顶部的钻石粉充分熔化并通过熔剂向生长舱底部迁移。在温度较低的生长舱底部，钻石围绕籽晶生长成钻石晶体。

图9-7-2 碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系

图9-7-4 BARS装置的生长舱及其截面图

以上不同设备和方法，应属于不同的静压触媒法。除此之外，合成工业级钻石还有许多种方法，只是有的方法还不成熟，有的方法已被淘汰。如：爆炸法、液中放电法、气相沉积法、地下核爆炸法等等。气相沉积法近年来有很大的发展。

四、合成钻石的鉴别特征

由于合成钻石的技术条件要求高，成本昂贵，目前尚无法大规模工业化生产，市场上销售的钻石一般不需要声明它的天然属性。但是，区别合成钻石与天然钻石仍有一些方法可遵循。

1.合成钻石的颜色

由于很难排除掉生长舱中的氮，大部分合成钻石多为含孤氮杂质的Ib型钻石，常呈黄色至褐黄色。有时也在生长舱中引入硼原子，随机取代钻石结构中的碳原子，产生具有导电性的蓝色IIb型钻石。为了生长出无色的合成钻石，常使用一种称为“氮吸收剂”的金属，如锆或铝。因为氮更易与这些元素结合，而不再取代钻石中的碳原子，这样就产生了无色的IIa 型钻石。所以，合成钻石很少出现 Ia 型钻石(该型钻石约占天然钻石的98%)。

2.吸收光谱

绝大多数天然钻石(Ia型)显示415nm吸收线，而合成钻石无这种特征吸收线。

3.紫外荧光

通常合成钻石在短波紫外线下的荧光比长波下的荧光强，且荧光颜色为黄色或黄绿色，而不是天然钻石的蓝或蓝绿色。合成钻石紫外荧光的颜色分带式样所表现的立方-八面体式样，与天然钻石的八面体式样也是完全不同的。

4.包裹体

合成钻石有时会出现金属熔剂、尘状物、面包渣状包裹体，及“砂漏状”色带。

5.仪器

针对合成钻石的性质特征，戴比尔斯公司研制了两种鉴别合成钻石的仪器。即钻石光谱鉴定仪(Diamondsure)和钻石结构荧光鉴定仪(DiamondView)。利用钻石光谱鉴定仪可观察到大部分天然钻石中的415nm吸收线。如果发现有415nm吸收线，便不需进行进一步的检测。钻石结构荧光仪可用来观察合成钻石紫外荧光所表现出的立方·八面体式样，这是由于不同的生长区和生长带含杂质的浓度不同所致。

思考题

一、是非判断题

1.珠宝市场上最常见的合成宝石是玻璃。

2.钇铝榴石的代号是GGG。

3.有无气液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要证据。

4.用水热法可生产祖母绿，也可生产红宝石。

5.弧形生长线是助熔剂法合成宝石的特征之一。

6.摩尔硬度大于7的人工宝石中有SrTiO₃这个品种。

7.目前市场上的合成变石是水热法产品。

8.见到小片状铂或合金包裹体的合成宝石即水热法的产品。

9.合成祖母绿常见的针柱状、柱状包裹体，可以是方解石。

10.合成的红宝石的色带总是弯曲的。

11.钇铝榴石的代号是GGG。

12.有无汽液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要依据。

二、选择题

1.区分绿碧玺与合成绿色水晶时应使用：( )

a.滤色镜

b.偏光镜

c.折光仪

2.一般讲，助熔剂法合成宝石中的液滴状的包体是( )

a.助熔剂的残余

b.捕虏来的液体

c.填隙的后生气液包体

3.区分水热法合成红宝石与红宝石时，要观测：( )

a.折射率

b.有无同生气液包体

c.有无金红石或锆石等同生包裹体

4.“YAG”中文名称是：( )

a.钇铝榴石

b.镓榴石

c.钛酸锶

5.人工生长的下列宝石，哪种必须在宝石名称前冠以“合成”二字：( )

a.金绿宝石

b.钛酸锶

c.钇铝榴石

6.合成变色刚玉加入的着色离子是：( )

a.钒

a.铬

c.钛

7.任何一种具有与天然无机宝石相同化学成分，原子结构和物理性质的人工生长晶体都应称为：( )

a.人造宝石

b.人工宝石

c.合成宝石

8.用焰熔法可以合成( )

a.钇铝榴石

b.祖母绿

c.尖晶石

d.立方氧化锆

9.冷坩埚(熔壳)法生产立方氧化锆所需的热来自( )

a.液化石油气

b.丙烷和氯

c.高频电流

d.高温电阻

10.合成绿色水晶：( )

a.有强二色性

b.无二色性

c.有弱二色性

11.目前合成宝石或人造宝石中色散最强的是：( )

a.α-SiC(α-碳硅石)

b.SrTiO₃(钛酸锶)

c.TiO₂(金红石)

12.从熔体结晶的人工宝石中不会含( )

a.气—液两相包裹体

b.同生的气-液两相包裹体

c.后生的气液两相包裹体

13.目前人造GGG由以下途径形成：( )

a.从熔体中结晶

b.从溶液中结晶

c.从气体中结晶

14.助熔剂法合成祖母绿中的特征包裹体为：( )

a.同生气液两相包裹体 b.固相-气相两相包裹体 c.指纹状气液两相包裹体

15.提拉法合成变石的特征包裹体为：( )

a.愈合裂隙中三相同生包裹体

b.指纹状气液两相包裹体

c.弯曲生长纹

16.腰棱标有“GE POL”的改成白色的钻石是：( )

a.用褐钻改的

b.用黄色钻石改的

c.用劣质绿色钻石改的

17.下列仿钻材料中，热导率最接近钻石的是：( )

a.合成CZ

b.合成α-SiC

c.合成刚玉

三、多项选择题

1.合成Moissanite(α-SiC)的物理性质是：( )

a.有一个n值为2.417

b.有双折射

c.热导率高于钻石

d.维氏硬度与钻石十分相似

e.反射率高于钻石

2.仿宝石 Imitation stones是指( )

a.人工宝石模仿天然宝石的颜色、外观者

b.人工宝石模仿天然宝石的特殊光学效应者

c.某天然宝石模仿另一种天然宝石的特征

3.天然水晶与合成水晶：( )

a.可有菱面体与六方柱等单形组成晶体外形

b.其化学式是SiO₂·nH₂O

c.可有较强的多色性

d.晶面条纹平行C轴

e.任何切面上都有一个固定不变的折射率为1.544

四、填空题

1.焰熔法合成尖晶石的密度和折射率比镁铝尖晶石都( )。

2.合成刚玉宝石主要方法有( )、( )、和( )。

3.人造与合成宝石中代号CZ是( )，GGG是( )。

4.合成紫水晶不仅需要在原料中加着色元素( )，还需经( )处理。

5.合成宝石指其制取的全部或部分工艺过程是由人控制进行的。它们的( )、( )与它们所)和(对应的天然宝石基本相同。

6.除拼合石之外，人工宝石的制造方法可分为：从熔体中结晶或冷凝，从( )中结晶及从( )中结晶，和( )等。

7.水热法合成祖母绿的特征包裹体形状常为：( )、( )、( )。

8.与水热法相比，助熔剂法合成宝石的优点是能在( )情况下加热熔剂和熔解各种原料，并使晶体在熔体中结晶。

9.水热法合成的红宝石内部可见：( )、( )、( )、金属包裹体和( )。

⑵ 合成钻石是真钻石吗，前景怎么样

合成钻石是真钻石，物理化学性质和天然钻石一样。将来很有可能是钻石行业的一个大变革，有篇关于这方面的文章我觉得写得很好，分享给你。希望能被采纳帮助到你。

钻石行业百年未有之大变革——合成钻石开启行业新纪元

如果说戴比尔斯的成功在于抓住了天然钻石开采及推广的历史机遇，在我们仍旧津津乐道其成功的今天，钻石行业已经迎来了另一个重要的历史转折点——合成钻石。

一、钻石行业新纪元

2020年，李雷和韩梅梅去挑选订婚钻戒的时候，可能会遇见不少新问题。

他们会考虑是否要选择一颗合成钻石——在实验室人为生产出来的钻石。“反正看起来没有差别，为什么不买合成钻石，便宜太多了”，韩梅梅可能会犹豫“虽然知道都是钻石，但是结婚意义不一样，我还是想买天然的”。

伴随着近年来合成钻石生产速度和质量的飞速提升，这样的未来并不遥远。

2012年5月，IGI安特卫普实验室（International Gemological Institute）曾在一位商人送检的605颗大小为0.30-0.70克拉不等的钻石中，检测出混有461颗合成钻石，然而在购入时他认为这些钻石都是天然的。

为了提高全行业的警惕，提醒业内注意筛查合成钻石，IGI选择在第一时间将这次送检的情况告知全球各大鉴定实验室，并分享合成钻石具体的鉴定方法，希望在鉴定环节将这样的风险降到最低。

此后短短四年时间，合成钻石的生产能力已迅速提高。据统计，2014年，合成钻石年产量小于35万克拉，占天然钻石产量的比例小于0.3%。2015年，合成钻石年产量激增至230-420万克拉，占天然钻石比例也已经增长至2%-3%。与此同时，合成钻石的品质也逐年提升，实验室检测到世界最大无色合成钻石，已经可以做到10.02ct,E色VS1。在同等品质下，矿业分析师基拉利尔认为“消费者可能转向合成宝石，毕竟他们平均比天然钻石便宜了20%至30%”。

2016年中国国际钻石产业高峰论坛9月于深圳举办，各方人士就“天然&合成 钻石市场的趋势和挑战”展开了一整天的讨论，合成钻石进入珠宝市场已是大势所趋。整个行业正站在历史变革的路口，每个从业者都面临着新的挑战和冲击。

二、从业者面临新选择

在天然钻石与合成钻石的问题上，面临多重选择的不止消费者，商家与鉴定实验室受到的冲击更加直接。

1、钻石商家：天然 vs. 合成？

多年来，钻石作为婚嫁刚需，几乎不存在来自其他宝石的竞争，但合成钻石的出现将改变固有格局，竞争将来自钻石品类内部。

早期曾有天然钻石商家公开抵制合成钻石，批判其抢走了“非洲人民的牛奶和面包”，这是选择坚守天然钻石。另一方面，已经有不少品牌走出了迈向合成钻石的第一步。

历经五代的传统钻石切割及零售商Royal Asscher已经于2013年推出“Rebel Chique Diamonds”品牌，专门销售合成钻石作品。一直想进入钻石市场的施华洛世奇，也已于2016年在美国开启合成钻石品牌“DIAMA”,选择一些独立的高级珠宝零售店进行销售，他们表示“并不急于收回成本，会耐心等待年轻消费群体的成长，想要让合成钻石与天然钻石并驾齐驱”。

传统钻石帝国的开创者戴比尔斯De Beers也从未放弃进入该领域，可谓双管齐下的代表。日前，业内曾传出其欲与施华洛世奇就合成钻石达成合作的消息。虽然尚未落实，但戴比尔斯子公司第六元素Element Six早已于上世纪五十年代成立，一直致力于合成钻石的研究和教育。

目前，国内展会上已频频出现合成钻石批发商及零售商的展位，吸引不少业内与消费者驻足咨询。根据年初摩根斯坦利的行业预测，发展至2020年，合成钻石在珠宝级别的小克拉钻石中占比将达到15%，大克拉合成钻石占比也将达到7.5%。

钻石行业正从单纯消费天然钻石，转向合成钻石参与市场竞争的新阶段。无论商家是否选择合成钻石，积极了解和调整才能更好的应对正在展开的新格局。

2、鉴定实验室：行业信任的桥梁

上世纪五十年代，实验室与钻石行业共同经历了第一次飞速发展。为了帮助消费者了解天然钻石的品质，鉴定实验室为行业制定了明确的4C鉴定标准，也奠定了其后几十年实验室的发展方向。但随着合成钻石进入市场，实验室再次站在了发展的十字路口：坚持天然钻石的4C鉴定，还是研究合成钻石的鉴定技术？

在过去的几年中，部分实验室对鉴定合成钻石持保留态度，只针对天然钻石出具鉴定证书，对无法确定天然性的钻石选择退检。另一些实验室则选择持开放态度，在确保天然钻石准确鉴定的基础上，投入人力物力深入研究合成钻石的鉴定方法。

在合成钻石的研究与鉴定上，IGI始终走在行业前沿。与过去市场要求实验室依据明确标准出具严谨的4C鉴定证书不同，IGI实验室认为“在合成钻石进入市场的新阶段，鉴定的重点将从4C转向天然性，只有在深入研究并准确鉴定合成钻石的基础上，才能进一步保障天然钻石鉴定的准确和可靠性。”
为了做到鉴别合成钻石，实验室除了配备专业的合成钻石鉴定仪器，专业人才的培养也至关重要。与此同时，如何与世界最顶尖的合成钻石生产技术保持同步，更新相应的鉴定技术，成为实验室面临的新挑战。

无论消费市场是否接受合成钻石，鉴定行业都面临着重大调整。如果说4C标准的贯彻和维护是鉴定实验室之前的主要职责，对合成钻石采取的态度和行动则将决定它在钻石新纪元的话语权。

三、应对变革：行业需要专业的珠宝教育

2015年，全球最大的七家天然钻石矿业公司联合成立钻石生产商协会（DPA），而相应的国际合成钻石协会（IGDA）也已经成立。合成钻石进入市场的大趋势下，行业普遍认为，在确保鉴别天然与合成的基础上，合成钻石将作为天然钻石的补充，为消费者提供更多选择，扩大钻石的消费市场。

大变革中机遇与挑战并存。无论是消费者、商家还是鉴定实验室，都需要接受新一轮的知识更新和再教育。每个从业者只有在全面认识合成钻石的基础上，才能对行业发展做出准确判断，找到在行业中相应的位置。

毕竟，风向开始变了。

⑶ 我的世界钻石怎么获得及合成

钻石藏于地下深处，很难找，要用铁镐或更好的镐子才能挖，不能通过合成获得。

⑷ 钻石是怎么做出来的

人工合成钻石的技术，主要就是模仿天然钻石生长时的环境来培养钻石。合成钻石就晶体形成之生长方式而言，大致可分为三种方式：一就是高温高压法，二是震波法，三是化学气相沉淀法。
一、高温高压法：这种方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蜡、糖等；有份报告曾列举二十几种合成成功的材料。应用的催化剂可用铁、钴、镍、铑、钌、钯、锇、铱、铬、钽、镁，或这些金属元素的混合物。要求至少要达75,000atm(大气压)，最好在80,000atm至110,000atm的高压状态，形成温度则要在1200℃�9�12000℃之间，最好是在1400℃�9�11800℃之间。反应舱的中部为高温区，碳源置放在该区，晶种放在反应舱下部的低温区。以石墨为碳源，晶种固定在氯化钠（食盐）晶床内，晶种某特殊晶面对着金属催化剂，在晶种和碳源之间放置直径６mm，厚３mm，金属催化剂圆柱，此金属催化剂是铁镍合金。组合后，置入单向加压，四块斜滑面式立体超高压高温装置中，再放入１０００顿的油压机内，反应腔温度约１４５０℃，压力控制在６GPa左右，生长时间２２~５２小时。
二、震波法：主要是利用爆炸时所产生的瞬间高温高压条件来合成钻石，所合成的钻石颗粒都很小(通称钻石粉)，只适合在工业上应用。
三、化学气相沉淀法：首先把氢气和含碳氢的气体(一般使用甲烷CH4)，通过一组调节器，调节两种气体的比例，然后利用微波波源或电热丝等，加热混合的气体，使温度达2000℃左右，氢气和甲烷会分解成氢原子和碳原子形成的电浆流，然后在加热至600~1000℃的基质上，结核长成薄膜。