合成钻石

合成钻石(synthetic diamond)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。

分类

HPHT

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

CVD

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。

世界之最

镶在英国女王权杖上的巨钻“库利南1号原图链接来自搜狐网

钻石因其璀璨夺目的外表和高昂的市场价值被大家追捧，但天然钻石的产量有限。2017年4月，德国就造出了世界上最大的合成钻石。

德国奥格斯堡大学的研究人员研发出了一种在大约十分之一大气压力下，通过化学气相沉积法专门制造合成钻石的方法。用这种方法合成的钻石就是在低压条件下，采用一定方法激活含碳气体，使其中的碳原子在基底上过饱和沉积、生长成钻石。 ^[1]

奥格斯堡大学的这项研究始于1991年，已经经历了26年。而这颗155克拉的盘型单晶钻石的直径比镶在英国女王权杖上的，世界上有名的巨型钻石之一，“库利南1号”的直径还要大。尽管盘状结构合成钻石在珠宝中的应用潜力十分有限。但领导这项研究的物理学家施雷克表示，这项技术的工业应用将十分广泛。

发展历史

1879年至1928年间，许多学者提出了钻石合成的假设；它们虽然经过仔细的分析、推论，但始终没有付诸实行。
1940年代，美国、瑞典和苏联率先投入钻石合成研究，因而发现了CVD及HPHT合成技术。

1953年可复制合成技术见世。此后CVD和HPHT钻石一直支配著合成钻石市场

1990年代晚期出现了第三种合成技术：爆压法，即直接以炸药本身所含之碳元素，经过爆炸，合成奈米尺寸钻石颗粒。第四种合成技术、即将石墨经由高能超声波处理，也随后在实验室中被证实，但现今尚未应用在商业领域。

2010年毛河光研究小组的蒙宇飞博士合成出当时世界上最大的无色切割CVD钻石，重达2.3克拉。

2018年7月，美国联邦贸易委员会在其宝石指南做出重大修订，对天然钻石和合成钻石的商业行为制定新规则。此决策基本拒绝了钻石商戴比尔斯的游说团队的建议。新版本中，钻石的定义中移除天然一词，从而合成钻石也属于一种钻石。该修订版中还规定，“不可在商业行销中，以合成一词制造对手的合成钻石不是真钻石的印象……这是误导（消费者）”。

2018年9月，向来坚持卖天然钻石首饰宝石的钻石品牌戴比尔斯开始销售合成钻石。因为随著中国的合成钻石技术进步，成本逐渐下降。报导中引业者评论可能是戴比尔斯企图让消费者觉得合成钻石是廉价品，从而区隔出天然钻石和合成钻石的市场，维持天然钻石价格。“钻石盟主”涉足合成钻背后有中国影子。戴比尔斯的合成钻石品牌为“Lightbox”（灯箱），商品为200美元的四分之一卡拉钻石至800美元一卡拉钻石。这与其所谓的天然钻石同格商品的售价相差十倍。当时市场上，一克拉天然钻石价格约8000美元，同格的合成钻石为4000美元。^[2]