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金刚石论坛

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世纪大骗局?钻石一周一克拉?

流水线上“种”钻石,一周培育一克拉?中科院宁波材料所get新技能……”最近宁波材料所频繁上热搜,登头条,人气居高不下,而“人造钻石的技术”更是吸引了媒体的目光,连中央电视台财经频道都对这项技术进行了详细的报道。但是很多人还是对此有大量的疑问:一周能长一克拉钻石?这是什么神仙种子?是骗局or真相?

——Carbontech 
近日,在科技创新创业汇报会上,中科院宁波材料所的“培育钻石”项目成果备受瞩目。据悉,在实验室环境下,培育一颗1克拉的钻石仅需要一个星期!

据专家介绍,培育钻石的过程就像种粮食,需要“种子”与“养料”。首先要有一个天然钻石的籽晶片作为“种子”,还需要用到甲烷气体作为“养料”。甲烷在能量作用下,形成了碳的等离子体,这些等离子体就像灰尘一样,在空气中慢慢依附到金刚石的籽晶片上,一点一点地沉积上去。从甲烷气体中分裂出的碳原子沉积在“种子钻石”上的“生长”速度高达每小时0.007毫米,在实验室环境下,仅一星期就可以“培育”一颗1克拉大小的钻石。其硬度和纯净度都可以媲美天然钻石,价格却只有天然钻石的六分之一!

中国制造打破130年世纪营销大骗局!

“钻石恒久远,一颗永流传”20世纪最成功的营销,没有之一。戴·比尔斯(De Beers)的一则广告文案,将钻石带入了人们的视野。钻石璀璨闪耀,稀缺珍贵,以其独特魅力,征服了一代又一代的消费者,成为现代人对爱情的期望与象征。这也是一场精心编织的世纪营销骗局!
21世纪,工业迅猛发展,培育钻石技术开始渐渐成熟。而我们中国培育钻石技术引领全球,2018年中国宝石级培育钻石产量达到130万克拉,产量占据全球总量的90%以上,换句话说,10颗钻石里有9颗是中国制造,不管你来自哪里,都有可能把中国钻石带回家!!

 

要问制造技术哪国强,世界制造找中国!中国人的制造技术究竟有多强呢?仅需短短几个星期,一颗完美无瑕的钻石就能诞生!所耗费的成本仅仅是自然钻石的一半!并且这些人工钻石在色泽纹理上,和天然的钻石没有区别。

 

中国培育钻石行业的步步紧逼,迫使戴比尔斯在2015年将广告语改成了:Real is Rare Real is Diamond。言外之意就是说,人造的钻石不行啊,不值钱的,快别买了!

 

为此他们花了4000万美元,造了一台人造钻石鉴定器,然而并没卵用。因为大家都是这么个心理状况,我买钻石不就是给人看的么,既然看起来完全没区别,那我为什么要花10倍的价格买天然的钻石。眼见这招完全不起作用,2018年,戴比尔斯无奈拿出了大招,成立了Lightbox Jewelry实验室,用来“培育”钻石。
骗了全世界130年的钻石骗局,终于败给了中国制造!
培育钻石有市场吗?

2018年,中国作为仅次于美国的第二大全球钻石消费市场,钻石饰品销售额达到约1100亿元,但国内钻石矿产极少,且达不到宝石级,几乎所有的钻石裸石依赖进口。由于天然钻石的开采既会对生态资源造成极大破坏,又有长期以来由于资本的控制、人为的垄断造成的价格过高的问题,实验室培育钻石才作为天然钻石的替代出现。

 

据摩根士丹利预估,目前培育钻石仅占全球钻石市场的1%,销售额约在7500万到两亿美元之间,到2020年市场占有率可能增长到20%。

 
随着我国培育钻石生产技术水平的提升,培育钻石产品产量将呈增长趋势,预计,2019年国内宝石级培育钻石产量将在200万克拉左右,到2021年将有望达到700万克拉。

世界各地均有钻石产出,已有30多个国家拥有钻石资源,产量前五位的国家是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。这五个国家的钻石产量占全世界钻石产量的90%左右。

 

但在培育钻石领域,中国已经成为全球最大的原料生产国,2018年中国宝石级培育钻石产量达到130万克拉,产量占据全球总量的90%以上。

 

另外,金刚石是近几十年中最有潜力的新型功能材料之一,但天然金刚石由于数量少,价格高等因素很大程度上限制了其市场应用。人工培育金刚石的出现,大大缓解了工业需求。而且人造金刚石具备与天然金刚石相同的结构而且有与之相媲美的性能,同时成本相对天然金刚石低廉,因而具有广泛的工业应用以及商业前景。

 

业内人士认为,中科院的科技突破将进一步提升中国培育钻石产业的竞争力,未来中国培育钻石产业发展前景良好,商机无限!

金刚石虚有其表,华而不实?

虚有其表,华而不实,不是金刚石的风格!金刚石作为新材料的代表,集众多闪光性能于一身,除了作为珠宝首饰,还以其优异的力学性能在高端制造业如精密工具、耐磨零件、切削工具、光学元件涂层、电子产品配件加工等领域有广泛应用。

 

事实上,单晶金刚石不光是“工业牙齿”,还是“终极半导体”。以金刚石为代表的第三代宽禁带半导体材料及器件是未来集成电路的基础,引领着信息时代的发展,并且在生物检测和医疗、平板显示、环保工程、功能器件等多个高新技术领域都有巨大的应用潜力。

实验室如何培育钻石?

目前市场上普遍钻石培育方法主要是高温高压法(High Temperature High Pressure,HTHP),化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)。

 

(1)高温高压(HPHT)钻石培育技术

 

作为第一代的钻石生长技术,高温高压技术完全模拟天然钻石的生长过程,在地上重现碳元素层的反应并将石墨转换成钻石。HPHT法合成钻石的生长发生在装置内的一个小舱室里,该装置能够产生非常高的压力。在舱室内钻石粉末原料溶解在熔融的金属助熔剂中,然后在晶种上结晶,以形成合成钻石晶体。结晶过程需要数周至一个月或更长时间,以形成一个或几个晶体。然而此方法制作的合成钻石多数未能达到宝石级,一般应用于钻探、切割、航天、电子工业、热交换等领域。

 

目前世界上流行的高温高压合成钻石的设备主要有两面顶(belt,欧美国家主要流行)、六面顶(我国特有)和分割球(bars split sphere,俄罗斯)或改良的分割球(Gemesis公司)。
原理:高温高压合成法又称为种晶触媒法。石墨是低压稳定相,金刚石(钻石的矿物学名称)是高压稳定相。由石墨直接向金刚石进行转变,所需的压力和温度条件都很高,一般需要10GPa、3000℃以上的压力和温度。如果在有金属触媒参与的条件下(如Fe、Ni、Mn、Co等以及它们的合金),石墨变为金刚石所需要的温压条件将大为降低,所以目前高温高压法合成钻石都有金属触媒参与。作为溶剂的金属触媒处于碳源(一般为石墨)与金刚石籽晶之间。碳源处于高温端,籽晶处于低温端,由于高温端的碳源的溶解度大于低温端的溶解度,由温度差所产生的溶解度差则成为碳源由高温端向低温端扩散的驱动力,碳源在籽晶处逐渐析出,金刚石晶体渐渐长大。由于晶体生长的驱动力是由温度差所致,因此也将该方法称为温度差法。

 

高温高压合成钻石的基本特征:HTHP合成钻石常为立方体、八面体及二者的聚形;颜色常为黄色、黄褐色,内部常见有色带、金属包裹体等特征,未熔的金属包体呈针状、片状、小柱状或不规则的外观,具金属光泽,致使合成钻石有磁性。合成钻石在长波紫外线下通常无荧光,短波下常有黄色、绿黄色、橙黄色的荧光,合成钻石在超短波紫外线或阴极射线下有特征的分带现象,不同的生长区显示不同颜色的荧光分带。