1955年,美国通用电气开发出人造金刚石技术后,工业用金刚石基本就全靠人造了。中国是在63年掌握这项技术,当时参与研发的有郑州三磨所,这也是如今河南钻石甲天下的历史由来。
刚才提过,有人说中国人造钻石产量超过200亿克拉,占全球总产量的95%。数据倒没错,但这里所谓“人造钻石”指的其实是“人造金刚石”,包含工业用的金刚石和珠宝级培育钻石。
在人造金刚石出现的最初50年,大部分造的都是工业用金刚石,很少造blingbling的钻石。不是不想造,而是难度太大。
传统的人造金刚石方法,是HPHT,也就是高温高压法。
简单来讲,它的原理就是将一颗小钻石作为种子放入培养仓,同时加入碳元素以及其它催化剂,然后把他们放进这样一个像飞船一样的六面顶压机里。
模拟天然钻石形成所需的高压高温环境,让碳元素在种子上形成钻石的晶体结构,从而得到一颗大的钻石。
这神奇的过程倒是完美诠释了舍不得孩子套不住狼,不过这种方法可以合成工业用金刚石,但很难造宝石级钻石。
一来是早期工艺合成的金刚石个头都比较小,二是这种工艺下,机器内的氮元素会混入到合成钻石里,让钻石呈黄色而不是无色,另外它还要用铁、镍、钴做催化剂,这些金属也会混进去,所以早期HPHT钻石能被强力磁铁吸附。钻戒能被磁铁给吸走,那不比大金链子漂在水上更尴尬吗。
所以虽然1955年就有了人造金刚石工艺,但直到2000年左右,才逐渐出现量产人造宝石级钻石的工艺,而中国公司更是从2016年左右,才开始进行小批量生产。
钻石能造出来了,一方面得益于HPHT工艺的进步,目前5克拉以下的人造钻石,主要就是利用HPHT法制得,特点是钻石生长速度快、成本低、纯净度稍差,河南钻石基本都是用这种方法。
另一方面是出现了一种新工艺:化学蒸汽沉淀工艺CVD,它是将薄片状的钻石作为种子,放入培养仓中,同时注入含碳气体,对培养仓进行加热,再用微波束让碳从等离子云中落下,沉积在薄片状的种子上,并形成钻石的晶体结构,长出新钻石。