培育钻石的两种生产方式

天然钻石形成于地下深处约177至241公里。这个深度的压力可以达到近 50,000个大气压。温度范围从900º到1,300º C。这些强烈的地质条件将碳压缩成最致密的形式，在岩浆中形成钻石，然后火山爆发通过形成称为金伯利岩的岩石将这些钻石带到地表。 

有两种主要的培育钻石生产方法：高压/高温工艺(HPHT) 和化学气相沉积工艺(CVD)，这两种方法都很常用。CVD由于工艺和生产成本限制，适合生产3.5克拉以上的培育钻石毛坯，这个重量的毛坯打磨切割后正好是1克拉以上的裸钻。越来越流行用于生产用于珠宝的宝石级合成钻石。HPHT高温高压法则各个粒度尺寸的培育钻石都适合生长，目前的局限是压机的生长仓普遍较小，单台压机产量极其有限。

能区分天然钻石和培育钻石吗？

HPHT和 CVD生产的钻石具有与天然钻石相同的光学、物理和化学特性，硬度也完全一样都是10。目前大多数培育钻石裸钻，仅凭肉眼已经无法区分天然钻石还是培育钻石。然而，这些培育钻石在生长的过程中确实留下了一些生长的纹理迹象，权威的钻石鉴定机构可以用特定的仪器检查来识别。

如果培育钻石是在毛坯状态的时候，这种很容易分辨，一旦培育钻石加工为裸钻，仅凭肉眼是无法区分培育钻石和天然钻石的。

另一方面，HPHT钻石形成具有14个生长方向的立方八面体形状。CVD 钻石形成具有一个生长方向的立方体形状。

高温高压工艺

HPHT方法开发于1950年代，是第一种用于制造培育钻石的方法。

该过程首先将一个包含碳材料、称为金属熔剂的金属混合物和小钻石种子放入压机中。该过程中使用的碳原料通常是石墨，一种由纯碳组成的常见矿物。然后将压机生长仓加热至1,300º至1,600º C的温度，并加压至高达59,200个大气压的压力。这将碳源溶解到金属熔剂中。金属助熔剂的组成各不相同，但通常包括铁、镍和钴的混合物，这有助于降低形成金刚石所需的温度，然后溶解的碳源可以通过熔融金属混合物在钻石种子周围结晶缓慢长大，最终形成培育钻石毛坯。

HPHT过程可能需要数小时到数周的时间，具体取决于所需钻石的尺寸和质量。

HPHT高温高压法生产用的压机

HPHT金刚石合成中常用的压机有三种类型：带式压机、立方压机和分裂球压机（也称为BARS）。

带式压机是用于培育钻石生产的第一台压机。随着各种进步和变化，它今天仍在使用。带式压机使用两个砧座从上方和下方对生长仓施加压力。

带式压机导致了立方压机的发展。立方压机的功能类似于带式压机，但使用六个砧座，以便处理更大的立方材料。尽管立方压机可以施加比带式压机更大的压力，但技术人员无法像带式压机那样缩放。因此，立方压机不像带式压机那样经常使用。

分裂球压力机使用八个外砧座和六个较小的内砧座，方便最大限度地施加在胶囊上的压力，然后将圆柱形胶囊放入充满油的桶中以加速热传递。这有助于以更快的速度实现更高的温度。

大多数HPHT钻石在从压力机出来后会进行进一步的热处理。这些处理将改善它们的颜色和净度，甚至可以制造出彩色钻石。例如，硼热处理可使HPHT钻石变成蓝色。用镍进行热处理可使HPHT钻石变绿。辐射处理还可以使HPHT 钻石中变成粉红色和红色。

CVD化学气相沉积工艺

CVD工艺首先用混合气体（包括碳、氢和氧）填充腔室，接下来，将基板添加到腔室中，通常是金刚石种子的晶种片，然后使用微波、激光或热灯丝将腔室加热到800º 至900º C的温度，来自热源的能量使碳从气态混合物中沉淀出来并粘附在基材上，基材开始结晶成金刚石。

技术人员必须经常中断这个形成过程，以便去除在钻石周围结晶的多余石墨。

CVD和HPHT一样可能需要数天和数周的时间，具体取决于所需的钻石尺寸和质量。但是，可以同时生长数十颗钻石。

大多数CVD钻石从腔室出来时呈棕色或黄色，为了作为白色或无色钻石出售，这些钻石必须经过热处理。处理完成后，CVD钻石还可以再接受处理以产生粉红色或红色。在形成过程中将硼或氮添加到腔室中也可以在CVD钻石中产生花哨的蓝色或黄色。而且实验室培育的彩色钻石，无论是通过高温高压还是化学气相沉积法生产，都比天然钻石便宜得多。

培育钻石的两种生产方法已经介绍完了，是不是感觉很神奇？只要按照这两种方法进行，就可以得到与天然钻石一样的真钻石！在这之前，又有谁会想到能够用科技把钻石生产出来呢？培育钻石是科技与浪漫结合，而且它的价格非常实惠，是预算不够消费者的最佳选择。