CVD钻石31CVD合成钻石合成原理及识别特征
CVD钻石19化学气相沉淀法(也称CVD法)合成钻石概述
CVD钻石化学气相沉淀法（也称CVD法）合成钻石概述化学气相沉淀法，简称CVD法，可以用于人工合成钻石。
最近，由于技术的突破，可以生产出大颗粒的钻石，国检中心在近期日常委托检验中，陆续发现了两批次CVD合成钻石，证明CVD合成钻石已经进入国内市场，引起了大家的关切。
笔者从宝石人工合成的角度，介绍一下化学气相沉淀法（也称CVD法）合成钻石。
一、化学气相沉淀法（也称CVD法）合成钻石的历史和现状但当时CVD法生长钻石的速度很慢，以至很少有人相信其速度能提升到可供商业性生长。
从1956年开始俄罗斯科学家通过研究，显著提高了CVD合成钻石的速度，当时是在非钻石的基片上生长钻石薄膜。
20世纪80年代初，这项合成技术在日本取得重大突破。
钻石的生长速度已超过每小时1微米（0.001mm）。
这在全球范围内引发了将这项技术用于多种工业目的的兴趣。
图1 无色－褐色CVD合成钻石一颗由美国CVD钻石公司（CVD钻石中国公司www.cvd.hk,,）生产的高温高压(HPHT)处理的化学气相沉积法(CVD)合成钻石，重0.226克拉20世纪80年代末，开始从事CVD法合成钻石的研究，并迅速在这个领域取得领先地位，提供了许多CVD合成多晶质钻石工业产品。
这项技术也在珠宝业得到应用，用于某些天然宝石也包括钻石的优化处理。
尽管当时CVD合成钻石的生长速度有了很大提高，使得有可能生长出用于某些工业目的和宝石镀膜的较薄的钻石层，但要生产可供切磨刻面的首饰用材料，因需要厚度较大的单晶体钻石，仍无法实现。
一颗0.5克拉圆钻的深度在3mm以上，若以每小时0.001mm速度计算，所需的钻坯至少要生长18周。
可见，低速度依然是妨碍CVD法合成厚单晶钻石的主要因素。
进入20世纪90年代，CVD合成单晶体钻石的研发取得显著进展。
进入本世纪，首饰用CVD合成单晶体钻石的研发有了突破性进展：多年从事CVD合成单晶钻石的研发。
2003年秋开始了首饰用CVD合成单晶钻石的商业性生产，主要是Ⅱa型褐色到近无色的钻石单晶体，重量达1ct或更大些。
人造钻石
人造钻石目录[隐藏]简介人造钻石的鉴别方法人造钻石的生产方法国内人造钻石水平进展合成钻石的鉴别简介人造钻石是一种由直径10到30纳米的钻石结晶聚合而成的多结晶钻石，早期的人造钻石由于空气中的氮原子进入钻石晶体而呈淡淡的糖稀颜色，经过科学家的改良制作方法，现在生产的人造钻石在外观上和天然钻石没有任何差异，由于生成环境的不同，人造钻石的的分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构，从而会产生磷光现象。
随着人造钻石生产技术的成熟，其造价低廉，且可以制作出各种颜色的钻石而在珠宝市场上崭露头角。
虽然出自实验室或工厂的人工合成钻石已有几十年的历史，但是具备宝石质量的人造钻石是最近才出现的。
本来人造钻石主要用于制造切割工具等工业用途上，但现在同样也被使用在珠宝首饰上。
公平交易的法则要求人造钻石商在销售时如实说明其质量实况，并用一般接受的词汇来描述，如“人工合成”、“人造”或“实验室制造”。
几乎所有的人造钻石都属于Ib 型，而此类型在天然钻石中只占不足百分之二。
有一种不很昂贵的设备能验证Ib型的钻石，但要确定一颗钻石是否是人工合成的，则依赖于合资格的宝石实验室的检测。
1954年，人造钻石首次成功合成，当时，一批通用电器公司的研究员在实验室里制造出一颗钻石，他们仿造钻石在自然界形成的环境，给碳加以极度的高温和高压。
同样在上个世纪五十年代，另一种制造合成钻石的方法被研发成功，这种叫化学气相沉积（CVD）的方法，在很低压力和相对低的温度下，将碳从含碳的混合气体沉积成钻石基体。
人造钻石的鉴别方法人造钻石的品质精良外貌与天然钻石难以区分，但是还是有办法的，钻石商可以用非常简单的方法确认钻石是否在实验室培养长大，他们用的是强力磁铁，因为人造钻石内部有培养过程残留的金属结晶，强力磁铁便能将钻石吸起。
人造钻石的生产方法在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下，在中心放一颗很小的天然钻石作为种子，在种钻周围是高温金属液体，在金属溶液的上层是石墨，在这种环境下石墨中的碳原子会从金属院子中列队走向钻石从而形成新的钻石。
CVD合成钻石
颜色 N:无色-黄色，褐色 C:黄色，金丝鸟黄， 呈块状分布，浓淡明显
天然钻石和CVD合成钻石的区别
磁性 N：无-微弱 C：强，可感觉到
可见光谱 N：415nm、471nm吸收谱线 C：无415nm吸收谱线
导电性N:一般不导电 C：导电
紫外荧光
（紫外荧光灯）
阴极发光图
(阴极发光显微镜）Байду номын сангаас
红外 N：主峰1130cm-1，伴弱峰 1282cm-1,、1365cm-1和 1170cm-1主峰， C：只有1130cm-1，无弱峰
CVD ( Chemical Vapor Deposition )
CVD是一种制备材料的气相生长方法，它是把一种或几 种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材 的反应室，借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态 薄膜的工艺技术。
2.CVD钻石是怎样合成的？
（合成装置）
3. 辨一辨 ?
4. 钻石的4C
O CLARITY净度，每颗钻石都含有天然的内含物，犹如天然胎记， 而这些内含物的数量、大小、形状、颜色则决定一颗钻石的净度及 独特性。顾名思义，内含物藏在钻石之内，而且可呈不同颜色：白、 黑、无色、甚至绿色或红色。大部份内含物都不能以肉眼辨析，须 在10倍放大镜下才明显看到。
COLOR颜色
O COLOR颜色，钻石的颜色越接近纯净的白色，就代表它的质量非 常优异。钻石颜色评鉴和分类是根据GIA制定的标准，从D（优质白 色）到Z（淡黄色或棕色）按字母顺序排列，共分为23个等级。
紫外荧光灯
紫外荧光区别天然钻石与CVD钻石
它们不仅在荧光的颜色上, 而且在颜色的分布方面有明显差异。自 然钻石在长紫外线照射下多见蓝色及少量的黄色荧光, 而在短紫外线下 无或者有较弱的蓝色、黄色荧光, 并且荧光效果呈均匀状或不均匀的带 状分布。而合成的黄色钻石则在长、短紫外线照射下发中—强的黄绿色 荧光, 并且短紫外线的荧光强度强于长紫外线的荧光强度。
二氧化碳提炼钻石的原理
二氧化碳提炼钻石的原理二氧化碳提炼钻石是一种人工合成钻石的方法，也被称为化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，CVD）。
CVD是一种利用气相反应在高温高压条件下合成材料的方法，该方法已经被广泛应用于合成钻石、金刚石薄膜、硼氮化物等材料的生产中。
二氧化碳提炼钻石的过程主要分为两个步骤：净化和沉积。
首先，净化步骤是对二氧化碳气体进行净化处理，以确保原料气体的纯度。
二氧化碳气体由分压阀进入净化链，经过低温热电耗电板、吸附器等净化设备的处理，去除含有杂质的气体，得到高纯度的二氧化碳气体。
接下来是沉积步骤。
高纯度的二氧化碳气体进入沉积装置，常见的沉积装置有等离子体、微波、火焰一氧化碳热等多种形式。
这些设备通过提供高温高压的环境，使二氧化碳气体分解为碳离子，然后这些碳离子沉积在衬底上形成钻石。
整个沉积过程中需要控制多个参数，包括沉积温度、沉积压力、沉积时间、输送速度等。
这些参数的选择取决于所需的钻石质量和尺寸。
在沉积过程中，碳离子在衬底表面上通过离子输运、表面扩散等机制行进，逐渐形成晶体生长核心。
这些晶体生长核心会不断增大，直到达到所需的钻石尺寸。
二氧化碳提炼钻石的优势在于可以实现自定义生长钻石的形状、尺寸和纯度，并且具有自然钻石所不具备的一些特性。
例如，可以通过添加掺杂物改变钻石的颜色，或者在钻石表面上沉积其他材料形成复合结构。
此外，二氧化碳提炼钻石的制备过程相对较短，比传统的人工合成方法更高效。
这使得二氧化碳提炼钻石成为工业应用中的一种重要方式，广泛应用于珠宝、切割工具和光学领域等。
综上所述，二氧化碳提炼钻石是一种基于CVD技术的人工合成钻石的方法。
通过净化二氧化碳气体并在适当的条件下使其分解沉积在衬底上，可以获得定制化的钻石材料。
这种方法具有高效、灵活和可控性的特点，为钻石材料在各领域的应用开拓了新的可能性。
CVD钻石合成原理及识别特征
CVD钻石合成原理及识别特征CVD（化学气相沉积）钻石合成是一种通过在特定的环境条件下利用化学反应来制造人造钻石的方法。
其原理是在密封的高温高压反应室中，将适当的气体混合物引入，气体分解后的碳原子在衬底上沉积形成钻石晶体。
1.准备衬底：选择合适的衬底材料，可以是钨、碳化硅等，表面需进行处理以提高结晶质量。
2.制备气体混合物：通常将氢气和一定的甲烷或其它含碳气体混合，经过预处理后进入反应室。
3.形成激活区：在反应室中提供足够的能量，通常通过微波或其他加热手段提供，使气体混合物分解，释放出游离碳原子。
4.沉积过程：游离的碳原子在衬底上进行结晶生长，逐渐形成钻石晶体。
5.晶体生长：经过一定时间的沉积，钻石晶体逐渐生长，可以采用控制温度、气体浓度和衬底运动等方法来控制其尺寸和形状。
6.冷却与提取：冷却反应室以停止生长，然后将钻石晶体从衬底上取下，进行后续的加工和处理。
1.物理特征：CVD钻石通常具有完整的结晶形态，表面光滑平整，没有明显的晶体缺陷和裂纹。
其颜色可以是无色、黄色或稳定的棕、蓝、绿等，可以通过人工处理改变颜色。
2.光学特征：CVD钻石具有较高的折射率和散射率，其光学性质与天然钻石相似，但可能存在一些区别，如CVD钻石的斑点分布和颜色均匀性可能不如天然钻石。
3.元素特征：CVD钻石中常常含有一些化学特征元素，如氮、硼等，这些元素的含量和分布在一定程度上可以帮助鉴别CVD钻石和天然钻石之间的差异。
4.器械特征：利用特定的测试仪器，如拉曼光谱仪、热导率仪等，可以通过测量CVD钻石样本的物理性质来进行鉴别。
例如，CVD钻石的热导率较低，而拉曼光谱中的特征峰也可能与天然钻石不同。
总之，CVD钻石合成的原理是利用化学反应在高温高压环境下将碳原子沉积在衬底上，通过控制参数和工艺来实现钻石晶体的生长。
识别CVD 钻石的特征主要包括物理特征、光学特征、元素特征和器械特征等。
这些特征可以用于鉴别CVD钻石和天然钻石之间的差异，确保消费者能够选择到真正的钻石产品。
CVD钻石31CVD合成钻石合成原理及识别特征
CVD钻石CVD合成钻石合成原理及识别特征一、合成钻石的历史和现状早在18世纪人们就开始了合成钻石的探索，但直到20世纪，由于热力学及高温高压技术的发展，才使钻石的合成得以实现。
1953年瑞士工程公司(ASEA)使用压力球装置首次成功地合成出了40粒小颗的钻石，美国通用电气公司(GE)也于1955年采用压带装置合成出了小颗粒的钻石。
此后，工业级钻石的合成技术得到广泛应用，目前几乎三分之二的工业用钻已由合成钻石替代了。
但直到1970年宝石级大颗粒的钻石才由美国通用电气公司合成成功。
经过近三十年的努力，目前已能获得十几克拉大的晶体，但宝石级钻石合成的成本仍然很高，不能进行大批量的生产。
2000年可切磨的合成钻石只有3500ct，仅占当年天然宝石级钻石产量的0.01%。
到二十世纪九十年代，采用化学气相沉淀法(CVD)合成钻石薄膜，在固相基片上沉积形成金刚石多晶质薄膜，作为工业用途。
2003年，美国CVD钻石公司合成出达到宝石级单晶，并开始商业性生产。
最近，美国华盛顿地球物理实验室实现100μm/h的CVD合成钻石的速度，生产出了10ct、半英寸厚的单晶钻石。
为了进一步加大合成钻石晶体的尺寸，采用CVD顺序地在钻石基片的6个面上生长的方法，有可能实现英寸级(约300ct)无色钻石单晶的三维生长。
人们还发现，高压高温热处理能改善CVD合成钻石的颜色、提高合成钻石的硬度。
二、高温高压种晶触媒法合成钻石(一)合成钻石的原理钻石和石墨是碳的两种同质多像的变体。
根据钻石-石墨的相平衡图可知，在常温常压下石墨是碳的稳定结晶形式，钻石只有在高温高压下才是最稳定的，在高温高压(相图中钻石稳定区的条件)下，石墨的中的碳原子会重新按钻石的结构排列，而形成钻石。
合成钻石的方法主要分静压法、动压法和低压法(即在亚稳定区内生长钻石的方法)。
合成工业用钻石主要采用静压法中的静压触媒法，通过液压机产生(4500～9000)X109Pa的压力，以电流加热到1000～2000℃的高温，利用金属触媒实现石墨向钻石的转化。
警惕CVD合成钻石及CVD化学气相沉积法合成钻石的鉴别
警惕CVD合成钻石及CVD化学气相沉积法合成钻石的鉴别国家珠宝玉石质量监督检验中心在近期的日常委托检验中，陆续发现两批次化学气相沉积法合成钻石(简称CVD合成钻石)。
由于此类合成钻石与天然钻石极为相似，在检测过程中仅凭肉眼难以与普通天然钻石区分.一、合成钻石的主要特征CVD经NGTC实验室检验的两批次CVD合成钻石，具有以下共性：1. 大小：克拉重量较大，多数在0.50克拉左右。
2. 颜色：为近无色，颜色级别多在I-J色。
3.净度级别：多数为VS，内部可见黑色包体，与天然钻石中的包体相似，不具金属光泽。
肉眼或显微镜下很难与普通的天然钻石相区别。
4. 紫外荧光：长波紫外灯下无荧光，短波紫外光下具有弱或极弱荧光，无磷光。
5. 检测：建议“进一步检测(II型)”DiamondSure6. 检测：可见蓝绿色荧光以及蓝色磷光，具有该合成方法特征的生长纹理。
DiamondView7. 红外光谱检测：为IIa型，不含氮。
8.光致发光光谱检测：见737nm荧光峰。
NGTC实验室的鉴定结论为CVD合成钻石，且合成后经过热处理。
二、相关信息1. 合成钻石的来源为境外，主要通过香港的采购渠道进入国内市场。
2. 内地钻石商将该类合成钻石视为天然钻石购入，钻石本身未带腰围印记，供应商未附任何说明。
3. 合成钻石交易延用天然钻石的交易规则，一般成手批发，报价平均比天然钻石低10%左右。
三、建议1. 相关珠宝玉石首饰检测机构加强对技术人员的专业培训，严格规范钻石检测排查流程，提高警惕，保证钻石鉴定分级结论的准确可靠。
2. 建议各相关企业加强对业务人员的培训和指导，适当增加简易的技术手段，如钻石发光性的观察等，在钻石交易过程中提高防范意识，遇有疑问，要借助有资质的实验室的专业技术力量，严把企业进货的质量关。
记得在一次中国地质大学（武汉）珠宝学院的珠宝文化论坛上，杨明星院长讲述今年他在GAAJ （Gemmological Association of All Japan全日本宝石协会）参观的经历。
钻石电极的制备及其在电化学中的应用
钻石电极的制备及其在电化学中的应用近年来，钻石电极作为一种新型电极材料，受到了广泛的研究和应用。
钻石电极的制备和特性研究已经成为了研究领域的热点之一。
本文将介绍钻石电极的制备和特性，以及在电化学中的应用。
一、钻石电极的制备和特性1.制备方法目前钻石电极的制备方法主要有化学气相沉积法(CVD)、可控爆炸合成法和电化学沉积法等。
其中CVD法是目前应用最广泛的制备方法。
CVD法的制备过程是使用一定的碳质物质，将其转化成气态，经过一定的反应，使其在钻石电极基底上沉积成薄膜。
CVD制备的钻石电极具有较高的比表面积以及优异的电化学性能。
2.特性分析钻石电极具有以下优异特性：(1)化学惰性强钻石电极具有极低的自旋轨道耦合，使其具有优异的化学惰性。
因此，它具有优异的耐腐蚀性和不易被污染的特点。
(2)热稳定性好钻石电极的热稳定性非常好，可以在高温和高压等环境下工作，因此，它非常适合作为电化学传感器的基础材料。
(3)电化学稳定性高钻石电极的电化学稳定性高，可以稳定工作在高酸、高碱等恶劣的工作环境下。
(4)导电性能优异钻石电极的电导率很高，是传统电化学材料的数十倍，因此非常适合用于电化学分析和电化学储存等领域。
二、钻石电极在电化学中的应用1.电解水制氢技术钻石电极分解水制氢技术是一种新型高效能量转化技术，因其操作简便、效率高、无污染等特点，已经受到了广泛的研究和应用。
在电解水制氢技术中，钻石电极作为一种优异的电极材料，具有高的催化活性和较长的寿命，可以稳定工作在高酸、高碱的环境下，因此，非常适合用于电解水制氢。
2.电化学传感器钻石电极在电化学传感器领域也有广泛的应用。
由于钻石电极在高温、强酸等恶劣条件下不易产生氧化、腐蚀等问题，并且具有较高的导电性能和优异的热稳定性，因此非常适合用于电化学传感器的制备。
3.燃料电池燃料电池是一种新型能源转化技术，可以将化学能转化为电能，具有高效、无污染等优点，因此受到了广泛的关注。
在燃料电池中，钻石电极具有优异的电化学性能和高的稳定性，可以用于催化氧化还原反应。
cvd合成钻石原理
cvd合成钻石原理
CVD合成钻石（Chemical Vapor Deposition diamond）是一种利用化学气相沉积技术合成高质量钻石的方法。
其原理主要包括以下几个步骤：
1. 提供碳源：通过提供合适的碳源，如甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）等，为合成钻石提供供应碳原子的基础。
2. 离子化碳源：将碳源离子化，通常使用射频等离子体产生电子和离子。
3. 沉积碳原子：在合成钻石的衬底上，通过控制反应气体的流动速度和温度等条件，使离子化的碳原子沉积在衬底表面。
4. 结晶生长：沉积的碳原子在衬底表面逐渐结晶生长，形成多个晶体粒子。
5. 高温高压处理：将合成的钻石晶体置于高温高压的环境中，通过模拟地球深部的高温高压条件，促使钻石晶体的生长和完善。
6. 收集和处理：将合成的钻石晶体从衬底上剥离，并经过去除杂质和加工处理，得到高纯度的合成钻石。
CVD合成钻石的原理基于碳源离子化和碳原子沉积的过程，通过控制反应条件和高温高压处理等手段，达到合成高质量钻
石的目的。
这种方法可以在实验室中生产出大面积、高纯度的钻石，应用于珠宝、工具、光学和电子等领域。
高温高压钻石和cvd的区别
高温高压钻石和cvd的区别高温高压钻石（High-Pressure High-Temperature Diamond, HPHT）和化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）是目前商业上最常用的两种人造合成钻石的方法。
高温高压钻石和CVD之间存在着许多区别，包括原理、工艺、成本和质量。
首先，高温高压钻石的合成原理是将碳源置于高温高压的环境中，在大约1400-1600摄氏度和50至70兆帕的压力下，通过碳的高温高压晶体结构变化，产生钻石晶核，然后通过稳定的过程培育出完全的钻石晶体。
而CVD的合成原理则是将碳源和氧化剂置于低压高温的反应室中，通过气相反应将碳气体沉积在衬底上，形成钻石薄膜。
在工艺方面，高温高压钻石需要更复杂的设备，包括大型高温高压石墨炉和钻石种子用于晶核的引入。
整个过程通常需要几天到几周的时间。
而CVD则可以在更短的时间内完成，通常只需要几小时到几天的时间。
此外，高温高压钻石需要进行后处理，如清洗和加工工艺，以提高钻石的质量和外观。
CVD 合成的钻石则相对更容易得到最终产品。
成本方面，由于高温高压钻石需要昂贵的设备和较长的生产周期，因此其合成成本相对较高。
而CVD钻石由于设备和工艺上的进步，其合成成本相对较低，更容易商业化和大规模生产。
在质量方面，高温高压钻石的晶体质量相对较好，它们有着较高的氮杂质净度，并且晶体中的形态和大小更加规则。
然而，对于大多数消费者来说，CVD钻石的质量已经足够好，其制造商已经能够生产出高质量的钻石，且CVD钻石的外观和光学性能与天然钻石相似。
此外，高温高压钻石和CVD钻石在应用方面也有所差异。
由于高温高压钻石的制造方法限制了其尺寸和形状，因此它们主要用于工业应用，如切割和磨削各种硬质材料。
而CVD钻石由于可以在更大的衬底上生长，因此在宝石和饰品市场有更广泛的应用。
综上所述，高温高压钻石和CVD钻石之间存在着多个区别。
高温高压钻石的合成原理是将碳源置于高温高压环境中，而CVD则是通过化学气相沉积将碳沉积在衬底上。
合成钻石与鉴别方法
合成钻石与鉴别方法摘要：钻石是被人们所喜爱的东西，被称为宝石之王，一直以来被人们作为财富和爱情的象征，同时因为钻石资源有限，出现了供不应求的情况。
为了满足市场需求，人们便发明了合成钻石。
本文主要对合成钻石的方法以及合成钻石的鉴别方法进行探讨。
关键词：合成钻石；鉴别方法钻石在现代的科技和工业领域被普遍使用到，初期进行钻石合成因为成本高、颗粒小等原因，一直没有非常高的商业价值。
但是，在合成技术不断的发展提高下，当前的市场上已经出现了一些比较不错的合成钻石品牌。
这也引起钻石行业对合成钻石的重视。
天然钻石和合成钻石都是有碳原子组成的，晶体排列顺序也是相同的，这些特性导致合成钻石和天然钻石非常不容易被区分，所以，如何可以对合成钻石和天然钻石进行区分，是当前宝石鉴定工作人员的重要研究课题。
1 合成钻石的发展史在18世纪，人们经过研究证明钻石是由碳原子构成的，至此，便开始了合成钻石的研究，经过长达一个多世纪的研究，终于在瑞典的实验室中，诞生了第一块合成钻石。
接着，1959年，人工钻石已经开始商业化生产。
目前，中国、俄罗斯、日本等国家都拥有了合成钻石的技术。
直至80年代，发明了化学气相沉积发进行钻石合成，使用此方法合成出来的钻石被称作最洁净的钻石。
直至近代，我国科学家通过使用二氧化碳作为碳源，研究出了大颗粒的纯净钻石，首次实现了二氧化碳和金刚石的转化。
在世界上引起了非常大的轰动。
在科学技术不断的发展下，市场上出现了越来越多的合成钻石，如何更加准确的对自然钻石和合成钻石进行鉴别，是宝石鉴定工作人员的必备技能。
2 钻石的合成技术石墨、钻石等都是有碳原子构成的，通过模仿天然钻石的形成条件，把碳原子通过特定的环境条件进行转化，从而得到合成钻石。
理论上来说，任何形式的碳原子都可以转变成钻石，但是经过试验证明，不同类型的碳元素所形成的钻石质量、大小、数量是各部相同的。
因为石墨转变成钻石所需的自由能最小，所以，石墨是合成钻石的重要材料之一。
CVD钻石合成原理及识别特征
CVD钻石CVD合成钻石合成原理及识别特征(一)宝石级合成钻石的主要识别特征1、结晶习性：合成钻石常常为立方体、八面体，及二者的聚形，而天然钻石最常见的形态是八面体、菱形十二面体或二者的聚形或三角薄片双晶。
2、晶面纹理：合成钻石可显示树枝状、漏砂状或交切状纹理，接种面上粗糙不平。
天然钻石常见三角凹痕。
3、种晶：存在种晶和种晶幻影区。
4、钻石类型：合成钻石为Ib型或者II 型，Ib型经高温处理后可成为Ib和IaAB的混合型。
5、包裹体：针状、片状、针点状的金属包裹体，大量的金属包裹体使得合成钻石具有明显的有磁性，甚至会导电。
6、吸收光谱：合成钻石无415nm吸收线，D.Beers钻石贸易公司(DTC)推出的钻石光谱鉴定仪(DIAMONDSURE，就是通过检测415nm吸收线是否存在来区分天然与合成钻石。
7、紫外荧光：合成钻石的长波紫外荧光弱于短波，而天然钻石的正好相反。
8、荧光分带图案：合成钻石在超短波紫外线下有特征的分带现象，称为“马尔他十字分带”现象。
天然钻石则显示年轮状荧光分布。
钻石荧光图案鉴定仪(DIAMONDVIEW)是专门用于检测钻石荧光图案特征的仪器。
9、阴极发光：与紫外下荧光分带特征相似。
（二）化学气相沉淀法(CVD)合成钻石这种方法是用微波加热、放电等方法激活碳基气体(如甲烷)，使之离解出碳原子和氢原子(或甲基CH3和氢原子)，游离的碳原子形成钻石。
合成的条件是：温度800～1000℃，约0.1个大气压的CH4+H2混合气体，过高的H2分压易形成石墨，衬底用钻石晶体，起种晶的作用，生长速度0.01～1mm/h。
(三) CVD合成钻石的主要识别特征1、生长特征：具有生长层结构，如平行的异常消光纹。
2、钻石类型：CVD合成钻石为Ib型或者含极少孤N的IIa型。
3、红外光谱：在753，7354，6856，6425，5564，3323，3123cm-1处有与H有关的吸收峰，经HTHP处理可将其部分除去，只留下3107cm-1的H-C峰。
cvd培育钻石和天然钻石的区别？
cvd培育钻⽯和天然钻⽯的区别？1) 天然钻⽯当然是由⾦刚⽯加⼯成的名贵宝⽯，也是最有价值的。
cvd培育钻⽯可以理解为⼈⼯模拟钻⽯的⽣长环境制造出来的和天然钻⽯成份⼀样的钻⽯，也就是实验室钻⽯，权威鉴定所可以鉴定并区别出来，⽣产⽅式是cvd培育钻⽯和天然钻⽯的最⼤区别。
2) cvd培育钻⽯和天然钻⽯的区别就是⼀个是⾃然形成，⼀个是⼈为加⼯，但成份⼀样，都是纯碳结构，硬度也⼀样，据说还有其它的⼈造钻⽯⽐天然钻⽯更硬。
天然钻⽯的莫⽒硬度是10，是⾃然界最硬的物质。
3) 天然钻⽯和cvd培育钻⽯的价格区别，价格是价值的体现，天然钻⽯的价值⾃不⽤多说。
cvd培育钻⽯不了解的⼈可能觉得会很便宜，其实不然，cvd培育钻⽯的⽣产条件极其苛刻，所以⽣产出来的cvd培育钻⽯成本也是极⾼的，就算是现在条件相对成熟⼀点，⼀克拉cvd培育钻⽯也得⼏千⼈民币的价格，⽽天然钻⽯⼀克拉少则两三万，多则七⼋万，主要还得看钻⽯品质。
4）cvd培育钻⽯由于是⼈为加⼯，所以在净度和颜⾊上会⽐⼀般钻⽯更优质，这也是cvd培育钻⽯和纯天然钻⽯的区别。
颜⾊和净度是对钻⽯价格有很⼤影响的，天然形成的品质不能⼀概⽽论，有好的有次的。
cvd培育钻⽯的品质往往会更优质，cvd培育钻⽯切⼯出来的⽕彩也更是有过之⽽⽆不及。
5）cvd培育钻⽯可以加⼯出更多⼤颗粒钻⽯，⽽天然钻⽯⼤颗粒稀少昂贵。
cvd培育钻⽯加⼯⽅法主要有两种：⾼温⾼压法（HPHT钻）和化学⽓相沉积法（CVD钻）。
⾼温⾼压法以⽯墨或钻⽯粉作为制作cvd培育钻⽯的主要材料。
⾼温⾼压法适合⽤来⽣产⼩颗粒的钻⽯（不⾜1克拉），⽬前世界上流⾏的⾼温⾼压cvd培育钻⽯的设备主要有相⾯顶（belt，欧美国家主要流⾏）、六⾯顶（我国特有）和分割（bars splitsphere，俄罗斯）和改良的分割球（Gemesis公司）。
除了⼋⾯体表⾯，HPHTcvd培育钻⽯晶体通常还会显⽰⽴⽅体表⾯。
由于天然和 HPHTcvd培育钻⽯晶体的形状不同，它们的内部⽣长模式也⼤不相同。
CVD钻石新型CVD合成钻石的鉴别方法
CVD钻石新型CVD合成钻石的鉴别方法2012年2月后，国家珠宝玉石质量监督检验中心（后简称NGTC）在北京、深圳两地的实验室，陆续“侦破”一种新型CVD合成钻石样品。
据了解，目前该样品在肉眼下不能直接甄别，必须借助专业检测仪器，具有极大的迷惑性，不可小视！不过，消费者现在也不必过于担心，因为现在NGTC实验室，早已为准确筛查出CVD合成钻石，制定了一套非常严格的检测程序。
我们首先来了解一下什么是CVD合成钻石。
所谓CVD的英文全称是“Chemical Vapor Deposition”，俗称“化学气相沉积法”，是一种在高温低压条件下采用的合成方法。
CVD合成钻石是指采用化学气相沉积法人工合成的钻石。
这并不是一项新技术。
早在1952年，美国CVD 钻石公司就采用这项技术成功生长出钻石。
只是当时采用此法生长钻石的速度很慢，钻石品质不高，仅具有工业用途。
然而现在，这个技术得到了飞速发展，通过这一技术获得钻石的重量和体积在逐渐变大，质量也逐渐变好。
如何识别CVD合成钻石在实验室的常规检测步骤下，新型CVD合成钻石普遍具有以下几种特征：1.4C特征：克拉的重量较大，多数在50分左右。
切工普遍较好。
颜色接近无色，级别多为I~J色，而传统的高温高压合成的钻石（HPHT）,多数为黄色。
净度级别为VS级，内部可见不具备金属光泽的黑色包体，与天然钻石中的包体极为相似，在肉眼或显微镜下很难与天然钻石进行区分。
2.紫外荧光：天然钻石可能有荧光，也可能没有荧光。
而CVD合成钻石都有特殊荧光。
在长波紫外荧光灯下无荧光，在短波紫外荧光灯下具有较难观察到的弱或极弱的荧光，无磷光。
这一特点与天然钻石恰好相反。
3 .钻石确认仪（Diamondsure）：检测后，建议进一步检测（II型）4.钻石观察仪（Diamondview）：检测后，可见蓝绿色荧光以及蓝色磷光，具有CVD合成钻石的特征生长纹理。
5.红外光谱仪检测：为IIa型，不含氮。
鉴别CVD合成钻石与天然钻石的方法
鉴别ＣＶＤ合成钻石与天然钻石的方法长期以来, 合成钻石或由于粒度小或由于成本昂贵, 一直未具有商业价值, 对合成钻石的鉴定研究也为人们所忽视。
自20 世纪90 年代以来, 伴着合成技术的不断改进和完善, 合成钻石及经人工处理改色的钻石已成为商业现实。
这给钻石的鉴定又提出了新的课题与挑战。
合成钻石合成钻石是在高温高压下快速生长形成的, 它与自然钻石的形成条件不同, 因此,在某些宝石学特征方面与自然钻石也存在着差异, 这是鉴定合成钻石的基础。
从目前的研究成果来看, 区别自然钻石和合成钻石主要有以下几个方面:一、颜色合成钻石的颜色可以是近无色、浅黄色、黄色和蓝色, 几乎包含自然钻石的所有颜色。
但细心观察颜色的细微变化, 也可得到某些有用的鉴别依据。
大部分的合成黄色钻石为高饱和度, 比自然黄色钻石颜色艳丽并带有棕色, 而自然黄色钻石颜色柔和纯正。
近于无色的合成钻石总带有浅灰、浅蓝、微黄、黄绿色调。
二、晶体形态自然钻石的晶形常为八面体、菱形十二面体的单形、聚形或不规则( 尤其是蓝钻)形态。
由于熔蚀作用常使晶面、晶棱弯曲, 晶角钝化, 呈浑圆状外观, 且晶面上常有与生长结构有关的三角形、四边形、网格状、锥形等蚀像。
合成钻石的晶体基本为八面体、立方体组成的聚形, 并在少量的晶体上出现晶面发育不全的菱形十二面体、四角三八面体等单形。
合成钻石,的晶体中总能找到自然钻石中很少出现的立方体面, 且晶面平坦, 晶棱锐利, 晶角尖锐。
晶面上具有与自然钻石晶体表面特征完全不同的枝叶脉状、树枝状或其它不规则状的表面形貌特征。
三、内部特征1. 包裹体在宝石显微镜下, 细心地观察钻石内部的包裹体, 有时能准确、快速地鉴别出合成钻石与自然钻石,。
如果钻石中能见到一些透明的有色或无色的矿物包裹体, 如石榴子石、透辉石、顽火辉石或钻石等, 则表明为自然钻石。
若在其内部发现有一些不透明的, 且在反射光下呈金黄色、银白色、黑色具金属光泽, 外观呈浑圆状、棒状、板状、针状及各种不规则状或少量的结晶状, 并显示有磁性的合金包裹体 , 则表明为合成钻石。
CVD钻石合成原理及识别特征
CVD钻石合成原理及识别特征一、CVD钻石合成原理CVD（Chemical Vapor Deposition）是一种利用气相化学反应合成钻石的方法。
其基本原理是在一定的条件下，将含有碳源气体的化学混合物通过化学反应沉积在基底上，形成纯净的钻石膜。
1.准备反应气体：通常会选择含有高浓度甲烷(CH4)的混合气体，甲烷是一种碳源气体，也是形成钻石晶体的原料。
2.反应室：将经过预处理的基底置于反应室中，反应室一般为高温高压容器，能提供合适的反应条件。
3.流程控制：控制反应室中气体的流量和压力，使其能够在一定的条件下反应，生成钻石晶体。
4.化学反应：甲烷气体在高温高压条件下分解，释放出碳原子。
这些碳原子在表面上凝聚并结晶，形成钻石晶体。
5.结晶与沉积：经过一段时间的化学反应过程，钻石晶体会逐渐生长并沉积在基底上，形成钻石膜。
6.后处理：对合成的钻石膜进行冷却和处理，使其能够达到合适的质量和性能。
二、CVD钻石的识别特征1.形状和颜色：CVD钻石通常具有规则的形状，例如六角形或正方形。
而天然钻石则可能具有各种形状，例如圆形、梨形、心形等。
此外，CVD钻石的颜色往往比较饱满且均匀，而天然钻石的颜色常常存在一些细微的色差。
2.外观特征：CVD钻石表面常常呈现出一种均匀的斑纹状或镜面光泽。
而天然钻石通常具有不规则的表面纹理和花纹。
3.内包体：CVD钻石一般不包含与天然钻石相同类型和形态的内部包裹体。
内部包裹体是天然钻石形成过程中的痕迹，例如云雾状体、纤维状体和金红石包裹体等。
4.物理特性：CVD钻石的物理特性也与天然钻石存在一些差异。
例如，CVD钻石的相对密度通常较低，硬度可能较弱。
此外，CVD钻石的热导率和电导率可能与天然钻石不同。
5.光学特性：CVD钻石在透光性和折射率方面可能与天然钻石存在一些差异。
CVD钻石的折射率可能较高，使得其独特的折射效果和光线反射。
综上所述，CVD钻石的合成原理是利用气相化学反应生成纯净的钻石晶体。
“种”出美丽的钻石
“种”出美丽的钻石钻石是一种非常珍贵、稀有的宝石，而“种”出美丽的钻石则是一门独特的技术与艺术的结合。
今天，我将为大家介绍一下“种”出美丽钻石的过程。
我们需要了解一下“种”出钻石的基本原理。
所谓“种”出钻石，是指通过人工的方式在实验室中复制天然形成的钻石。
这一技术被称为化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，CVD）。
简单来说，就是将含有碳元素的气体（通常是甲烷）注入到高温高压的反应室中，在特定的温度、压力和沉积速率条件下，通过化学反应使碳元素沉积在钻石的种子上，并逐渐形成大颗粒的钻石。
在进行化学气相沉积时，我们需要先准备好一颗适合的钻石种子。
这个种子通常是一个小小的切割片，可以是天然的钻石，也可以是以前生长出来的人工钻石。
然后，将种子放入反应室中，开始注入甲烷气体。
经过一段时间后，就可以观察到钻石的形成。
在钻石形成过程中，温度和压力是两个非常重要的因素。
通常情况下，反应室的温度会控制在800到1000摄氏度之间，压力在50到100千帕之间。
还需要调节甲烷气体的流量和沉积速率，以控制钻石的质量和形状。
在钻石形成的过程中，种子上会逐渐沉积出一层一层的碳元素，最终形成完整的钻石晶体。
整个过程通常需要几周的时间，取决于所需钻石的尺寸和质量。
经过精心调节和控制，我们就可以“种”出一颗完美的钻石。
与天然钻石相比，人工钻石的优点是可以根据需要生长出不同形状和尺寸的钻石，而且还可以选择需要的颜色和纯度。
而且，由于是人工控制的过程，所以人工钻石的质量通常比天然钻石更加均匀和纯净。
人工钻石与天然钻石之间还是有一些细微的差别。
对于专业人士来说，他们可以通过一系列的测试方法来鉴别钻石的真伪和质量。
但对于普通消费者来说，人工钻石已经成为了一种不错的选择，既能满足自己的需求，又能降低成本。
“种”出美丽的钻石是一项非常有意义的技术和创造过程。
通过人工的方式，我们可以随时随地生长出自己心目中理想的钻石，无论是用于珠宝制作还是科学研究，都起到了非常重要的作用。
人造钻石是如何制造的？
人造钻石是如何制造的？人造钻石是近几十年来兴起的新型合成材料，在一定程度上取代了天然钻石的角色。
那么如何制造出人造钻石呢？可以概括为以下几项：（一）深层温压处理人造钻石最大notable的特色就是以温压来合成，通常使用钨素和含碳元素进行高温压处理，一般可以在温度超过1300度，压力超过50万大气压环境下，将原材料合成为人造钻石。
（二）CVD合成方式CVD（Chemical Vapor Deposition）合成技术也是人造钻石制造中常用的方式之一。
通过将汽油分解合成，在低温低压的环境中沉积形成人造钻石，温度一般为500-650度，气压一般只有大气压的百万分之一、千万分之一。
（三）电子束处理技术通过对原材料进行电子束处理，即将高能量电子束照射到原料表面，使原料表面熔融而形成表面釉，随后再在其表面形成人造钻石。
电子束处理集蒸镀和共沉淀两种方式于一体，可以制造出高质量的人造钻石。
（四）切割精加工切割是将完成形状的人造钻石加工成正确大小、角度、形状的过程，在切割过程中，下刀的角度必须严格按照最佳的切削参数，以免影响完工品质。
当人造钻石切削完成后，要进行全面检查，以确保质量。
（五）打磨、抛光最后是精细打磨和抛光，使人造钻石面光亮细腻，以发挥材料自身的光泽性，提高完美度。
打磨和抛光是人造钻石制造技术中最重要的环节，也是提高人造钻石价值的重要环节。
它不仅可以改变材料的外观，更可以改变表面性质，使尖锐的利齿圆滑，使人造钻石的打散能力增强，减少损失。
以上便是目前人造钻石制造技术中常用的几项关键流程，通过对这些步骤的正确掌控，在一定程度上来讲可以有效提升制造出来的人造钻石质量。
震惊！德国制造出155克拉世界最大合成钻石
震惊！德国制造出155克拉世界最大合成钻石小编：珠铭睿为了满足工业生产和首饰消费的需求，合成钻石应运而生。
其中，化学气相沉积法（CVD）合成钻石生长速度快，成本相对低，并且与天然钻石最为相似，应用前景广阔，是当前宝石学研究的热点之一。
2016年9月，GIA发布了一颗5.19ct，具有具有J色和VS2净度的CVD合成钻石的检测报告，并将其作为CVD合成钻石技术的一个里程碑。
打开应用保存高清大图GIA迄今检测的最大CVD合成钻石（10.04 × 9.44 × 6.18 mm，5.19ct）图片来源：Johnny Leung，T ony Leung令人意想不到的是，近日，德国奥格斯堡大学的研究人员宣布通过化学气相沉积法合成出了155克拉的钻石。
这项研究始于1991年，已经耗时26年。
打开应用保存高清大图奥格斯堡大学物理研究所物理学家马蒂亚斯·施雷克手拿155克拉的合成钻石图片来源：CNTV1.化学气相沉积法（CVD）的发展合成钻石是指用人工方法得到的，与天然钻石有着相同的化学成分和晶体结构的合成材料。
19世纪的科学家就采用将碳溶于溶剂中使之析出晶体的方法制造钻石，并将温度、压力与钻石的合成联系起来。
1952年，美国的William Eversole首次获得CVD合成钻石，即在钻石衬底上生长新钻石。
早期的CVD合成钻石同样生长缓慢，效率低下。
直到上个世纪80年代，CVD技术取得关键进展，才实现了商业化生产。
2009-2013年间，多数CVD合成钻石在0.25-0.50ct范围内。
过去几年中，突飞猛进的技术催生了更多高品质、大克拉数的合成钻石。
打开应用保存高清大图板状CVD合成钻石图片来源：Elementsix2.CVD合成钻石的原理CVD合成方法是指在低于一个大气压和700-1300℃温度下，在真空室中释放甲烷和氢气的混合物，实现碳原子在基底或种晶上的化学气相沉积。
这枚155克拉的CVD合成钻石就是在大约十分之一大气压力下被生产出的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CVD钻石
CVD合成钻石合成原理及识别特征
一、合成钻石的历史和现状
早在18世纪人们就开始了合成钻石的探索，但直到20世纪，由于热力学及高温高压技术的发展，才使钻石的合成得以实现。
1953年瑞士工程公司(ASEA)使用压力球装置首次成功地合成出了40粒小颗的钻石，美国通用电气公司(GE)也于1955年采用压带装置合成出了小颗粒的钻石。
此后，工业级钻石的合成技术得到广泛应用，目前几乎三分之二的工业用钻已由合成钻石替代了。
但直到1970年宝石级大颗粒的钻石才由美国通用电气公司合成成功。
经过近三十年的努力，目前已能获得十几克拉大的晶体，但宝石级钻石合成的成本仍然很高，不能进行大批量的生产。
2000年可切磨的合成钻石只有3500ct，仅占当年天然宝石级钻石产量的0.01%。
到二十世纪九十年代，采用化学气相沉淀法(CVD)合成钻石薄膜，在固相基片上沉积形成金刚石多晶质薄膜，作为工业用途。
2003年，美国CVD钻石公司合成出达到宝石级单晶，并开始商业性生产。
最近，美国华盛顿地球物理实验室实现100μm/h的CVD合成钻石的速度，通过化学气体沉淀，高压高温热，化学蒸镀法,www.cvd.hk,,带腰码,生产出了10ct、半英寸厚的单晶钻石。
为了进一步加大合成钻石晶体的尺寸，采用CVD顺序地在钻石基片的6个面上生长的方法，有可能实现英寸级(约300ct)无色钻石单晶的三维生长。
人们还发现，高压高温热处理能改善CVD合成钻石的颜色、提高合成钻石的硬度。
二、高温高压种晶触媒法合成钻石
(一)合成钻石的原理
钻石和石墨是碳的两种同质多像的变体。
根据钻石-石墨的相平衡图可知，在常温常压下石墨是碳的稳定结晶形式，钻石只有在高温高压下才是最稳定的，
在高温高压(相图中钻石稳定区的条件)下，石墨的中的碳原子会重新按钻石的结构排列，而形成钻石。
合成钻石的方法主要分静压法、动压法和低压法(即在亚稳定区内生长钻石的方法)。
合成工业用钻石主要采用静压法中的静压触媒法，通过液压机产生(4500～9000)X109Pa的压力，以电流加热到1000～2000℃的高温，利用金属触媒实现石墨向钻石的转化。
宝石级合成钻石也是采用的静压法，但加入了种晶，所以又称为晶种触媒法。
金属触媒的主要作用是降低石墨向钻石转化的温度和压力条件，提高转化率。
同时，金属触媒可以作为碳的溶剂。
在适当的温度压力条件下，石墨和钻石都可以溶于触媒中，并且，石墨的溶解度大于钻石，当压力升高时，二者的差异也增大。
因此，当石墨在金属触媒中溶解达到饱和时，对钻石而言就已经达到过饱和了，此时，钻石容易从触媒中结晶出来。
在合成过程中对温度、压力的控制较复杂，晶体生长的时间较长，所以成本比合成工业钻砂高得多。
(二)合成钻石的晶形、颜色及类型的控制
1、晶形：合成钻石晶体形态主要为立方体与八面体的聚形。
合成时的温度对形态有一定的影响。
温度较低(1300℃)时以立方体为主，温度较高(1600℃)
时以八面体为主。
2、颜色和类型
合成钻石的颜色和类型也可以控制。
因为生长舱内充满了空气，空气中含有氮，所以大多数合成钻石都是含孤氮的Ib型钻石。
这种钻石多为黄到褐色。
如果在反应舱内放一些氮的吸收剂，如锆或铝，则可以获得无色的不含氮的Ⅱa型钻石。
如果同时再加入一些硼，则可合成出含硼的蓝色Ⅱb型钻石。