合成鑽石

學科：其他實用礦物與岩石

詞目：合成鑽石

英文：synthetic diamond

釋文：用人工方法制成的寶石級金剛石。是用石墨或金剛石粉，或石墨與金剛石粉的混合物為碳源，將它們溶解在鐵鎳合金觸媒中，借高温超高壓反應腔温度梯度的作用使觸媒中溶解的碳進入高壓腔，在温度較低的金剛石種晶上沉澱而長大的寶石級金剛石。已合成有無色、黃色、綠色及藍色品種，大多數為黃色。晶體可由八面體、立方體、菱形十二面體、四角三八面體組成聚形，晶面可見特異的螺旋生長紋或樹枝狀紋，內部可見平行晶稜或上述單形的生長紋或生長錐，甚至可呈現相應的色帶或色區，以及沿層生長定向分佈的或不均勻分佈的鐵鎳合金觸媒的細小包裹體。這些黃色、綠色合成鑽石，在短波紫外線下可能發出明顯的黃色熒光，黃色品種更可能有磷光。已知尺寸最大的單晶重達11.14克拉，為淺黃色八面體歪晶。

HPHT培育鑽石是指通過高温高壓法，模仿天然鑽石的生長過程，將鑽石種子放置在指定的高壓力、高温度培育空間內，之後再將純碳材料，例如石墨等，來熔化分解碳原子。藉助其他金屬助熔劑來降低鑽石生長所需要的條件，從而碳材料會藉助熔劑向鑽石種子移動並結晶，形成鑽石晶體。 ^[1] 

化學氣相蒸鍍乃使用一種或多種氣體，在一加熱的固體基材上發生化學反應，並鍍上一層固態薄膜。所謂CVD（Chemical Vapor Deposition化學氣相沉澱）鑽石是以一塊天然鑽裸石為母石，利用高純度甲烷、加上氫、氮等氣體輔助，在微波爐中以高壓方式，讓甲烷中與鑽石一樣的碳分子不斷累積到鑽石原石上，經過一層層增生，可形成大至10克拉之透明鑽石。為使CVD的鑽石生長順利，碳源常用已具鑽石結構的甲烷。甲烷可視為以氫壓出的單原子鑽石。這種「長大」的鑽石，品質與天然鑽石几無二致，肉眼難辨。目前這種CVD合成鑽石可以通過觀察其在短波紫外線下的磷光表現，與天然鑽石區分，進行簡單的初步篩選。