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培育钻石的两种主要培育方式

2022-12-08 21:17:05 1993

摘要:培育钻石是在实验室里模拟天然钻石的自然形成环境培育而成的合成钻石,以 HTHP 法 (高温高压)和 CVD 法(化学气相沉淀法)合成为主,又称生长钻石。高温高压法(HTHP):高温高压法,英文名称为 High Pressure High T...

培育钻石是在实验室里模拟天然钻石的自然形成环境培育而成的合成钻石,以 HTHP 法 (高温高压)和 CVD 法(化学气相沉淀法)合成为主,又称生长钻石。

高温高压法(HTHP):高温高压法,英文名称为 High Pressure High Temperature (HTHP),是指模拟天然金刚石的生长环境,以石墨、金刚石粉或石墨-金刚石粉为碳源,在高温高压、金属触媒等生长环境中形成的等轴晶系晶质体,简称为HTHP 培育钻石。以下是高温高压的生产流程:

在高温高压下,碳原子之间互相连接形成钻石晶体。HTHP 工艺可以改善品质较低的天然钻石和合成钻石的颜色和纯度,并可以将钻石颜色调成粉红色、蓝色或黄色等。

化学气相沉积法(CVD):化学气相沉积法,英文名称为 Chemical Vapor Deposition (CVD),是指将含碳元素的混合气体置于一定条件下,气体中的碳原子按金刚石的结构在预先放置在生长舱中的种晶上沉淀,不断长大后形成的等轴晶系晶质体,简称为 CVD 培育钻石。CVD 的培育首先将一个天然或培育钻石的籽晶片置于气体原料(主要 是氢气 H2 和甲烷 CH4)的环境中;在低压高温(压力小于 1Pa,温度 800~1000℃)的条件下,甲烷在高能微波或放电等方式的激发中分裂出一个个碳的等离子体,体到“种子钻石”上,籽晶片就会“一层一层”越长越大。

中国培育钻石 HTHP 法在全球占据垄断优势(占据全球 HTHP 法培育钻石产能 90%), CVD 技术已得到储备发展。

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