中科院種出鑽石是真的嗎 鑽石是怎麼種出來
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近日,中科院種出鑽石的新聞引起了很多的人的好奇心,種出的鑽石在硬度和純淨度都可以媲美天然鑽石,價格比天然鑽石更便宜,那麼,中科院種出鑽石是真的嗎?鑽石是怎麼種出來?下面本站小編來說說。
10月30日,根據央視財經的報道,中科院“種”出了鑽石,在實驗室環境下,一星期即可培育一顆1克拉的鑽石,其硬度和純淨度都可以媲美天然鑽石,價格卻只有天然鑽石的六分之一。
鑽石怎麼種?
專家介紹,培育鑽石的過程就像種糧食,需要“種子”與“養料”。一顆小小的天然鑽石就是“種子”。
據介紹,“種”鑽石的原料是天然鑽石的籽晶片和甲烷氣體,
首先要有一個天然鑽石的籽晶片,還需要用到甲烷氣體,甲烷在能量作用下,形成了一個碳的等離子體,這個等離子體就像灰塵一樣,在空氣中慢慢沉積到金剛石的籽晶片,一點一點沉積上去。
從甲烷氣體中分裂出的碳原子沉積在“種子鑽石”上,以每小時0.007毫米的速度“生長”,在實驗室環境下,一星期就可以“培育”一顆1克拉大小的鑽石。
它的硬度、純淨度都可以媲美天然鑽石,但價格卻只有天然鑽石的六分之一。
除了可以製成各類鑽石飾品外,這項技術還可用於製造激光、雷達等領域的精密儀器。採用這種新材料製造的手術刀,會更鋒利,使用壽命更長。
根據之前的報道,目前人造鑽石的市場僅佔全球140億美元粗鑽市場的1%,預計到2020年,這個數字將增長到7.5%。2018年的時候,全球最大的鑽石開採公司De Beers成立了Lightbox Jewelry實驗室,用來“培育”鑽石。他們以每克拉約800美元的價格出售給年輕消費者,這個價格是其他人造寶石的五分之一,天然寶石的十分之一。
在2300℃、15到18個大氣壓的高溫高壓環境下,在中心放一顆很小的天然鑽石作爲種子,在種鑽周圍是高溫金屬液體,在金屬溶液的上層是石墨,在這種環境下石墨中的碳原子會從金屬原子中列隊走向鑽石從而形成新的鑽石。這個俄羅斯的研究小組在冷戰結束後由於經費問題而使人造鑽石研究一度停止,後來隨着美國珠寶商的注資又重新恢復過來。
2005年美國的人造鑽石生產線的產能達到每小時5克拉。
近期,俄羅斯的科學家們已經研製出了直徑在3毫米左右與天然鑽石晶體結構完全一致的人工鑽石。相信隨着研究的深入,在不遠的將來就可以造出與天然鑽石一樣的人工鑽石。
瞭解了鑽石的形成過程,爲人工合成鑽石提供了途徑。
最初的合成方法,也是目前普遍使用的方法,是模仿天然鑽石在地球深處的形成條件,在實驗室中創造高溫高壓的環境來合成鑽石:高溫高壓下,石墨粉融於金屬熔劑中,碳原子向高壓艙較冷的一端擴散,最終在籽晶上結晶生長。20世紀50年代起,人們就將人造鑽石用於工業用途,1970年,通用電氣的研究員製成了第一顆非常小的寶石級合成鑽石,可以像寶石一樣進行刻面處理。
不過,傳統高壓高溫法合成的鑽石克拉數較小,而且金屬觸媒會在鑽石內留有殘渣,機器內極少量的氮元素還會混入鑽石中,讓鑽石呈現黃色,導致無法作爲首飾級鑽石。不過隨着高壓高溫合成工藝不斷改進,現在已經可以造出超過 30 克拉的無色鑽石。
而中國科學院寧波材料技術與工程研究所所掌握的鑽石合成技術,屬於市面上比較新穎的方法,能夠改善高壓高溫法合成鑽石帶來的缺陷。這種方法合成的鑽石能達到高級天然鑽石的顏色和純淨度,克拉數也更高。
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