昨天夜里，一则新闻刷爆了珠宝同行的朋友圈：戴比尔斯集团宣布推出一家名为Lightbox Jewelry的新公司，该公司将于今年9月份开始销售合成钻石（实验室生长的钻石）首饰，为消费者提供比现更便宜的高品质合成钻石。合成钻石价格为0.25ct的钻石200美元（约1400元人民币），1.00ct的800美元（约5600人民币），并且这些合成钻石包括蓝色、粉色的彩色钻石……
戴比尔斯公司文件原文
New York Times报道
小编看到这则消息，立马有一种合成钻石将要崛起的感觉。无论对于消费者，还是鉴定人员、珠宝商人以及生产商，合成钻石的登陆将引起一场巨大的市场变革。接下来我们来聊聊合成钻石的那些事儿。
钻石的来历
目前，市场上的钻石可分为真钻石和仿（假）钻石，其中真钻石包括天然钻石与合成钻石；仿钻石包括合成立方氧化锆（苏联钻）与碳化硅（莫桑石）。
天然钻石在地球内特定的温度、特定的压力以及一定含量及比率的铁族元素和石墨或碳，才会生成钻石，再刚好有火山爆发，才能将钻石带到地表，只有古老的克拉通地层才有钻石生成。地球漫长的地质年代中，最后一次带有钻石的火山爆发在四千万年前。绝大多数的火山爆发没有带钻石上来。随着人类的科技进步，全地球陆地上的钻石矿几乎都被找到（南极洲尚未探测），海底地层因为地壳太薄，不会生成钻石。
地球上钻石的总储量约为二十多亿克拉，其中1/5左右为宝石级，现在每年的开采量约1亿克拉，所以在几十年后天然钻石将被开采殆尽。因此，合成钻石的出现即顺应形势。
合成钻石的方法
现今合成钻石的方法有两种：高温高压合成法（HPHT）和化学气相沉淀法（CVD）。
HPHT法合成钻石，顾名思义，即模拟地球深部的钻石生长的环境，在特定的高温和特定的高压下合成出钻石的方法。这种方法所用的仪器有三种，两面顶（Belt Apparatus）、分离球式（BARS）和六面顶（Cubic Presser）。
HPHT法合成钻石的六面顶仪器
六面顶内部结构
Gemsis HPHT黄色合成钻石
俄罗斯2015年5月公布10.02 E/VS1克拉HPHT无色合成钻石
合成钻石
合成钻石的种晶板
碳氢化合物如甲烷在气态条件下受等离子体的高能解离，生成原子层级的碳离子沉积在加热的固态基体表面，进而制得多晶或单晶钻石的工艺技术，称为化学气相沉积法合成钻石（CVD）。
CVD法生长多晶金刚石膜在1980年代中期问世，单晶CVD金刚石在1990年代末开始有人研发，至2000年代初由元素六、卡耐基、阿波罗等公司生长成功，但未能形成市场销售。2012年初由新加坡的IIa公司将微波等离子体化学气相沉积法生长出的无色高品质，从小钻到克拉级的首饰钻石商品化，其售价较同级天然钻石低1/3至1/2，对天然钻石市场引起了震撼。实际上，单晶首饰钻石只是CVD功能的一小部分，大面积6-8英寸直径的多晶金刚石膜在声、化、光、热、电方面，有更多、更重要的用途。这种方法所用的反应炉有三种：热丝（Hot Filament）、直流电弧喷射（DC Arc Jet）、微波等离子（Microwave Plasma）。
Microwave Plasma
DC ARC JET CVD炉
DC ARC JET CVD炉
DC ARC JET合成的钻石
CVD合成钻石
钻石培育流程过程
合成钻石的鉴定
1. 显微镜放大观察
包裹体：（1）裂纹：羽裂纹表面呈绉折状；（2）黑点：碳或石墨点表面呈棉花球状；（3）近表面黑点群：CVD原石表面的黑色多晶杂质点群未切干净，留在成品钻石近表面处。
合成钻表面的羽裂纹
内部黑点
CVD合成钻石近表面黑点
1. 紫外-可见-近红外光谱
利用UV-Vis-NIR光谱中N3色心415nm吸收峰作为鉴别特征，可以将天然钻石中占98%的Ia型钻石先确定，将其余2%没有415nm峰的钻石过滤出来，作进一步检测。DiamondSure及其他多种仪器即利用此原理。
不同公司合成钻石的光谱特征
3. 正交偏光图像
CVD钻石的生长原理是一颗颗具有4个空键的碳原子，连续由上而下沉积在钻石晶种片上。所以CVD钻石是在真空下，由下而上平行柱状生长的，在柱与柱之间充满了应力，正交偏光下可以看到整个钻石内部布满了柱状生长结构。
4. 阴极放光图像
CVD钻石生长后未经HPHT处理，阴级发光图相的颜色为橘至紫色，HPHT处理程度的加深，颜色转为綠、蓝。绝大多数天然钻石显出蓝色，故阴级发光图相不適合用来鉴別CVD钻石。
（1） DiamondView
戴比尔斯推出的DiamondView是用230nm短波紫外光照射在钻石表面，激发出钻石表面因成分、生长结构不同而产生表面的不同颜色图案及生长结构纹理，有马耳他十字或方形生长纹理，即为HPHT合成钻石的鉴定特征。如果有贝壳状、平行柱状纹路，即为CVD合成钻石的鉴定特征，天然钻石的纹理是亿万年不断溶蚀、生长较不规则的图案。
（2） DiamondPlus
光致发光谱PL Spectrum，液氮低温下测试。737nm 峰, 由Si-V 色心产生，Gemesis (IIa Company) 生产之CVD钻石有737峰，Apollo 及Element 6生产之CVD钻石没有737峰。
5. 合成钻石常用快速检测仪器原理
（1）N3色心415nm,天然钻石片晶氮IaB型。天然钻石98%有415nm吸收峰。
（2）深紫外光穿透量。所有无色钻石均判为合成；所有近无色钻石均判为天然。
（3）含硼发出磷光。HPHT生长时的原料石墨均含有微量的硼而发出磷光。
钻石快速检测所使用的仪器
合成钻石的市场近况
（1） 多年以来，市场上有黄色及各种彩色HPHT合成钻石销售，因为是彩色，所以市场接受度不高。
（2） 1998年俄罗斯生长成功无色合成钻石，但因净度不好且价格高，市场亦无法正式销售，冒充天然钻石销售。
（3） 美国Gemsis公司经过十余年的努力，做出极好品质的黄钻，但市场不接受而于2011年倒闭。
（4） 2012年起，新加坡IIa公司CVD无色合成钻石开始在美国上市，引起珠宝市场的关注，少量混入天然钻石，有中、大尺寸近无色的人造钻石被当做天然钻石销售。
（5） 高温高压温差晶种法生长的0.03克拉以下无色小钻于2014年中上市，品质及价格符合于市场需求，绝大部分混在天然小钻以稍低于天然小钻10-20%的价格大量供应市场。
（6） 2015年秋天磷光检测HPHT生长钻石研发成功，无法混入天然钻石一起销售，市场停滞，但价格已降到天然钻石的一半，等待市场的成熟后即可大量销售。
合成钻石的正式登陆，说明合成钻石的品质越来越高，产能巨大，由戴比尔斯这样的钻石巨头介入，引领合成钻石市场，一定是一场巨大的市场变革和突破！一方面合成钻石的低价格满足了广大年轻一代的消费需求，身边的你我他都应该可以买到一两卡，甚至是五六卡的钻石，另一方面，合成钻石也会对天然钻石的鉴定工作带来挑战，由此鉴定钻石费用的提升也会影响到钻石的价格，另外，若其产量减少一定也会引起天然钻石价格的大幅度提升。彭博财经的专栏评论：戴比尔斯永远在追求利益最大化，此事证明合成钻石的正式登陆，两级分化市场即将来临。
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