昨天夜裡，一則新聞刷爆了珠寶同行的朋友圈：戴比爾斯集團宣佈推出一家名為Lightbox Jewelry的新公司，該公司將於今年9月份開始銷售合成鑽石（實驗室生長的鑽石）首飾，為消費者提供比現更便宜的高品質合成鑽石。合成鑽石價格為0.25ct的鑽石200美元（約1400元人民幣），1.00ct的800美元（約5600人民幣），並且這些合成鑽石包括藍色、粉色的彩色鑽石……
戴比爾斯公司文件原文
New York Times報道
小編看到這則消息，立馬有一種合成鑽石將要崛起的感覺。無論對於消費者，還是鑑定人員、珠寶商人以及生產商，合成鑽石的登陸將引起一場巨大的市場變革。接下來我們來聊聊合成鑽石的那些事兒。
鑽石的來歷
目前，市場上的鑽石可分為真鑽石和仿（假）鑽石，其中真鑽石包括天然鑽石與合成鑽石；仿鑽石包括合成立方氧化鋯（蘇聯鑽）與碳化硅（莫桑石）。
天然鑽石在地球內特定的溫度、特定的壓力以及一定含量及比率的鐵族元素和石墨或碳，才會生成鑽石，再剛好有火山爆發，才能將鑽石帶到地表，只有古老的克拉通地層才有鑽石生成。地球漫長的地質年代中，最後一次帶有鑽石的火山爆發在四千萬年前。絕大多數的火山爆發沒有帶鑽石上來。隨著人類的科技進步，全地球陸地上的鑽石礦幾乎都被找到（南極洲尚未探測），海底地層因為地殼太薄，不會生成鑽石。
地球上鑽石的總儲量約為二十多億克拉，其中1/5左右為寶石級，現在每年的開採量約1億克拉，所以在幾十年後天然鑽石將被開採殆盡。因此，合成鑽石的出現即順應形勢。
合成鑽石的方法
現今合成鑽石的方法有兩種：高溫高壓合成法（HPHT）和化學氣相沉澱法（CVD）。
HPHT法合成鑽石，顧名思義，即模擬地球深部的鑽石生長的環境，在特定的高溫和特定的高壓下合成出鑽石的方法。這種方法所用的儀器有三種，兩面頂（Belt Apparatus）、分離球式（BARS）和六面頂（Cubic Presser）。
HPHT法合成鑽石的六面頂儀器
六面頂內部結構
Gemsis HPHT黃色合成鑽石
俄羅斯2015年5月公佈10.02 E/VS1克拉HPHT無色合成鑽石
合成鑽石
合成鑽石的種晶板
碳氫化合物如甲烷在氣態條件下受等離子體的高能解離，生成原子層級的碳離子沉積在加熱的固態基體表面，進而製得多晶或單晶鑽石的工藝技術，稱為化學氣相沉積法合成鑽石（CVD）。
CVD法生長多晶金剛石膜在1980年代中期問世，單晶CVD金剛石在1990年代末開始有人研發，至2000年代初由元素六、卡耐基、阿波羅等公司生長成功，但未能形成市場銷售。2012年初由新加坡的IIa公司將微波等離子體化學氣相沉積法生長出的無色高品質，從小鑽到克拉級的首飾鑽石商品化，其售價較同級天然鑽石低1/3至1/2，對天然鑽石市場引起了震撼。實際上，單晶首飾鑽石只是CVD功能的一小部分，大面積6-8英寸直徑的多晶金剛石膜在聲、化、光、熱、電方面，有更多、更重要的用途。這種方法所用的反應爐有三種：熱絲（Hot Filament）、直流電弧噴射（DC Arc Jet）、微波等離子（Microwave Plasma）。
Microwave Plasma
DC ARC JET CVD爐
DC ARC JET CVD爐
DC ARC JET合成的鑽石
CVD合成鑽石
鑽石培育流程過程
合成鑽石的鑑定
1. 顯微鏡放大觀察
包裹體：（1）裂紋：羽裂紋表面呈縐折狀；（2）黑點：碳或石墨點表面呈棉花球狀；（3）近表面黑點群：CVD原石表面的黑色多晶雜質點群未切乾淨，留在成品鑽石近表面處。
合成鑽表面的羽裂紋
內部黑點
CVD合成鑽石近表面黑點
1. 紫外-可見-近紅外光譜
利用UV-Vis-NIR光譜中N3色心415nm吸收峰作為鑑別特徵，可以將天然鑽石中佔98%的Ia型鑽石先確定，將其餘2%沒有415nm峰的鑽石過濾出來，作進一步檢測。DiamondSure及其他多種儀器即利用此原理。
不同公司合成鑽石的光譜特徵
3. 正交偏光圖像
CVD鑽石的生長原理是一顆顆具有4個空鍵的碳原子，連續由上而下沉積在鑽石晶種片上。所以CVD鑽石是在真空下，由下而上平行柱狀生長的，在柱與柱之間充滿了應力，正交偏光下可以看到整個鑽石內部佈滿了柱狀生長結構。
4. 陰極放光圖像
CVD鑽石生長後未經HPHT處理，陰級發光圖相的顏色為橘至紫色，HPHT處理程度的加深，顏色轉為綠、藍。絕大多數天然鑽石顯出藍色，故陰級發光圖相不適合用來鑑別CVD鑽石。
（1） DiamondView
戴比爾斯推出的DiamondView是用230nm短波紫外光照射在鑽石表面，激發出鑽石表面因成分、生長結構不同而產生表面的不同顏色圖案及生長結構紋理，有馬耳他十字或方形生長紋理，即為HPHT合成鑽石的鑑定特徵。如果有貝殼狀、平行柱狀紋路，即為CVD合成鑽石的鑑定特徵，天然鑽石的紋理是億萬年不斷溶蝕、生長較不規則的圖案。
（2） DiamondPlus
光致發光譜PL Spectrum，液氮低溫下測試。737nm 峰, 由Si-V 色心產生，Gemesis (IIa Company) 生產之CVD鑽石有737峰，Apollo 及Element 6生產之CVD鑽石沒有737峰。
5. 合成鑽石常用快速檢測儀器原理
（1）N3色心415nm,天然鑽石片晶氮IaB型。天然鑽石98%有415nm吸收峰。
（2）深紫外光穿透量。所有無色鑽石均判為合成；所有近無色鑽石均判為天然。
（3）含硼發出磷光。HPHT生長時的原料石墨均含有微量的硼而發出磷光。
鑽石快速檢測所使用的儀器
合成鑽石的市場近況
（1） 多年以來，市場上有黃色及各種彩色HPHT合成鑽石銷售，因為是彩色，所以市場接受度不高。
（2） 1998年俄羅斯生長成功無色合成鑽石，但因淨度不好且價格高，市場亦無法正式銷售，冒充天然鑽石銷售。
（3） 美國Gemsis公司經過十餘年的努力，做出極好品質的黃鑽，但市場不接受而於2011年倒閉。
（4） 2012年起，新加坡IIa公司CVD無色合成鑽石開始在美國上市，引起珠寶市場的關注，少量混入天然鑽石，有中、大尺寸近無色的人造鑽石被當做天然鑽石銷售。
（5） 高溫高壓溫差晶種法生長的0.03克拉以下無色小鑽於2014年中上市，品質及價格符合於市場需求，絕大部分混在天然小鑽以稍低於天然小鑽10-20%的價格大量供應市場。
（6） 2015年秋天磷光檢測HPHT生長鑽石研發成功，無法混入天然鑽石一起銷售，市場停滯，但價格已降到天然鑽石的一半，等待市場的成熟後即可大量銷售。
合成鑽石的正式登陸，說明合成鑽石的品質越來越高，產能巨大，由戴比爾斯這樣的鑽石巨頭介入，引領合成鑽石市場，一定是一場巨大的市場變革和突破！一方面合成鑽石的低價格滿足了廣大年輕一代的消費需求，身邊的你我他都應該可以買到一兩卡，甚至是五六卡的鑽石，另一方面，合成鑽石也會對天然鑽石的鑑定工作帶來挑戰，由此鑑定鑽石費用的提升也會影響到鑽石的價格，另外，若其產量減少一定也會引起天然鑽石價格的大幅度提升。彭博財經的專欄評論：戴比爾斯永遠在追求利益最大化，此事證明合成鑽石的正式登陸，兩級分化市場即將來臨。
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