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宝石级别的人工钻石生产成本比天然钻石还要高(一克拉钻石多少克)

时间:2022-01-10 19:34:41发布:老玛瑙 | 分类:钻石

钻石是宝石级的金刚石,是迄今为止人们发现的硬度最大的物质。化学成分为碳(C)单质。开采出来的金刚石平均只有约20%达到宝石级(钻石),其余80%只能用于工业。

宝石级别的人工钻石生产成本比天然钻石还要高(一克拉钻石多少克) 第1张

杂质元素决定了钻石的颜色

可以含微量杂质元素,其中最主要的是氮(N)和硼(B),并据此将其划分为Ⅰ型和Ⅱ型。

Ⅰ型含氮,天然钻石绝大多数属此型,钻石呈无色至黄色;

Ⅱ型基本上不含氮,其中Ⅱa型不含硼,钻石呈无色、棕色、粉红色,Ⅱb型含硼,钻石呈蓝色。天然钻石中属Ⅱ型者非常稀少。

在钻石的晶体结构中,碳原子彼此以牢固的共价键相结合,从而决定了它的巨大的硬度(莫氏硬度10)、金刚光泽、透明。

钻石具有高折射率(2.417)、高色散值(0.044),但要想显示出色泽缤纷、光彩夺目的火彩还必须经过精密的切割。最基本、也是最常见的钻石切磨形式(琢型)为圆多面形琢型。

宝石级别的人工钻石生产成本比天然钻石还要高(一克拉钻石多少克) 第2张

这种琢型可分为冠部、腰棱和亭部三大部分,共包括57(无底小面)或58(有底小面)个刻面。这种琢型能产生斑斓光彩的效果。因为当白光穿过棱镜时,由于组成白光的七色光的波长不同,在棱镜中传播速度不同,折射率各异,当它们穿出棱镜时,便显示出七彩光谱。

七彩光分开的程度与棱镜的材料的色散值有关,色散值愈大,分散愈开。钻石的色散值很高,而这种琢型的互不平行的各种刻面则起到了棱镜的作用,使钻石产生高亮度和火彩)。

宝石级别的人工钻石生产成本比天然钻石还要高(一克拉钻石多少克) 第3张

钻石高亮度和火彩的产生

琢型中各刻面间的角度和各部分的比例恰当才能获得最佳反射效果,不正确的切磨会使钻石产生漏光现象。

除圆多面形琢型外,还可以做成多种花式琢型。它们大致可以分为两类:一类为多面形琢型,如橄榄形、梨形、心形、椭圆形等,可以说是圆多面形的变形;另一类为阶梯状琢型,如祖母绿型、正方形及菱形、六边形等多种多边形轮廓的琢型。

宝石级别的人工钻石生产成本比天然钻石还要高(一克拉钻石多少克) 第4张

只要根据碳相图人为地创造相应的压力和温度条件,就能合成出钻石。1955年2月15日,美国以石墨为原料,在2 750℃和约1010帕的温、压条件下首次合成了金刚石。但是用高压高温法打造的钻石各方面品质与宝石级钻石相去甚远。

传统高压高温法是模拟了自然界的高温高压,但合成的钻石克拉数较小,而且金属触媒会在钻石内留有残渣,机器内极少量的氮元素还会混入钻石中,让钻石呈现黄色,根据钻石的 4C 标准,这种钻石通常处于中低端,一般只能作为工业用途,目前工业用钻石的98%来自人造钻石,主要用于机械加工和切割工具、导热、光学材料和电子产品。

化学气相沉淀法可以大幅改善这些缺陷。老技术主要靠“压”,新技术是让钻石自己“生长”出来——让特殊气体在特殊环境下分解出碳元素然后沉淀结晶。这种方法合成的钻石能达到高级天然钻石的颜色和纯净度。不过由于几乎所有人造钻石都是带颜色的,而且大多数粒径较小,如果要生成宝石级的大克拉钻石,成本要远高于开采天然钻石,所以目前宝石级钻石只有不到1%来自人造钻石,大多数市场仍然被天然钻石所占据。

宝石级别的人工钻石生产成本比天然钻石还要高(一克拉钻石多少克) 第5张

由于人造钻石的成分、结构与天然钻石完全相同。两者只能通过非常特殊的方式区分,比如在阴极发光仪下,前者的生长纹理呈几何状,而后者呈环带状。

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