合成鑽石

學科：其他實用礦物與岩石

詞目：合成鑽石

英文：synthetic diamond

釋文：用人工方法製成的寶石級金剛石。是用石墨或金剛石粉，或石墨與金剛石粉的混合物為碳源，將它們溶解在鐵鎳合金觸媒中，借高溫超高壓反應腔溫度梯度的作用使觸媒中溶解的碳進入高壓腔，在溫度較低的金剛石種晶上沉澱而長大的寶石級金剛石。已合成有無色、黃色、綠色及藍色品種，大多數為黃色。晶體可由八面體、立方體、菱形十二面體、四角三八面體組成聚形，晶面可見特異的螺旋生長紋或樹枝狀紋，內部可見平行晶棱或上述單形的生長紋或生長錐，甚至可呈現相應的色帶或色區，以及沿層生長定向分佈的或不均勻分佈的鐵鎳合金觸媒的細小包裹體。這些黃色、綠色合成鑽石，在短波紫外線下可能發出明顯的黃色熒光，黃色品種更可能有磷光。已知尺寸最大的單晶重達11.14克拉，為淺黃色八面體歪晶。

HPHT是高溫高壓處理的簡稱，其目的是改變或改善某些特定種類鑽石的天然體色，使其呈現更有價值的顏色。

過去稱Pegasus鑽石、GE POL鑽石。之所以稱為GE鑽石，是因為　美國GE公司研發出來的技術，由以色列LKI子公司POL公司在1999年獨家銷售的新產品。

HPHT技術是將天然鑽石經高溫、高壓處理，以提升鑽石的顏色等級。一搬來說，可升級至4-6個等級。不過不是每顆鑽石都能接受該技術處理，必須要有J色以上，且不含雜質、高凈度的質量。在處理時，無法預測其結果。也就是說，不能確定可以提升到什麼等級。

同時，經過HPHT處理的鑽石也有可能顏色加深或改變，成為彩鑽級別。

紅、藍寶石改善技術由於天然紅、藍寶石資源的稀缺，目前已有多種改善處理新技術被應用於提高剛玉寶石的質量。這些處理技術主要包括：助熔劑熱處理法、表面擴散處理法、深層擴散處理法及最新的鉛玻璃充填法。

目前的助熔劑熱處理法就是加入硼砂或硅土等助熔劑來癒合裂隙或充填開放裂口及空洞，以此提高寶石的硬度。表面擴散熱處理法即往坩堝中添加致色化合物，將傳熱處理法不能處理的無色藍寶石改色為彩色藍寶石。鈦和鐵化合物通常被用來產出藍色藍寶石，而鉻化合物被用來處理紅寶石。這些過渡金屬元素僅能在很淺的深度上擴散進入寶石並致色，因此這種處理方法能夠很容易地通過浸油放大觀察等方法檢測出來。深層擴散處理法即將輕元素(如Be)由外部擴散至剛玉晶格中，Be元素已經被證明是作為黃色色心的穩定劑參與處理寶石的呈色機制。紅寶石的鉛玻璃充填法是最新的提高凈度的處理技術，已於2004年中期出現於寶石市場上。這種處理法包括以高折射率玻璃(如鉛玻璃或脫玻化玻璃)充填裂紋或開放裂隙，能很容易地被EDXRF(X射線衍射)檢測出來。

核輻射技術在寶石中的應用利用核輻射技術，對天然寶石進行改色處理，已是當今應用寶石材料學和應用物理學研究領域裡的前沿和熱門課題。主要包括粒子輻射寶石賦色法、γ射線輻射寶石賦色法和中子輻射寶石賦色法。目前涉及到輻射賦色的寶石品種主要有鑽石、藍寶石、綠柱石、黃玉、電器石、鋯石及養殖珍珠。

過去只有GE公司擁有此類技術，且處理方式被列為最高機密。然而隨著世界技術水平的增加，現在在世界各地都有一些公司或機構具備對鑽石進行高溫高壓處理的技術，成為威脅世界天然鑽石產業的新現象。

消費者甚至一些鑒定實驗室是無法分辨HPHT鑽石與天然鑽石間的差別。最簡單的方式是消費者在購買時一定要索取世界權威證書，IGI鑒定證書都會在證書上和鑽石腰部註明該鑽石顏色經過HPHT處理，所以消費者在閱讀證書時要留意該字樣。

消費者在購買鑽石時切忌貪圖便宜，一定要索取相關的權威證書

化學氣相蒸鍍乃使用一種或多種氣體，在一加熱的固體基材上發生化學反應，並鍍上一層固態薄膜。所謂CVD（Chemical Vapor Deposition化學氣相沉澱）鑽石是以一塊天然鑽裸石為母石，利用高純度甲烷、加上氫、氮等氣體輔助，在微波爐中以高壓方式，讓甲烷中與鑽石一樣的碳分子不斷累積到鑽石原石上，經過一層層增生，可形成大至10克拉之透明鑽石。為使CVD的鑽石生長順利，碳源常用已具鑽石結構的甲烷。甲烷可視為以氫壓出的單原子鑽石。這種「長大」的鑽石，品質與天然鑽石几無二致，肉眼難辨。目前這種CVD合成鑽石可以通過觀察其在短波紫外線下的磷光表現，與天然鑽石區分，進行簡單的初步篩選。