人工培育钻石的过程可以概括为以下几个步骤:
准备种子
使用天然钻石作为种子,并将其放入培育仓内。这个种子起到了引导的作用,使得新生成的钻石能够以同样的结构形态生长。
创造高温高压环境
在培养仓里,温度和压强迅速升高,达到地底深处过百公里处的高温高压环境。这样的环境能够促使原料中的碳原子重新排列,形成钻石晶体的结构。
添加含碳养料
将碳源如石墨或甲烷加入到培养仓内,在高温高压环境和特殊处理下,原料中的碳原子间的化学键将断裂,成为游离的碳原子。这些游离的碳原子会被附近的碳原子结构所吸引,逐渐附着在钻石种子上面,与种子上的碳原子结合,形成新的化学键,使种子逐步长大。
培育方法
人工培育钻石的方式主要有两种:CVD(化学气相沉积法)和HPHT(高温高压法)。
CVD法:通过化学气相沉积法培育出的钻石通常具有更高的透明度,并且几乎没有微小的暗色内含物。
HPHT法:这种方法使用煤、焦炭、石墨、石蜡、糖等材料,在高温高压下进行化学反应,生成晶体原料,再通过气相沉积法使晶体原料逐渐长成钻石的形状。
通过以上步骤和技术的应用,人工培育钻石已经成为可能,并且这种方法培育出的钻石在物理和化学性质上与天然钻石几乎一致。