很多朋友对金刚石的第一印象，便是所谓的人造钻石，天然钻石和人造钻石到底有什么差异？除了作为珠宝的不雅观赏代价之外，金刚石还有哪些我们意想不到的主要浸染？手机镶钻，在未来可能成为常态？
造就钻石和天然钻石有啥不一样？
郑州三磨所功能金刚石奇迹部卖力人吴晓磊先容，从材料角度而言，造就钻石和天然钻石没有任何差异，都是纯碳构成的晶体，物理、化学和光学性子都相同。其差异在于形成的过程不同。
天然钻石的成长环境常日为1100℃~1600℃、压力为5~8GPa，相称于在150~200公里深的地下，经由上亿年的成长，终极由火山活动带至地表被人类开采。而造就钻石是通过人工仿照天然钻石的成长环境造就出来的钻石。如果说天然钻石是自然条件下结成的冰块，那造就钻石便是冰箱里冻成的冰块。
天然钻石和造就钻石二者无法通过肉眼或大略设备鉴别，必须借助精密仪器。但事实上，造就钻石是真正的钻石也早已得到了普遍承认。吴晓磊指出，早在2018年，美国联邦贸易委员会就变动了沿用60余年的钻石定义，将“天然”二字从钻石定义中删除，变相承认了造就钻石也是真正的钻石。
天然钻石一样平常从克拉重量（CARAT WEIGHT）、净度（CLARITY）、光荣（COLOR）、切工（CUT）4个方面对钻石产品进行评价鉴定，简称为钻石的4C评价标准。曾经这一标准被天然钻石独享，目前也正接管来自造就钻石的寻衅。并且造就钻石不同于打钻石“擦边球”的莫桑钻和锆石等，而是与天然钻石进行光亮磊落的正面竞争。
实验室里钻石如何“成长”？
吴晓磊先容，目前造就钻石有两种技能路径。一是传统的高温高压法（HPHT），通过六面顶压机，在1300℃、6GPa以上的高温高压环境下，以石墨为原材料，在催化剂的浸染下将石墨转化为钻石原石。二是微波等离子体化学气相沉淀法（MPCVD），在充满氢气和甲烷等含碳气体的真空室内，用微波能量源将气体电离成等离子态，碳原子向较冷、平坦的钻石种子板扩散结晶，实现金刚石晶体的增长。
方法不同，“成长”出来的钻石品质也有差异。就目前技能而言，高温高压法适宜于合成磨成品重量较小的造就钻石，常日重量小于1.5克拉，合成单晶尺寸小于10mm，无法用于合成2~6英寸等大尺寸的光学材料和导热材料。并且合成的单晶形状不规则，由于催化剂的存在，杂质含量也偏高。而微波等离子体化学气相沉积法则适宜2克拉以上乃至20克拉的造就钻石，单晶尺寸也大于10mm，形状也较规则。并且由于输入的气体纯度可控，杂质含量较少，可用来合成2~6英寸的金刚石光学材料和导热材料。
不同的技能路线也面临不同的寻衅。高温高压法紧张面对的是，如何加快大型化六面顶压机的开拓，以及如何快速打破新型的密封、传压介质、顶锤材料同步掌握等干系技能，以开拓更大或更小粒度金刚石单晶。而微波等离子体化学气相沉积法存在的寻衅是如何快速研制出高可靠性的高功率MPCVD装备，以及如何快速开拓系列材料，加快金刚石功能化运用进程。
“手机镶钻”不是梦
俗话说：“没有金刚钻别揽瓷器活”，中间的金刚钻指的便是金刚石。除了做成不雅观赏的饰品钻石之外，小到门窗的玻璃切割，大到工业机床用的切磨抛工具，金刚石被广泛运用于工业加工制作的各个领域，被称为“工业牙齿”。
除了利用金刚石超高硬度的力学性能制作成机床工具之外，利用精良的光学性能还可以制作成光学窗口材料，利用超高导热性能则可制作成半导体散热衬底材料。金刚石的热导率能达到铜的5倍以上，未来随着金刚石本钱的降落，手机电脑中的散热材料都可能用到金刚石，“手机镶钻”有机会成为常态。
吴晓磊表示，我国在高温高压法合成金刚石领域具备领先的家当规模、家当链和技能等方面的上风，在化学气相沉淀、合成装备、合成技能等方面也取得了一定进展，但在光学材料、导热材料、电子金刚石等功能金刚石领域与国外还有一定的差距。目前我国的CVD金刚石生产基地正在培植，希望建成后能为生活和工业发展带来更多的可能。
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