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人造鑽石為什麼比不上天然鑽石
人造鑽石為什麼比不上天然鑽石
更新时间:2024-10-21 08:00:08

人造鑽石為什麼比不上天然鑽石(質量不輸天然鑽石)1

鑽石恒久遠,一顆永流傳,相信不少人被這句鑽石的廣告語洗過腦,如果說人類本世紀以來受過最大的欺騙那一定非鑽石莫屬了,這是一場可以載入史冊的史詩級營銷,賦予了金剛石超乎尋常的價值,征服了全世界無數的女性,如果一顆鑽石征服不了,那就兩顆,但如今鑽石在女人心中的神話有了被打破的風險,因為中國殺入了鑽石市場。作為全世界最大的人造金剛石産地,01年中國人造金剛石産量達到了16億克拉,2017年産量暴漲至250億克拉,占據全球90%的人造金剛石市場,連續15年獲世界第一。某著名鑽石公司急得忙慌宣布要開啟自己的人造鑽石品牌,一克拉就賣5500元,這簡直就是打了個打骨折,面對來勢洶洶的中國人造鑽石,不少國外人都認為中國敲響了鑽石巨頭毀滅的喪鐘,那究竟人造鑽石能不能替代天然鑽石呢?

人造鑽石為什麼比不上天然鑽石(質量不輸天然鑽石)2

鑽石本身其實就是金剛石,并分為天然開采與人工合成兩種,這種由碳元素曆經上億年演變成的石頭,擁有十分堅硬的特性,絕對是世界上最硬的天然物質,但是它的韌性很差,抗沖擊能力弱,用錘子就能砸碎金剛石。金剛石的這種硬而脆的特性來自于它特殊的晶體結構,也就是面心立方點陣結構,不過這種原子排布十分規律的結構也讓金剛石在光線的照耀下産生色散現象,呈現璀璨的光芒,而這被稱為火彩。金剛石每多加工出一個面,反射與折射的效果就會增加,看起來就會更加璀璨,而獲得理想的“火彩”也是首飾鑽石切工的價值所在,但隻看待閃光,未免太浪費金剛石的價值了。除了被用于制造成貴重首飾,金剛石還被拿去做光學器件,金剛石的透光率十分的優秀,它具有從x射線到微波的高透光率,再加上他有很高的硬度、熱導率、化學穩定性,簡直沒有比它還優異的光學材料了。航天領域、激光器領域、原子堆反應堆、精密光學儀器的反射鏡都能看到金剛石的身影,但是我國金剛石的儲量太低,且已發現的礦廠也沒幾個。

人造鑽石為什麼比不上天然鑽石(質量不輸天然鑽石)3

早期我國的金剛石供應主要從蘇聯進口,然而1960年蘇聯撤走了在中國的專家,與此同時也切斷了中國的金剛石供應線,我國的精密機械、石油開采、冶金、電子工業等産業都面臨停工的問題,中國工業一下子陷入了生死困境。當時我國隻能抱着自己沒有那就自己創造的想法,堅決不再依靠國外,于是1960年10月份,國家批準了121人造金剛石課題,由北京通用機械研究所負責合成裝置設計與制造,工藝技術則交給第一機械工業部鄭州磨料模具膜削研究所進行攻堅,地質部科學研究所負責高溫高壓測試,經過五年的技術攻關,終于在1965年8月份中國第一台自主知識産權的六面頂壓機安裝完成,次年就投入生産,首年産量達到了1萬克拉人造金剛石,到1968年産量達到6萬克拉,中國工業生死存亡的問題終于得到了大幅度的緩解,當時還有一句壓一響,黃金萬兩的口頭禅來描述鄭州三磨所。我國制造的這個六面頂壓機能創造出一個高溫大于1400度,高壓大于5GPa的高壓高溫合成腔體,碳原子在這個腔體内形成穩定的金剛石晶體。

人造鑽石為什麼比不上天然鑽石(質量不輸天然鑽石)4

工作環境如此苛刻,對于頂壓機而言,組成合成腔的釘錘非常重要,它不僅要承受壓縮、剪切、拉伸應力的作用,還要承受加熱時瞬間飙升500攝氏度的錘面溫度,最終建設團隊選用WC-Co硬質合金,才讓釘錘達到了上萬次的使用壽命,這個六面頂壓機其實就是為了模拟出天然鑽石形成的環境。在地球内部100-300公裡處,壓力達到了4500-6000兆帕,溫度也在1000-1500攝氏度,就是在這種高溫高壓,宛如煉爐般的環境裡,碳元素組成的結晶體經過數億年後才形成了天然鑽石,再由火石帶到地表,進而被人類發現。

人造鑽石為什麼比不上天然鑽石(質量不輸天然鑽石)5

為什麼天然鑽石形成要上億年,而人造鑽石隻需要幾天時間就能成型呢?跟他使用的材料不無關系。合成金剛石要用到的石墨和金屬觸媒,用粉裝工藝将石墨粉和觸媒粉的混合粉冷壓成合成塊,然後進行脫氧處理。完成後放入葉臘石的合成腔體中,靠兩端導電帽将大電流引入纏繞在合成塊周圍的碳質之類的薄件發熱體上,形成一個加熱爐,然後就等着石墨在金屬觸媒的作用下,金剛石便會逐漸地在合成腔體内形成,不過這時他們的表層覆蓋着黑色的金屬觸媒包衣,需要動用濃硫酸與濃硝酸來去除這層包,。但是這樣會産生大量廢酸和重金屬鎳、钴的工業污水,因此環境污染這個問題對人造金剛石而言是個必須要改掉的缺點。不過依然要誇贊一下我國制造出的六面頂壓機以及鄭州三磨所的制造工藝,為未來的基建狂魔提供了堅實的工業牙齒。全世界都沒想到,中國制造金剛石原本是為了自給自足,卻一不小心搞成了世界第一,河南也成為了世界人造鑽石的領頭羊,同時我國也用人造金剛石诠釋了什麼叫物美價廉,國際鑽石市場可以說受到了不小的沖擊。從戴比爾斯19年9月份的财報上可以看出,比去年下滑了39%的銷售額,逼得戴比爾斯不得不下調原鑽價格來減緩銷售額下滑的速度。

人造鑽石為什麼比不上天然鑽石(質量不輸天然鑽石)6

目前,越來越多的國家開始認同人造鑽石,首先需要明确的一點就是,人造鑽石并不是我們想象中的假鑽石。美國聯邦貿易委員會在2018年發布的珠寶指南中就将鑽石的基本定義裡删除了“自然”一詞,并且不再推薦使用Synthetic(合成)來稱呼實驗室成産的鑽石。如果我們從物理性質上去看,人工鑽石與天然鑽石的基本成分都是碳結晶,兩者并沒有什麼區别。有調查研究顯示,有70%的受訪者會考慮人造鑽石首飾,但小編覺得女人并不關心手指上的那顆鑽戒是天然還是人造的,她們關心的是它的價格,不過并不絕對。相信很多看過電影《血鑽》的人都不會繼續選擇天然鑽石了,電影講述了在塞拉利昂這個擁有大量鑽石卻依然很貧窮的非洲國家,貧富不均爆發出了慘絕人寰的内戰,自1991年開始持續整整11年,20多萬人死于這場内戰,全國1/3的人口流離失所,而國際鑽石商人硬是從中謀取暴利,從叛軍手中購得鑽石。鑽石怎麼來的呢?叛軍綁架當地無辜民衆作為苦力采礦,稍微懈怠一下就會被砍去雙手,而這些沾滿鮮血的鑽石就成為了無數恩愛情侶手指上的訂婚信物。我想沒人願意給愛情賦予這樣一層含義,用低價的人工鑽石替代不是更好嗎,花的少量的錢買更好的東西,而且不必心懷愧疚,何樂而不為呢?

人造鑽石為什麼比不上天然鑽石(質量不輸天然鑽石)7

随着我國合成金剛石的技術不斷進步,合成金剛石的性價比還會大幅提高,工業方面的應用也會越來越廣泛,中國這次憑借自身強大的制造能力登上頂峰,完全是被逼出來的,當下我們在别的領域仍然受到了強大的壓迫,但不必緊張。在我們看不到的地方,國家正在積極調動力量進行攻堅,相信在不久的未來,好消息會如雨後春筍般一個又一個地冒出來,我們能做的就是相信國家,相信那些夜以繼日的科研家們,中國加油。

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