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郑州华晶金刚石股份有限公司

5个步骤,微波炉一样的设备28天种出钻石

关键词 钻石 , CVD|2019-09-16 10:57:41|来源 中国超硬材料网
摘要 钻石已经成了婚礼中必不可少配饰,因为它象征着长久的爱情,此外钻石也被运用在其它的配饰上,例如权杖、王冠、佩剑等物品上,因此它也成为权力、尊贵、勇敢的象征,这也足以证明钻石在人们心中...

钻石已经成了婚礼中必不可少配饰,因为它象征着长久的爱情,此外钻石也被运用在其它的配饰上,例如权杖、王冠、佩剑等物品上,因此它也成为权力、尊贵、勇敢的象征,这也足以证明钻石在人们心中的地位。

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人工种植钻石的原理

钻石是在地球上经过高温高压形成的一种石头,其由99.98%的碳元素组成,因为其硬度非常高也被称作“金刚石”,因为数量稀少,开采难度非常之大,所以其本身价值居高不下,所以有科学家利用一些方法从实验室中“种”出了钻石,其成色和天然钻石没有太大的差异,并且很环保。

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俗话说“种豆得豆,种瓜得瓜”,那么“种”钻石在科技发展的今天也成为事实,实验室中科学制备钻石的原理和天然钻石的形成方式都一样,其过程通是过一个像微波炉一样的设备(微波反应器),模仿天然钻石高温高压的环境,再通过化学气沉积就得到了大颗的人工钻石。这种工艺被称作为CVD工艺,那么今天就为大家讲解CVD工艺人工种植钻石的步骤。

人工制作钻石过程

首先需要一台微波反应器,这种机器和微波炉一样,只不过加入了高温和高压两种功能,而且材质非常厚,需要抗高温与高压。

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种植钻石,肯定需要种子,人工钻石的种子就是天然钻石或者人工钻石颗粒,也就是需要生成钻石的载体。把这些颗粒均匀放到微波反应器中的平台上,再盖住盖子。

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为微波反应器中注入氢气(H)与甲烷气体(CH4),比例为1:4,这样是为了形成等离子体,最后沉积到种子载体上,形成比较大的钻石。

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正式启动微波反应器,将温度调节到900-1200°C之间,甲烷气体和氢气会形成活化的碳氢物质。

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可以看到活化的碳氢物会在高温高压下慢慢的附着在钻石种子的原子上,钻石种子会慢慢的经过沉积,慢慢增大。

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最后留给的就是时间了,这个过程无限的重复到20-28天的时候,就可以关掉微波反应器,这个时候,之前放入的小颗粒钻石种子在这个漫长的反映下,最终生成的人工钻石比之前的种子大出几何倍率的增长,如下图中的钻石晶体所示:

人工种植出来的钻石形状不一,规则也是千变万化,这就需要钻石切割师进行加工了,通过各种角度的切割与打磨,形成不同角度的反射剖面,在有光线介入的情况下就产生璀璨夺目的光芒了。

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科技技术看起来很难,只要我们掌握了其中的原理与相关知识点就可以变成生产力,但是我们在利用这些科学原理的带给我们方便的同时,我们也必须尊重这些科学机制,在这些科技生产后的废弃物我们要认真处理回收,以免造成环境污染。

金刚石刀具网正式上线
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