本年年頭，國際各地文旅局花式整活，很多處所隱秘“土特產”闖進了民眾的視野。河南洛陽更是出手驚人，年夜手筆地給游客們贈予鉆石，最年夜的足足有 1 克拉，一天內發了 1包養網00 顆！
一時光，網友們小小的腦殼，年夜年夜的問號——河南不是農業年夜省嗎？它的特產什么時辰釀成鉆石了？
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圖片起源于收集
實在，河南不只種農作物有一手，“種鉆石”也有些年初了，全球 80% 的天然鉆石都來自河南，尤其以商丘市柘城縣最為集中。
人工培養的鉆石，是真的鉆石嗎？
“鉆石恒長遠，一顆永傳播。”這是大師最耳熟能詳的鉆石市場行銷，也被視為 20 世紀最勝利的市場行銷。由於光榮精明，又和戀愛和婚姻牢牢綁縛，鉆石固然價錢昂貴，卻一向活潑在大師的眼光中。
那假如鉆石既能照舊閃爍，價錢又遠低于此刻的價位，是不長短常幻想？這時辰，就需求人工培養鉆石退場了。
培養鉆石的英文名是“lab grown diamond”，直譯過去是試驗室里培養出來的人工鉆石。
它們究竟是不是真的鉆石？當然是！
鉆石是寶石級此外金剛石，成分是近乎純的碳，是石墨等碳物資的同素異形體。在鉆石晶體外部，每個碳原子都與四周的四個碳原子慎密聯合，構成一種在其他礦物中都不曾見到的特別三維構造，恰是這種致密構造使得鉆石成為天然界最堅固的礦物。
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鉆石和石墨的構造對照。二者都由碳原子構成，這也是我們能用石墨制造鉆石的緣由。圖片起源：wikimedia
培養鉆石和自然鉆石一樣，都是純碳原子組成的晶體，二者的晶體構造、物感性質、化學性質、光學性質實質上沒有差別。有專家活潑地描述這二者，“自然和人工的差別，就比如河道里的冰跟冰都沒有。不模糊。箱里的冰的差別。”
人工培養鉆石，是可以獲得鉆石行業三年夜判定機構發放證書的，足見它的真鉆位置獲得了官方承認。2018 年，美國聯邦商業委員會對鉆包養網石界說停止了調劑，初次把培養鉆石回到了鉆石的年夜類。
鉆石究竟是怎么種出來的？
自然鉆石埋躲在地球深處。它是含碳礦物和必定比例的鐵族金屬，在無氧周遭的狀況中，900℃~1400℃ 的低溫和 5~6 GPa的高壓下，顛末數億年才幹構成。
自然鉆石構成時光漫長，獲取本錢昂揚。而人工培養的鉆石，只需求數周，甚至幾地利間即可天生寶石級的鉆石。
今朝，培養鉆石的方式重要有兩種：一是低溫高壓技巧（High Temperature and High Pressure，HPHT）；二是化學氣相堆積法(Chemical Vapor Deposition，CVD)。
低溫高壓技巧，是中國應的恩情。”的主流鉆石扶植技巧，尤其集中在河南，重要儀器是六面頂壓機。其分解顛末是，將包裹有石墨粉、鉆石晶種和金屬觸媒的石墨柱，包養放進超低溫、高壓的反映倉內，石墨粉顛末金屬觸媒粉催化，在晶種上結晶。鉆石以晶種為中間漸漸長年夜，一周擺佈即可天生，最后顛末打磨，切割，釀成閃亮的新鉆石。
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應用了低溫高壓技巧的BARS體系表示圖。圖片起源：wikimedia
化學氣相堆積技巧，今朝是歐美國度重要應用的方式。它的基礎顛末是：在低溫、高壓的真空周遭的狀況下，把鉆石晶種、含碳氣體一路放進反映倉內，分化出氣體中的活性碳原子，并經由過程把持發展前提，使活性碳原子平均地堆積到自然鉆石薄片上，構成新的鉆石。兩周后，鉆石薄片可以有本來的十倍年夜。這些被石墨包裹的鉆石很粗拙，需求用激光停止修整切割，再拋光，然后就是一顆顆閃閃發亮的鉆石了。
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化學氣相堆積技巧培育出的鉆石原石。圖片起源：wikimedia
兩種培養方式各有利害，焦點技巧在于原料配比、生孩子工藝以及機械。CVD 法培養的鉆石，培養周期長，本錢較高，色彩不易把持，但純凈度高 ，較合適 5 克拉以上培養鉆石分解。HPHT 法培養的鉆石，發展速率快，本錢低，但純凈度稍差，且無法培養較年夜的鉆石晶體，合適批量生孩子 1~5 克拉的鉆石毛石。
今朝，中國、印度、美國分辨主導培養鉆石生孩子、加工、批發市場。
河南為什么能大批種起了鉆石？
鉆石的原石——金剛石起先最主要的感化，不是觀賞，而是用于機械加工。
上世紀五十年月，一些歐美國度勝利經由過程低溫高壓法、化學氣相堆積法等方式勝利分解了人工金剛石。
統一時代，新中國為了成長制造業，開端在全國選址興修砂輪廠，批量制造磨具。因河南鞏義發明了年夜型鋁礬土礦，中國第二砂輪制造廠終極落地于鄭州。這個砂輪廠以及廠內的鄭州三磨所（磨料磨具磨削研討所），就是之后中國超硬資料的“黃埔我說——”軍校”。
制作磨料磨具需求的焦點資料是金剛石。那時中國的金剛石依靠入口，想要加速產業化成長，中國必需研發本身的天然金剛石。
帶著如許的汗青任務，1960 年，鄭州三磨所承接了這個國度研討課題。1963 年，中國終于勝利研制出本國的第一顆天然金剛石，是繼美國、蘇聯等國之后的第五個國度。可是，有了天然金剛石還不敷，想要量產，就必需有制造金剛石的機械。
1965 年，鄭州三磨所和濟南鍛造鍛壓機械研討所一路攻關，終極研收回了我國第一臺六面頂壓機。六面頂壓機的生孩子效力，是國外兩面頂壓機的 20 倍。跟著這臺“功勛壓機”的問世，鄭州開端成為磨具磨猜中心，培育了很多技巧人才，奠基了河南在超硬資料的搶先位置。中國也由此，開端成為超硬資料的中間，從入口國成為出口國。據統計，河南超硬資料現有規上企業約 300 家，上市公司 7 家。
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技巧職員在切磋生孩子工藝。圖片起源：新華社記者 楊靜 攝
跟著技巧的進步，用六面頂壓機培養的金剛石，純度越來越高，很不難到達寶石級此外鉆石尺度。現在，河南柘城縣曾經成為中國的“天然鉆石之都”，出生了良多相干的著名企業。
性價比高的人工培養鉆石
市場買不買單？
今朝，市場上寶石級此外自然鉆石，1 克拉售價約 2 萬起步。固然開采本錢高是一個原因，但價錢居高不下的重要緣由，仍是鉆石資本的壟斷。稀有據顯示，世界上的鉆石資本有 70% 把握在五年夜鉆石制造商手中。他們制訂著全部行業的游戲規定，擁有盡對的訂價權。
但跟著人工培養鉆石匠藝的進步，天然鉆石的品德包養網曾經可以與自然鉆石媲美，且本錢聽說只要自然鉆石的 10% 擺佈。這般年夜的利潤空間，甚至吸引了像戴比爾斯、施華洛世奇等傳統珠寶鉅子紛紜開端布局天然鉆石市場，LVMH 和 GUCCI 這類奢靡brand也開端投資相干項目。
對于加入我的最愛級此外鉆石而言，自然和稀缺性是價值的要害，但作為通俗生涯中佩帶的飾品而言，天然鉆石因其極高的性價比，逐步被花費者認知，市場遠景遼闊。
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花費者在選購天然金剛石飾品。圖片起源：新華社記者 楊靜 攝
良多人關懷，戴培養鉆石能不克不及被人看出來？肉眼完整看不出來，無論是從火彩、凈度、色彩，它都和真鉆一樣其他人，而這個人，正是他們口中的那位小姐。，只要經由過程年夜型儀器，檢測二者的光譜才幹辨認出分歧。跟著培養鉆石匠業化的成長，人工鉆石的價錢還將有所下降。
除了作為寶石欣賞
人工培養鉆石有更遼闊遠景
看起來只能當藝術品的漂亮鉆石，實在在產業範疇應用很是普遍，更是被稱為“產業牙齒”。
由於具有極高的硬度，鉆石持久被應用在小到玻璃切割、手工研磨、機床東西，年夜到石油與自然氣鉆井、地質勘察、煤炭及礦物采掘、新動力等生孩子範疇。
除此之外，鉆石自己化學性質穩固，耐受酸性和堿性，還有極高的導熱性，被視為是比“硅”更環保，更高效，更幻想的最終半導體資料。
以後，市道上盡年夜部門的半導體資料應用的是硅。但硅有一是夢嗎？些弱點——不難發燒，且冷卻效力低下，仍是電子渣滓的重要起源。而鉆石則完整沒有這些題目。鉆石半導包養體可以或許進步功率密度，還可以制造出更快、更輕、更簡略的裝備。人工培養鉆石將來很主要的一個布局是，在光學、熱學及半導體研討上獲得利用。
謀劃制作
作者丨阿墩 科普創作者
審核丨高源 國度天然博物館 副研討館員
謀劃丨林林
責編丨何通
審校丨徐來、林林