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【伪科学|培育钻石技术: HPHT vs CVD】高温高压( HPHT ) 技术:高温高压技术完全模拟天然钻石的生长过程 ,在地上重现碳元素层的反应并将石墨转换成钻石 。
HPHT 法(温度在1 400 ℃ -1 700 ℃ 、 压力在5.2GPa-5.6GPa ) 钻石是指模拟天然钻石生长的环境 ,在六面体高压机内 , 以石墨、金刚石粉或石墨 - 金刚石粉为碳源 , 在高温高压、 金属触媒等生长环境中形成的等轴晶系晶质体 。 采用高温高压法生产20克拉培育钻石仅需要数周时间 。
生长过程就是顶压机生长舱高温区放入高纯度的石墨作碳源 , 在低温区放置钻石籽晶 。 在一定的温度梯度驱动下 , 碳源从高温处的高浓度区向对低温处的低浓度区扩散 , 在低温区的钻石籽晶处于过饱和而结晶 , 然后冷却取出 , 采用浓硝酸清除钻石表面的杂质 。
化学气相沉积( CVD ) 技术:通常是在高温等离子的作用下 , 含碳气体被离解 , 碳原子在基底上沉积成钻石膜 。
单晶钻石通常是碳原子在钻石基底上沉积而形成 。 含碳气体通常是指含氮、甲烷和氢的混合气体 , 甲烷是合成钻石碳原子的来源 , 氮可以增加生长速度 , 氢可以抑制石墨的形成 。 通常CVD 合成钻石是在低压高温条件下进行 ,压力一般小于一个大气压 ,温度在1 000 ℃左右 。
两种技术各有优势 , HTHP效率更高颜色更好 ,CVD纯净度更优 。 生产1克拉培育钻石原石 , 由于高温高压( HTHP )是碳原子与碳原子连接形成 , 所以生长周期仅需要数天 。 化学气相沉积( CVD )是在晶种片上将含碳气体解离生长 , 逐渐堆积增生 , 这就需要数周的生长周期 。 由于高温高压( HTHP )需要金属触媒作为溶剂参与反应 , 所以会对钻石的纯净度产生一些影响 , 化学气相沉积( CVD ) 纯净度稍好 。
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