钻石恒久远培育钻石技术，一颗永流传培育钻石技术！
这句广告词已经深入人心。钻石，在地底孕育上万甚至上亿年才得已成形，成形后的钻石被人们探测、开采出来之后才可以加工成闪闪发光的晶体，正是因为钻石的孕育时间需要如此之久，所以它在某种程度上象征着一种永恒，而能够永恒的东西通常都是稀有、昂贵的，璀璨夺目的钻石更是如此，让很多人都望而却步。
科学的力量是神奇的，光彩夺目的钻石已经可以在实验室里合成了。地球需要几亿年的时间去培育它，而科学家仅仅需要一个礼拜就可以完成，并且大小、颜色、净度比天然钻石更完美。这一发明足以振奋人心。或许，某一天钻石也会成为我们的生活必备品，并且，将渐渐地改变我们的生活！
这种合成钻石的工艺被称为化学气相沉积法（CVD, Chemical Vapor Deposition），如图3中是以氢气和含碳的气体（比如甲烷，二氧化碳，丙酮等）作为原料，利用微波、电等提供能量激发等离子体，在等离子体中分解原料气体发生化学反应，从而产生一个个碳原子，这些原子像下雪一样有序地堆叠在准备好的晶种（表面平整、加工好的单晶金刚石薄片）上并慢慢长大，最终形成大的单晶金刚石，随后对其进行切割、抛光、打磨后加工成闪亮的钻石，由于其特性与天然钻石完全一样，因此GIA也需要通过特殊的鉴定手段才能进行区分。
目前美国的WashingtonDiamond和Sciodiamond公司、新加坡的IIa公司均已经在市场上销售CVD钻石，该类型钻石在腰部均刻有CVD标识以区别于天然钻石，其售价仅为天然钻石的一半，产品在欧美较为流行。下面将带大家一起走进实验室，详细介绍该钻石的制备过程，如图4所示，整个工艺包括种子的切割、抛光、清洁等前处理，之后进行生长，再切割、再抛光，最后加工成钻石。
1
筛选晶种
钻石即为单晶金刚石，晶格中碳原子是长存有序排列的，因此合成钻石的过程就要用相同结构的单晶金刚石作为晶种，在其表面按照相同结构进行“同质外延”生长，通常选取品质高、缺陷少的天然或者人工合成的单晶金刚石作为原料。
2
激光切割
筛选好晶种后需要对金刚石形状进行加工，由于金刚石硬度最高，常规的机械加工和线切割等方法都不适合加工金刚石，因而采用能量密度高、精度高的激光切割工艺，按照晶面取向将其切割成方形的薄片（如图6），这也是目前加工金刚石最有效的手段。
3
机械抛光
激光切割后的种子表面较粗糙且存在一定缺陷，达不到外延生长所需的表面平整度要求，因而采用机械抛光的方法对晶种表面进行优化，通常选用不同粒度的金刚石微粉分别进行粗抛和精抛，达到最佳的效果。
4
化学清洗
抛光完后晶种表面会有残留的金属、油脂、石墨等杂质，需要利用化学方法对晶种进行清洗，通常选用60℃的王水（硝酸与盐酸混合比例为1:3）酸洗，之后用丙酮、去离子水进行超声处理获得一个洁净的表面。
5
等离子体刻蚀
清洗完后的晶种烘干后放入等离子体CVD装置中，激发氢气等离子体进行表面刻蚀，去除非金刚石成分，为后续生长提供良好的生长环境，晶种处于氢等离子体中还会被加热，加热温度通常控制在700℃左右。
6
晶种生长
氢气等离子体刻蚀完后就要调整工艺参数，在合适的工艺参数下金刚石晶种就会逐渐长大，如图，主要控制的参数包括：晶种的温度、甲烷和氢气的浓度、腔体内的气压和输入的能量大小，这些参数相互作用，微小的变化就会影响产品的质量，因而稳定的生长条件是该工艺的关键点，目前利用微波输入能量的方法具有较大的优势，并能够保证长时间稳定运行。美国Carnegie实验室已经通过微波等离子体CVD装置合成了无色单晶金刚石，最多可以同时生长300片单晶金刚石。晶种的生长时间由工艺参数决定，目前最快的生长速率可达200 μm/h，因而获得一个1mm厚的单晶片只需要5小时，这一速度是惊人的，远远超过了天然钻石的培育周期。
7
后期处理
生长完成的金刚石表面有部分石墨成分，因而看起来是黑色的，经过氢气等离子体处理后会显露白色的晶体，而边缘区域的多晶金刚石成分则需要用激光切割的方法进行去除。如图，切割后的半成品已经看到了钻石的雏形，经过钻石加工**的设计、抛光、打磨后，闪闪发光的钻石就诞生了。
经过这些步骤，闪亮的钻石就在实验室里诞生了，这一发明还将继续深入，更大、更纯净的钻石也会出现在市场。某一天，鸽子蛋也不是一件稀奇事儿了，红钻、粉钻、蓝钻、绿钻等稀有的彩钻都可以戴在你的手指上，人们对美的追求没有止境，对钻石，也将是永恒的！
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