38一下 today: 買的起!人造鑽石成本降低40%

2018年4月15日 星期日

買的起!人造鑽石成本降低40%



光彩耀目的寶石常是情感的信物,全球寶石和珠寶市場一直在上升中,預計到2022年,全球寶石的交易總價將達到4430億美元。但是天然寶石相當有限,人工合成倒是不錯的替代方案。

右為天然鑽石的礦坑與開採的原石,左為人工的培養器與合成的人工鑽石。(圖/安達鑽石)

下一個大未來(Next big future)報導,安達鑽石公司(adadiamonds)是全球頂尖的人工鑽石培養公司,這家公司所做的人工鑽石並不是俗稱「蘇聯鑽」的人工鋯石,而是在化學成分、光學性能等物理性質上與金剛石完全相同的鑽石,甚至與採礦出來的天然鑽石相比,安達鑽石雜質、缺陷都更少,所具備的色彩與天然鑽石更白、更亮。

究竟怎麼做到呢?目前有兩種培養鑽石方法,首先是高壓高溫法(HPHT),首先將需要小鑽石做為種子,將它放入生長池中,然後將石墨插入鑽石種子的頂部,接下來在無氧環境下,加熱到攝氏1500度,加壓到平時壓力的7萬倍,這等於是模擬地底下地質作用。如此極端溫度和壓力下,生長池中的石墨,將會被熔化成液態碳,然後在冷卻的過程中開始在鑽石種子外層結合成碳晶體,也就是金剛石晶體,如此一來就能讓小鑽石變成大鑽石。

第2個方法稱為「化學氣相沉積法」(CVD),這個方法也需要一個鑽石薄片做為基底,然後薄鑽石的頂部注入碳氫化合物氣體(或許是甲烷CH4),接著啟動高功率微波,這將會打破碳氫化合物之間的電子鍵,使碳原子與氫原子分開,許多游離的碳原子就會逐漸附著到薄鑽石上,類似於雪花或是霜花那樣慢漫沉積成結晶狀的鑽石。

至於要用什麼方法製作,端看需求而定,不同的工藝會造成不同性質的色澤。

鑽石也有很大的工業用途,2014年全球工業鑽石市場價值超過200億美元,其中40%是金剛石粉末形式,用於切割、鑽掘與打磨等工作,價格範圍為每公斤4,500美元至7,500美元,因此人工合成有其必要性。同時人工鑽石也比較環保,國際成長鑽石協會報告說,與僅需要70升水的合成鑽石相比,天然鑽石的開採,需要15億倍的碳排放和480升的水,兩者中間的差距無法以道里來計。

中時電子報 江飛宇


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