合成鉆石的發(fā)展歷程

GAC寶玉石鑒定師職業(yè)培訓課程教育部職業(yè)教育寶玉石鑒定與加工專業(yè)教學資源庫GemsandJadeIdentificationandProcessingTeachingResourceLibrary合成鉆石的發(fā)展歷程建設者姓名：賀淑賽3合成鉆石的早期探索鉆石的人工合成研究，最早可以追溯到17世紀，科學家們嘗試探索天然金剛石的化學成分。1675年，著名物理學家牛頓得出“金剛石是可燃的”這一結論。1772年，法國化學家拉瓦錫（Antoine-LaurentdeLavoisier）發(fā)現(xiàn)燃燒金剛石所得的產(chǎn)物會使石灰水變渾濁，從而證明了金剛石燃燒有二氧化碳生成。1796年，英國史密森·滕南特（SmithsonTennant）率先發(fā)現(xiàn)金剛石是由碳元素組成的單質(zhì)，為為人工合成鉆石的探索開啟了一扇大門。4合成鉆石實驗1880年左右，蘇格蘭化學家漢納（JamesBallantyneHannay）采用將碳氫化合物、骨油與鋰的混合物密封在堅固的鐵管中，并在爐中加熱數(shù)小時以析出晶體的方式來制造鉆石。在80余次的試驗中，大多數(shù)鐵管都爆炸了，只有個別幸存，而在殘余物中發(fā)現(xiàn)了一些很像鉆石的結晶物。這些結晶物后來被提交到了倫敦大不列顛博物館。漢納的方法為鉆石合成提供了正確的思路，即在人工條件下創(chuàng)造高溫高壓環(huán)境有可能生成鉆石。法國化學家莫桑（FerdinandFrederickHenriMoissan）采用了跟漢納類似的方法，他用電爐加熱碳坩堝，使里面的碳和鐵溶解并且飽和，然后將其迅速冷卻，產(chǎn)生很高的內(nèi)壓，從而析出結晶物。這種方法曾被大多數(shù)科學機構所接受，曾一度成為20世紀前30年代許多化學教科書中的經(jīng)典教學案例。但莫桑的試驗產(chǎn)物沒有被保存下來，無法證明是鉆石，后來有人重復進行該試驗，也只有碳化硅產(chǎn)生。

5合成鉆石實驗值得注意的是，無論莫桑博士的試驗結果究竟是怎樣的，他都是珠寶界應當記住的科學家。1894年，莫桑博士在一些隕石中發(fā)現(xiàn)一些碳化硅顆粒特別明亮很像鉆石，但地球上從沒發(fā)現(xiàn)過此類物質(zhì)。1905年，為了表示對莫桑博士的尊敬，這個新礦物被命名為Moissanite，也就是如今市場上所稱的莫桑石（合成碳化硅）的天然對應物。6合成鉆石實驗1947年，美國實驗物理學家布立基曼（PercyWilliamsBridgman）進行過合成鉆石的試驗，雖然失敗了，但值得注意的是，布立基曼已經(jīng)接近了合成鉆石的臨界限。他發(fā)明的自密封加壓裝置—帶壓（Belt）裝置，壓力可高達40萬大氣壓。后來他公開發(fā)表的D-G相平衡圖，解決了合成鉆石需要超高壓高溫的理論問題。

7合成鉆石實驗20世紀開始，各國開始大力開展鉆石的合成探索試驗。1954年左右，在歷經(jīng)4年試驗后，美國通用電氣公司（GE）采用高溫高壓法和壓帶裝置成功合成了鉆石。并在1958年開始銷售合成鉆石，短短一年內(nèi)產(chǎn)量就達到75萬克拉。1963年，北京通用機械研究所和地質(zhì)科學院在采用兩面頂壓機試驗成功，經(jīng)鄭州磨料磨削研究所及地質(zhì)科學院的分析測試，確定中國第一顆合成鉆石于1963年12月6日誕生。

8合成鉆石的新探索盡管各國合成鉆石陸續(xù)成功，但由于總帶棕黃色調(diào)，所以長期僅供工業(yè)用途1971年，美國通用電氣公司（GE）培育出了第一批達到珠寶級別的高品質(zhì)合成鉆石，但制造成本高昂，很難進行商業(yè)化推廣。此后科學界又不斷改善技術，使合成鉆石更大、更好也更便宜。越來越多公司加入其中，成功制造出了出了黃鉆、粉鉆等彩鉆。至2007年，彩色合成鉆石技術已較為成熟，成為物美價廉的珠寶替代方案。

9合成鉆石商業(yè)推廣雖然彩鉆已經(jīng)足夠美麗，但各大合成公司和科學家們都堅持朝著最終目標努力——合成出寶石級的無色鉆石。2012年，Gemesis公司宣布掌握了IIa型無色鉆石的合成技術，可謂合成鉆石技術的重大突破。畢竟IIa型天然鉆石也僅占目前世界天然鉆石產(chǎn)量的2%不到。2015年寶石級合成鉆石技術的日趨成熟、其市場化的誘人前景，吸引了許多傳統(tǒng)珠寶商加入其中。2015年12月，美國最大的珠寶制造商Stuller開始銷售合成鉆石。2018年5月，戴比爾斯對外正式宣布推出全新的合成鉆石品牌LightBoxJewelry，無色、粉色、藍色三種顏色的合成鉆石將統(tǒng)一以每克拉800美元的價格出售。2018年7月，美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會在最新發(fā)布的珠寶指南中，對使用了62年的鉆石的定義進行了修改，刪除了“天然”二字。允許使用“培育”（Culture）一詞作為前綴用于實驗室生長的鉆石。這標志著人們對人工合成鉆石的認可和接納。

10合成鉆石商業(yè)推廣從2019年7月1日開始，GIA實驗室生成的鉆石報告和鑒定報告不再使用“合成”一詞，而采用“