高溫高壓法（HPHT）與化學(xué)氣相沉積法（CVD）是目前工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)培育鉆石最常用的兩種生長(zhǎng)方法。今天主要給大家揭秘高溫高壓法怎么生長(zhǎng)鉆石。

高溫高壓（HPHT）怎么“長(zhǎng)”鉆石？

·將鉆石晶種置于專(zhuān)門(mén)打造的壓力條件下。

·將生長(zhǎng)室加熱至 1300-1600 °C，壓力高于 870,000 磅每平方英寸（約 5,998,440 帕）。

·熔融金屬將高純度碳源分解。

·碳原子沉積在一小塊鉆石晶種上，合成鉆石開(kāi)始生長(zhǎng)。

·之后，這塊實(shí)驗(yàn)室制造晶體由鉆石切磨師切磨。

具體來(lái)說(shuō)，HPHT 鉆石是在一個(gè)小艙室里生長(zhǎng)的，這個(gè)小艙室位于可以產(chǎn)生極高壓力的裝置內(nèi)。艙室內(nèi)的碳原料（如石墨）熔解在鐵（Fe）、鎳(Ni)、鈷 (Co) 等元素組成的金屬助溶劑中，從而降低鉆石生長(zhǎng)所需的溫度和壓力。然后，碳材料借助助溶劑向溫度較低的鉆石晶種移動(dòng)，并在其上結(jié)晶，形成合成鉆石晶體。結(jié)晶過(guò)程需要數(shù)天至數(shù)周時(shí)間，以形成一個(gè)或多個(gè)晶體。

天然鉆石晶體往往呈八面體，而 HPHT 合成鉆石晶體除了八面體表面，通常還會(huì)呈現(xiàn)立方體表面。制造無(wú)色的 HPHT 合成鉆石曾是一大難題。氮會(huì)使鉆石變黃，因此必須將其排除在生長(zhǎng)環(huán)境之外。

此外，高凈度的無(wú)色鉆石需要更長(zhǎng)的生長(zhǎng)時(shí)間，其生長(zhǎng)所需溫度和壓力條件也需要更好的控制。不過(guò)，最近的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)能讓人們制造出 10 克拉以上的鉆石刻面無(wú)色晶體。

藍(lán)色晶體的出現(xiàn)是因?yàn)樵趯毷L(zhǎng)過(guò)程中添加了硼元素。而粉紅色和紅色等其他顏色較為罕見(jiàn)，是通過(guò)寶石后期生長(zhǎng)處理工藝（包括輻射和加熱）形成的。

中國(guó)可以使用 HPHT法“長(zhǎng)”鉆石嗎？

中國(guó)在1964年使用200噸級(jí)的兩面頂壓機(jī)，首次成功合成人造金剛石。 1965年，中國(guó)成功研發(fā)六面頂壓機(jī)。此后這種設(shè)備成為了我國(guó)超硬材料合成的主導(dǎo)設(shè)備。相較于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家主要使用的兩面頂壓機(jī)來(lái)說(shuō)，我國(guó)自主研發(fā)的六面頂壓機(jī)具有升壓、卸壓速度快，良品率高、可操作性強(qiáng)的優(yōu)越性。單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)周期僅需24-32小時(shí)。 

中國(guó)不光能“長(zhǎng)”鉆石，目前還是高溫高壓法合成金剛石的第一大生產(chǎn)國(guó)，合成金剛石產(chǎn)量連續(xù)18年穩(wěn)居世界第一，寶石級(jí)合成金剛石——培育鉆石的生產(chǎn)也一直處于世界前列，生產(chǎn)制造技術(shù)與能力在國(guó)際產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到了重大作用，我們國(guó)家一直是培育鉆石行業(yè)的領(lǐng)頭羊。

高溫高壓技術(shù)能“長(zhǎng)”多大的鉆石？

高溫高壓合成金剛石技術(shù)起源于上世紀(jì)50年代，開(kāi)始的時(shí)候主要應(yīng)用于航空和軍工，然后在最近十年間實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上質(zhì)的飛躍，寶石級(jí)別的合成鉆石在品質(zhì)和成本上達(dá)到了可市場(chǎng)化的水平。 

1971年，GE公司采用晶種溫度梯度法首次合成出5mm(約1ct)寶石級(jí)黃色單晶金剛石?

2001年，美國(guó)Gemesis公司利用BARS壓機(jī)成功合成出黃色寶石級(jí)金剛石，并于2003年成功將切磨后的黃色寶石級(jí)鉆石推向市場(chǎng)。 

2002年，吉林大學(xué)首先采用國(guó)產(chǎn)六面頂壓機(jī)技術(shù)合成出4.5mm黃色金剛石單晶體。

2015年,俄羅斯New Diamond Technology（簡(jiǎn)稱(chēng)NDT）公司用中國(guó)六面頂壓機(jī)生產(chǎn)出重量高達(dá)32.26ct，當(dāng)時(shí)最大的無(wú)色高溫高壓原石。

2019年，國(guó)內(nèi)豫西集團(tuán)中南鉆石公司已掌握了20ct以?xún)?nèi)大尺寸高溫高壓培育鉆石單晶合成技術(shù)，掌握了黃色、藍(lán)色、綠色、紫-紅色等彩色培育鉆石生產(chǎn)技術(shù)。

2020年4月，河南省力量鉆石股份有限公司突破掌握5ct白色培育鉆石生長(zhǎng)技術(shù)。

新華社曾經(jīng)評(píng)價(jià)道，“中國(guó)制造”有望重塑全球鉆石格局。培育鉆石正在中國(guó)崛起，你會(huì)考慮購(gòu)買(mǎi)培育鉆石嗎？歡迎留言討論~