现在市场上已知的培育钻石,主要基本上是由高温高压(HPHT)和化学气相沉积法(CVD)两种方式培育出来的钻石。今天就来说一说两种方式中的其中一种化学气相沉积法(CVD)的发展现状。
1、什么是CVD培育钻石?
化学气相沉积(CVD)是指化学气相蒸镀乃使用一种或多种气体,在一加热的固体基材上发生化学反应,并镀上一层固态薄膜。所谓CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沈淀)钻石是以一块天然钻裸石为母石,利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助,在微波炉中以高压方式,让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上,经过一层层增生,可形成大至10克拉的透明钻石。为使CVD的钻石生长顺利,碳源常用已具钻石结构的甲烷。甲烷可视为以氢压出的单原子钻石。这种「长大」的钻石,品质与天然钻石几无二致,肉眼难辨。
2、第一颗CVD培育钻石
1952年,美国联邦碳化硅公司的科学家威廉·艾弗索运用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)让含碳的气体不断沉积在钻石籽晶上,逐渐积聚和硬化形成钻石。这是全球第一颗CVD培育出来的钻石。
3、CVD培育钻石的优势
CVD培育出来的钻石可以达到宝石级,产量大,生产时间短,净度可达到VS级以上。随着技术的发展,CVD培育钻石不管是颜色、净度、克拉重量各个方面都不断的在加强,现在已知最大的一颗CVD培育钻石是由上海征世培育出来的,达到了12.75克拉。
4、CVD培育钻石全球发展现状
21世纪以来,全球CVD培育技术的研发迎来突破性的进展,最近随着培育钻石市场的大热,技术更新明显加快。具有大批量生产宝石级CVD钻石培育能力的国家主要是,中国、美国、印度、新加坡四个国家。
在美国消费者对培育钻石的接受程度很高,培育钻石市场相对成熟稳定,随着生产商投资规模不断扩大。例如美国企业戴比尔斯对于CVD钻石生产工厂的投资都是以近一亿美元来扩大生产,并成立培育钻石品牌Light box。
印度作为全球钻石加工地,全球90%的钻石都在印度加工完成。由于美国对培育钻石首饰需求的激增,印度培育钻石出口额也明显上升,让印度培育市场处于前所未有的爆发期。随之印度出现了大批CVD培育钻石企业。例如Diamond Elements 该公司成立于2012年,可以大批量生产0.5-1.5克拉大小的CVD培育钻石。但由于印度疫情越来越严重,再加上电量供应不稳定,造成印度培育钻石的发展受到阻碍。
新加坡在宝石级CVD培育钻石的技术也相对成熟,IIa Technologies Pte. Ltd.该公司成立于2005年运用微波等离子体化学气相沉积(MPVCD)技术生产纯净无色的IIa型钻石。2015年3月在新加坡建立了当时全球最大的钻石生产工厂,约1.8万平方米。IIa Technologies现在属于印度Mehta集团旗下。该集团目前资产超过5亿美元,在全球拥有超过15000名员工,其业务遍及亚洲、美洲和非洲。
5、CVD培育钻石中国发展现状
中国也是CVD培育钻石可达到宝石级的四大国家之一,中国目前在高品质大克拉CVD钻石的生产技术和规模都是领先的,例如中国企业上海征世和杭州超然是全球为数不多的高品质大克拉钻石生产商,另外中科院的宁波晶钻也是重要的CVD钻石生产商。尽管美国和印度都在努力扩增产能,但美国由于疫情拖延了投产的时间,印度由于电力供应的不稳定,很难生产出高品质的CVD钻石,这都给了中国企业充当长期霸主的机会。因此中国企业将在一定时间内依然是CVD钻石最主要的供应国,这也是不少资本和机构看中CVD钻石生产的原因。
随着中国消费者对培育钻石的接受度的增加,加之国际市场对CVD培育钻石的需求激增,中国培育钻石市场的发展也在不断的扩大,生产商规模也在不断增多。