钻石是怎么形成的视频钻石是怎么形成的钻石的形成过程图解( 二 ) _是

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离子碳在钻石沉积过程中形成的三角形凹凸表面
CVD法合成钻石真可以是白菜价人工合成钻石的工艺对任何一个国家、任何一间公司来说都是最高机密，但只要了解其原理，你就能明白：现在人工合成一颗完美的钻石真的可以是“白菜价” 。
因为它只需要一个封闭的反应炉、一些便宜的钻石粉末、不多的电能，再加上耐心的等待就可以了。原材料不过就是纯净的甲烷气体和一些氢气，别的什么都不需要！

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气相沉积合成钻石的原理图
由上面的反应原理图我们可以看出，反应炉中加入的氢气实际上起着催化剂的作用。当氢气在微波或电弧下电离后，它变成等离子态氢（H.），因而具有很强的还原性。H.会从甲烷的C-H键中夺走氢组成新的氢分子，使甲烷脱氢、一步步裂解、最终产生碳自由基（C.）。在大约500℃和27kPa的低压下（一个标准大气压约为101kPa），碳自由基会一点点沉积在钻石晶种上，最后长成更大的钻石。

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钻石粉很便宜，通常用作工业磨料，也可以拿来做“种子”
在上面的过程中无论有没有氢的加入都可以有碳自由基的析出，但氢的加入可以使甲烷的转化率从67.36%提高到77.5%，从而大大加快了钻石合成的速度。实际上氢并没有被消耗，它只会越变越多。

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利用CVD技术“种植”并切割的钻石
尽管大家都知道CVD种植钻石的原理，但并不是人人都可以种出钻石来。其中主要的原因是气体的比例、温度与压力的控制、等离子体浓度等等都需要进行小心控制；同时等离子体氢和甲基中间体有极强的还原性，它可以与反应炉中的其它东西发生反应、腐蚀它们，从而使气体中掺杂其它元素的杂质，某些杂质比如硼（它在玻璃中很常见）即使只有极微量的水平，都不适合纯钻石的生长。由此可见，“种”钻石并不是农民在土地里播下种子等待它生根发芽，人工合成钻石是一个科学的过程，你需要解决很多问题克服许多困难才能得到好的结果。
掌握了这项技术，就意味着你可以用极低的成本批量生产出完美无暇的宝石。因为氢气和甲烷都是极便宜的气体，并且我们在生产过程中并不消耗氢气；相比于数千吨的大型压力机，CVD的设备可以做到小巧而且省电。你唯一需要的仅仅是插上电源、打开气体阀门再等上一个星期就可以拥有一批硕大的钻石了，它一点都不比这世上最昂贵的钻石逊色。

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钻石因其稀有而珍贵
总结：便宜且更完美的人造钻石是否将强烈冲击国际珠宝市场，从而为戴比尔斯这样的全球钻石垄断企业敲响丧钟？我们还需要拭目以待。一个不可否认的事实是：人造钻石从品质上已经全面超越了天然钻石，并且它真的可以做到比白菜还便宜！
一旦我们可以很便宜地批量生产更大更纯净的合成钻石，就可以发挥它的物理优势，令其为科学服务。科学家们可以利用其优秀的光学特性制作光学透镜和激光器输出窗；利用其优良的导热性能制作大功率芯片的基材；它甚至可以代替硅用来制作新一代的集成电路芯片。

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未来集成电路基片或许就是人造钻石
当然，未来当你再向女朋友送钻石戒指时，或许也需要向她说明，那颗闪亮的石头到底是价值18万元的天然钻石呢，还是只值两块五毛钱的人造碳晶体？因为从物理角度二者之间并没有什么区别。
有趣的是，当一个人决定想要一件珍贵礼物的时候，她往往并不真正关心这件东西实际值多少钱，而是看你究竟是花了多少钱买的。这是不是很有趣呢？
不管怎么样，读了老粥的科普文章，可以少交许多智商税，也算是一大收获。还等什么？关注我吧！

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