現在市場上已知的培育鉆石,主要基本上是由高溫高壓(HPHT)和化學氣相沉積法(CVD)兩種方式培育出來的鉆石。今天就來說一說兩種方式中的其中一種化學氣相沉積法(CVD)的發展現狀。
1、什么是CVD培育鉆石?
化學氣相沉積(CVD)是指化學氣相蒸鍍乃使用一種或多種氣體,在一加熱的固體基材上發生化學反應,并鍍上一層固態薄膜。所謂CVD(Chemical Vapor Deposition化學氣相沈淀)鉆石是以一塊天然鉆裸石為母石,利用高純度甲烷、加上氫、氮等氣體輔助,在微波爐中以高壓方式,讓甲烷中與鉆石一樣的碳分子不斷累積到鉆石原石上,經過一層層增生,可形成大至10克拉的透明鉆石。為使CVD的鉆石生長順利,碳源常用已具鉆石結構的甲烷。甲烷可視為以氫壓出的單原子鉆石。這種「長大」的鉆石,品質與天然鉆石幾無二致,肉眼難辨。
2、第一顆CVD培育鉆石
1952年,美國聯邦碳化硅公司的科學家威廉·艾弗索運用化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition,簡稱CVD)讓含碳的氣體不斷沉積在鉆石籽晶上,逐漸積聚和硬化形成鉆石。這是全球第一顆CVD培育出來的鉆石。
3、CVD培育鉆石的優勢
CVD培育出來的鉆石可以達到寶石級,產量大,生產時間短,凈度可達到VS級以上。隨著技術的發展,CVD培育鉆石不管是顏色、凈度、克拉重量各個方面都不斷的在加強,現在已知最大的一顆CVD培育鉆石是由上海征世培育出來的,達到了12.75克拉。
4、CVD培育鉆石全球發展現狀
21世紀以來,全球CVD培育技術的研發迎來突破性的進展,最近隨著培育鉆石市場的大熱,技術更新明顯加快。具有大批量生產寶石級CVD鉆石培育能力的國家主要是,中國、美國、印度、新加坡四個國家。
在美國消費者對培育鉆石的接受程度很高,培育鉆石市場相對成熟穩定,隨著生產商投資規模不斷擴大。例如美國企業戴比爾斯對于CVD鉆石生產工廠的投資都是以近一億美元來擴大生產,并成立培育鉆石品牌Light box。
印度作為全球鉆石加工地,全球90%的鉆石都在印度加工完成。由于美國對培育鉆石首飾需求的激增,印度培育鉆石出口額也明顯上升,讓印度培育市場處于前所未有的爆發期。隨之印度出現了大批CVD培育鉆石企業。例如Diamond Elements 該公司成立于2012年,可以大批量生產0.5-1.5克拉大小的CVD培育鉆石。但由于印度疫情越來越嚴重,再加上電量供應不穩定,造成印度培育鉆石的發展受到阻礙。
新加坡在寶石級CVD培育鉆石的技術也相對成熟,IIa Technologies Pte. Ltd.該公司成立于2005年運用微波等離子體化學氣相沉積(MPVCD)技術生產純凈無色的IIa型鉆石。2015年3月在新加坡建立了當時全球最大的鉆石生產工廠,約1.8萬平方米。IIa Technologies現在屬于印度Mehta集團旗下。該集團目前資產超過5億美元,在全球擁有超過15000名員工,其業務遍及亞洲、美洲和非洲。
5、CVD培育鉆石中國發展現狀
中國也是CVD培育鉆石可達到寶石級的四大國家之一,中國目前在高品質大克拉CVD鉆石的生產技術和規模都是領先的,例如中國企業上海征世和杭州超然是全球為數不多的高品質大克拉鉆石生產商,另外中科院的寧波晶鉆也是重要的CVD鉆石生產商。盡管美國和印度都在努力擴增產能,但美國由于疫情拖延了投產的時間,印度由于電力供應的不穩定,很難生產出高品質的CVD鉆石,這都給了中國企業充當長期霸主的機會。因此中國企業將在一定時間內依然是CVD鉆石最主要的供應國,這也是不少資本和機構看中CVD鉆石生產的原因。
隨著中國消費者對培育鉆石的接受度的增加,加之國際市場對CVD培育鉆石的需求激增,中國培育鉆石市場的發展也在不斷的擴大,生產商規模也在不斷增多。