❶ 培育鑽石是怎麼形成的
鑽石的培育是一個將小鑽石培養長大的過程。
(1)源自鑽石種子:在實驗室中,利用先進的設備和前沿技術還原自然環境,將砂礫大小或是薄片裝的鑽石作為種子,置入培養倉內,為鑽石的生長提供原子結構模板;
(2)高溫高壓環境:在培養倉里,溫度和壓強將迅速升高,大道地底深處過百里公里處的高溫高壓環境,人工創造天然鑽石苛刻的形成條件;
(3)通入含碳養料:石墨(C)或甲烷(CH4)將碳源加入培養倉,在高溫高壓環境和特殊處理下,原料中的碳原子間的化學鍵將斷裂,成為游離的碳原子;
(4)種子培育大小:游離的碳原子會被附近的碳原子結構吸引,所以他們會逐漸附著在鑽石種子上,與鑽石種子的碳原子結合,形成新的化學鍵,從而讓種子逐步長大。
培育鑽石分類
市面上可以批量生產鑽石的方法有兩種: Chemical Vapor Deposition 化學氣象沉積,簡稱CVD, 以及High Pressure High Temperature 高溫高壓,簡稱HPHT。
CVD化學氣象沉澱法
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,並鍍上一層固態薄膜。所謂CVD(Chemical Vapor Deposition化學氣相沈澱)鑽石是以一塊天然鑽裸石為母石,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,讓甲烷中與鑽石一樣的碳分子不斷累積到鑽石原石上,經過一層層增生,可形成大至10克拉之透明鑽石。為使CVD的鑽石生長順利,碳源常用已具鑽石結構的甲烷。甲烷可視為以氫壓出的單原子鑽石。這種「長大」的鑽石,品質與天然鑽石幾無二致,肉眼難辨。
HPHT高溫高壓法
HPHT有幾種不同的機器,原理都是類似的,在機器中心創造出一個高溫高壓的環境,能把碳原料粉末壓成鑽石。中間需要金屬催化劑,因此很多HPHT鑽石都會有金屬雜質包含在內。早期只能製作黃色小顆粒,作為工業磨料使用;隨著技術進步,很多國內廠商可以製造出無色大顆粒,金屬包含物也越來越少,達到了珠寶等級。國內產能主要集中在切割後裸鑽重量1克拉以下。俄羅斯有一家曾經長出一顆切割後10克拉的大鑽石,不過這種大顆粒萬里挑一,目前不能量產
❷ 鑽石是怎麼形成的呢
鑽石是由金剛石雕琢加工而成。
鑽石形成的時間從已經開采出來的鑽石來看,大部分鑽石形成於33億年和12-17億年這兩個時期。其實每個時期都會有形成天然鑽石的可能性,只不過從形成到被開采出來需要很長的時間,最短的也需要幾億年的時間,重要的是地殼要保持幾億年時間不變動。
鑽石保養注意事項
平常做家務或者是比較繁重的工作時,最好把鑽石首飾取下,特別是鑽戒和手鏈,以免一不小心碰傷鑽石,而且勞累的時候出汗多,分泌油脂也多,這樣對鑽石也不好。
如果發現鑽石又輕微的污染,就自己進行簡單的鑽石的保養,可以取涼水與溫和的清潔劑按一定比例調配,然後將首飾浸泡水中,用軟毛刷輕輕刷洗,清洗完畢用紙巾吸干水分即可。這里需要注意了:如果清洗工作在水池中進行,一定要把出水口堵上!否則如果鑽石不小心脫落,那後果就可想而知了。
❸ 請問鑽石是怎麼生成的。,生長在什麼地方
鑽石的原石是金剛石,形成條件一般為壓力在4.5~6.0GPA的環境下,相當於出產的地方要達到地表以下150~200千米深,所需溫度一般最低在1500攝氏度,有不同的層級,有的可以低到1100攝氏度。鑽石形成於上地幔,地球堅硬的地表層下最濃稠、最柔軟的一層。
大部分鑽石主要形成於33億~9億年前,在到達地表前已在地球深處存在了相當長的時間。在對生長有鑽石的礦物包裹體進行顯微分析的基礎上。
科學家們確定了兩種基本的岩石類型:一類是榴輝岩類(E型),另一類是橄欖岩類(P型)。榴輝岩是一種粗粒不等粒變質岩,主要由石榴石和輝石組成,形成於高溫高壓的環境之下,位於地殼深處的變質岩區。
榴輝岩的化學成分與玄武岩相似,其形成與俯沖碰撞作用有關,並經歷過海洋地殼玄武岩變質作用。橄欖岩包含的岩石種類非常多,例如純橄欖岩、斜方輝石橄欖岩和二輝橄欖岩,含有不同混合比例的橄欖石、斜輝石和斜方輝石,是地幔中最常見、最豐富的岩石。
(3)鑽石怎麼長出來擴展閱讀
鑽石的其他用途
1、工業用途
地質鑽頭和石油鑽頭金剛石、拉絲模用金剛石、磨料用金剛石、修整器用金剛石、玻璃刀用金剛石、硬度計壓頭用金剛石、工藝品用金剛石。
2、慢性毒葯
文藝復興時期,用金剛石粉末製成的慢性毒葯曾流行在義大利豪門之間。當人服食下金剛石粉末後,金剛石粉末會粘在胃壁上,在長期的摩擦中,會讓人得胃潰瘍,不及時治療會死於胃出血,是種難以讓人提防的慢性毒劑。
❹ 鑽石是怎麼做出來的
人工合成鑽石的技術,主要就是模仿天然鑽石生長時的環境來培養鑽石。合成鑽石就晶體形成之生長方式而言,大致可分為三種方式:一就是高溫高壓法,二是震波法,三是化學氣相沉澱法。
一、高溫高壓法:這種方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蠟、糖等;有份報告曾列舉二十幾種合成成功的材料。應用的催化劑可用鐵、鈷、鎳、銠、釕、鈀、鋨、銥、鉻、鉭、鎂,或這些金屬元素的混合物。要求至少要達75,000atm(大氣壓),最好在80,000atm至110,000atm的高壓狀態,形成溫度則要在1200℃�9�12000℃之間,最好是在1400℃�9�11800℃之間。反應艙的中部為高溫區,碳源置放在該區,晶種放在反應艙下部的低溫區。以石墨為碳源,晶種固定在氯化鈉(食鹽)晶床內,晶種某特殊晶面對著金屬催化劑,在晶種和碳源之間放置直徑6mm,厚3mm,金屬催化劑圓柱,此金屬催化劑是鐵鎳合金。組合後,置入單向加壓,四塊斜滑面式立體超高壓高溫裝置中,再放入1000頓的油壓機內,反應腔溫度約1450℃,壓力控制在6GPa左右,生長時間22~52小時。
二、震波法:主要是利用爆炸時所產生的瞬間高溫高壓條件來合成鑽石,所合成的鑽石顆粒都很小(通稱鑽石粉),只適合在工業上應用。
三、化學氣相沉澱法:首先把氫氣和含碳氫的氣體(一般使用甲烷CH4),通過一組調節器,調節兩種氣體的比例,然後利用微波波源或電熱絲等,加熱混合的氣體,使溫度達2000℃左右,氫氣和甲烷會分解成氫原子和碳原子形成的電漿流,然後在加熱至600~1000℃的基質上,結核長成薄膜。
❺ 人工鑽石怎麼形成的
原生金剛石是在地下深外處(130—180Km)高溫(900—1300℃)高壓(45—60)×108Pa下結晶而成的,它們儲存在金伯利岩或榴輝岩中,其形成年代相當久遠。南非金伯利礦,橄欖岩型鑽石約形成於距今33億年前,這個年齡幾乎與地球同歲;而奧大利亞阿蓋爾礦、波札那奧拉伯礦,榴輝岩型的鑽石雖說年輕,也分別已有15.8億年和9.9億年了。藏於如此大的地下深處達億萬年之久的鑽石晶體要重見天日,得有助於火山噴發,熔岩流將含有鑽石的岩漿帶入至地球近地表處,或長途遷徒淀於河流沙土之中。前者形成的是原生管狀礦,後者形成的則為沖積礦。這些礦體歷經艱辛開采後,還需經過多道處理遴選,才可從中獲怪毛坯金剛石。毛坯金剛石中僅有20%左右可作首飾用途的鑽坯,而大部分只能用於切割、研磨及拋光等工業用途上。有人曾粗略地估算過,要得到1ct重的鑽石,起碼要開采處理250噸礦石,采獲率是相當低的;如果想從成品鑽中挑選出美鑽,那兩者的比率更是十分懸殊的了。?
已知現今世界上只有三十餘個國家和地區產鑽石,且分布極不均勻,主要集中在澳洲、非洲,次為亞洲和南美洲。其中澳大利亞、扎伊爾、波札那、前蘇聯和南非為世界上五大鑽石生產國,佔全球鑽坯供應量八成有多。
我國鑽礦開發雖有著較長歷史,清道光年間湘西桃源、常德一帶、山東郯城區都先後發現過鑽石。20世紀中葉湖南還找到過鑽石砂礦。然而,鑽石原生礦床60—70年代僅在遼寧瓦房店、山東蒙陰和貴州東部地區發現。?
物以稀為貴。綜觀當今世界,鑽石分布范圍小,產量低。加之開采困難,自然鑽石就更顯彌足珍貴了。一顆鑽石,從孕育於地殼岩漿之中至佩戴於您的手上,輾轉周遊萬里,途經數百人之手,個中開采、加工艱辛復雜,做成精緻的飾品更是藝術的創造,最後又經您慧眼上識,佩戴,才再度炫耀於世,因此,這是一種何等奇特的福緣!
什麼是人造金剛石
鑽石由金剛石加工琢磨而成,是珠寶中的貴族,它通明剔透,散發著清冷高貴的光輝,頗有「出淤泥而不染」的氣質。天然金剛石的形成和發現極為不易,它是碳在地球深部高溫高壓的特殊條件下歷經億萬年的「苦修」轉化而成的,由於地殼的運動,它們從地球的深處來到地表,蘊藏在金伯利岩中,從而被人類發現和開采。
金剛石不僅可以加工成價值連城的珠寶,在工業中也大有可為。它硬度高、耐磨性好,可廣泛用於切削、磨削、鑽探;由於導熱率高、電絕緣性好,可作為半導體裝置的散熱板;它有優良的透光性和耐腐蝕性,在電子工業中也得到廣泛應用。18世紀末,人們發現身價高貴的金剛石竟然是碳的一種同素異形體,從此,制備人造金剛石就成為了許多科學家的光榮與夢想。
一個世紀以後,石墨 ——碳的另一種單質形式被發現了,人們便嘗試模擬自然過程,讓石墨在超高溫高壓的環境下轉變成金剛石。為了縮短反應時間,需要2 000 ℃高溫和5.5萬個大氣壓的特殊條件。
1955年,美國通用電氣公司專門製造了高溫高壓靜電設備,得到世界上第一批工業用人造金剛石小晶體,從而開創了工業規模生產人造金剛石磨料的先河,現在他們的年產量在20噸左右;不久,杜邦公司發明了爆炸法,利用瞬時爆炸產生的高壓和急劇升溫,也獲得了幾毫米大小的人造金剛石。
金剛石薄膜的性能稍遜於金剛石顆粒,在密度和硬度上都要低一些。即便如此,它的耐磨性也是數一數二,僅5微米厚的薄膜,壽命也比硬質合金鋼長10倍以上。我們知道,唱片的唱針在微小的接觸面上要經受極大的壓力,同時要求極長的耐磨壽命,只要在針尖上沉積上一層金剛石薄膜,它就可以輕松上陣了。如果在塑料、玻璃的外面用金剛石薄膜做耐磨塗層,可以大大擴展其用途,開發性能優越又經濟的產品。
更重要的是,薄膜的出現使金石的應用突破了只能作為切削工具的樊籬,使其優異的熱、電、聲、光性能得以充分發揮。目前,金剛石薄膜已應用在半導體電子裝置、光學聲學裝置、壓力加工和切削加工工具等方面,其發展速度驚人,在高科技領域更加誘人。
❻ 鑽石是不是煤炭在地底下時間長了,而形成的
鑽石
約45億年前,地球誕生不久,鑽石就孕育在地幔中,也就是地表下161千米處,一個非常復雜的地方,那裡很熱,溫度高達1300度,壓力也很大,約4500-60000個大氣壓。在這樣的高溫、極高氣壓及還原(缺氧)環境下,碳原子才結晶成為珍貴的鑽石。這種條件極其罕見,所以地球數十億年形成的鑽石資源珍稀有限。
經過歲月悠長「煉獄」般的洗禮,隨著火山劇烈爆發,才有機會讓沉睡億年的美麗重現人間。火山噴發,讓岩漿像一台升降機一樣,攜帶著160公里深處的鑽石及其他岩石和礦物,一起向上穿過地幔,沖破地殼,來到地表。它們以鑽石毛坯(原石)的形式,被人類發現和開采。
不是所有的鑽石原石,都能成為首飾級鑽石。在開采出的金剛石中,平均只有20%達到寶石級,而80%只能用於工業。要得到1克拉鑽石的原石,需要250噸的金伯利岩,而且最終也只能打磨出大約20至50分的鑽石成品。
煤炭
而碳是一種非金屬元素,位於元素周期表的第二周期IVA族。碳是一種很常見的元素,它以多種形式廣泛存在於大氣和地殼和生物之中。
鑽石和煤炭主要是兩者形成的環境不同:鑽石形成環境需要有高溫高壓以及環境驟變;而煤炭形成環境需要及其穩定的、還原性的環境。