金刚石是不是人工合成钻石（探讨〡为什么有了人造金刚石）

3000年前，古印度的克里希纳河谷发现了世界上第一颗钻石。钻石号称"宝石之王"， 它与红宝石、蓝宝石、祖母绿和金绿猫眼石同被列为大自然赋予人类的五大名贵宝石，而其中钻石又居于五大宝石之首，是世界上公认的最珍贵的宝石。

20世纪50年代，美国亨利·莫瓦桑发明了世界上第一颗人造钻石。直到今日，一克拉的钻石也要两万人民币以上。自然界的钻石固然稀有，那么自人造钻石成功制得的六七十年以来，为什么钻石价格依然居高不下？

今天，就让小编和大家聊聊钻石这个永恒的话题。

钻石，在过去是地位与权利的象征，十八世纪之前，巨富的印度历代君王是世界上唯一的钻石供应者。而今天这一点可能也不例外。总所周知，英国女皇的权杖和皇冠上都镶有一颗世界名钻，分别是“非洲之星第Ⅰ”和“非洲之星第Ⅱ”。权杖上的“非洲之星第Ⅰ”是至今世界上最大的天然钻石，重达530.2克拉（一克拉为200微克），代表着英国皇室至高无上的地位。

2017年5月16日，苏富比拍卖行在瑞士日内瓦举行春季珠宝拍卖会，一对彩色梨形钻石耳坠以大约5740万美元、约合3.95亿元人民币的总价，创下拍卖史上的新纪录。这对梨形耳坠产自南非，除颜色不同，外形几乎一模一样，分别重约16克拉。其中，深粉色钻石名为“阿泰米斯”，拍出1550万美元（1.067亿元人民币），另一颗钻石为深湖蓝色，名叫“阿波罗”，由于颜色比粉钻更罕见，价格是粉钻的两倍多。

钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石。简单地讲，钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。它稀有的原因首先要从其形成过程说起。

金刚石的实质是碳元素，与我们平常所见的石墨，活性炭中的碳元素一样，只是金刚石中碳的原子排列结构不一样，导致宏观结构我们所看到的金刚石是那么的晶莹剔透，而且是自然界中最硬的物质。

研究发现，金刚石的形成需要三个条件：碳元素，1200摄氏度以上的高温以及巨大的压力。自然界中的金刚石是地表以下100多公里富含碳元素的矿层，在高温高压下，经过20到30亿年的累积才能形成的。这种漫长而且煎熬的过程使得碳元素从乌黑的一文不值的炭块变成价值连城的透明晶体。

虽然地下形成的金刚石可能不在少数，但是我们能够得到的却是少之又少，这又是为什么呢？我们前面也提到了，金刚石的形成是在地下100多公里的地方，那是我们无法到达的深度，而获取金刚石的途径就剩下火山爆发的夹带了。火山爆发时会把地底下的岩浆带到地面，因此这也成为了大自然中金刚石的“搬运工”。

火山爆发时形成的“上升管道”是金刚石的聚居地，一般情况下金刚石的开采是环这些“上升管道”而建的。管道中间是金刚石最密集的地方，离中间越远其含量就越少。往往这些管道是成束出现的，但是令人奇怪的是一些管道中基本没有金刚石，这一点对地质学家来说依然是未解之谜。

了解了金刚石的形成过程及其巨大的价值，人类就开始模拟金刚石形成的环境。

从有了人造金刚石的想法开始，直到半个世纪后，1954年美国GE公司才研制成功了世界上第一颗人造金刚石。

1970年美国GE公司再次在人造金刚石技术上取得突破，利用高压下的温度梯度法首次合成出宝石级人造金刚石。

1982年日本科学家setak等首次在非金刚石基底上以每小时数微米的生长速率制备出了人造金刚石，使化学气相沉积法（CVD）制备金刚石薄膜技术取得了突破性进展。

我国1963年12月6日晚上在北京通用机械研究所高压试验室，在我国自行设计与制造的国产300吨61型两面顶超高压装置上，以高纯石墨粉为原料，以镍铬合金为触媒合成出了中国第一颗人造金刚石。

1964年4月我国自行设计成功6x6MNDS一023A型铰链式六压机。

1965年8月六面顶压机制造完成。

1966年7月3日正式投入合成工艺试验，并投入批量生产，当年生产人造金刚石一万克拉。

近几十年来，我国已形成压机约五千台以上、每年生产超硬材料12亿克拉以上的运行规模，产量位居世界首位，人造金刚石的历年产量不断攀升。

直到今年，德国奥格斯堡大学的研究人员研发出了一种在大约十分之一大气压力下，通过化学气相沉积法专门制造合成钻石的方法。用这种方法合成的钻石就是在低压条件下，采用一定方法激活含碳气体，使其中的碳原子在基底上过饱和沉积、生长成钻石。

这种方法的研发时间达到了将近30年，1991年奥格斯堡大学已经提出了该方案，直到近日才取得巨大突破，成功合成了世界上最大的人工钻石，重达155克拉，其直径比英国皇室权杖上的名钻还要大。

大家先来看一组数据。

从2001 年到2009 年，我国人造金刚石的总产量由16亿克拉增加到54 亿克拉，8 年当中增长了2.4 倍，年均复合增长率16.4%，2010 年同比增速达到81%，随后增速有所回落。2012 年，国内人造金刚石产量达到124 亿克拉，占到全球人造金刚石单晶总产量的90%以上，2014 年人造金刚石产量达到168 亿克拉。

人造金刚石产量如此之高，那么天然的钻石还值钱吗？ 这是毋庸置疑的。

主要的原因在于，我们合成的金刚石，颗粒太小，基本无法成为装饰品。实现量产的金刚石，我们需要用放大镜去观察，它们的直径基本都是一毫米以下。

其次，我国人造金刚石的消费领域只有极少部分流入装饰行业作为钻石。

人造金刚石的熔点达4000摄氏度，莫氏硬度为10，是世界上最硬的天然物质。这些性质使得金刚石成为了工业上不可或缺的重要物质。地质钻头和石油钻头需要金刚石、拉丝模需要金刚石、磨料需要金刚石、修整器需要金刚石、玻璃刀需要金刚石、硬度计压头需要金刚石、甚至是导弹的鼻锥都要镀上一层金刚石。

有人会问，人工合成155克拉的钻石不是也成功了吗，和天然钻石有什么区别吗？人工合成大型金刚石不会对天然金刚石的价值产生较大的影响还有以下几点原因：

一是人工合成的大型金刚石基本都处于实验阶段，无法实现量产。俄罗斯钻石合成公司于2015年合成10.02克拉的人工合成钻石，成品大小已经让人叹为观止，未切割的合成钻石原石重量更是达到32.2克拉。钻石在New Diamond Technology位于俄罗斯圣彼得堡的公司总部合成，耗时高达300小时。这种高耗时高成本的生产方式还只能存在于实验室。

二是人工合成的金刚石质量远不如天然金刚石，而且在一些机器上是可以分别出来的。所谓好粥要慢慢熬，天然金刚石是经过几十亿年在地底形成的，而人类仅仅在几十天内快速合成，其价值肯定是不一样的。德国奥格斯堡大学巨型钻石为盘状结构合成，盘状结构合成钻石在珠宝中的应用潜力十分有限，但领导这项研究的物理学家施雷克表示，这项技术的工业应用将十分广泛。

所以，虽然人造钻石产量很高，但是并不会影响天然钻石的价值。首先人造钻石的工业价值更高，其次人们在购买装饰用的钻石时，更希望购买的是天然钻石。