首批实验室培育钻石
制造实验室钻石的首次尝试可以追溯到 20 世纪中期,当时科学家们能够在实验室中制造出体积小、质量低的钻石。经过数十年的潜心研究和技术进步,实验室培育出的钻石才能拥有与开采钻石相媲美的品质。
1797 年,科学家揭示了钻石的成分是纯碳,人们开始了对实验室培育钻石的探索。这一发现激发了人们在实验室中制造出第一颗钻石的热切决心。在整个 19 世纪,人们做出了无数努力,试图在实验室中复制有助于钻石形成的条件。尽管声称取得了成功,但研究人员在复制这些实验时还是遇到了困难。
1954 年,通用电气公司(GE)在秘密进行的 "超压项目 "中成功生产出第一颗经过验证的实验室钻石,从而取得了突破性进展。该项目于 20 世纪 40 年代启动,但因第二次世界大战而推迟,经过多年的实验,采用各种方法、温度和压力将碳转化为钻石。科学家们利用高压带式压机,将小的种子晶体置于极端条件下,将石墨溶解在铁、镍和钴等金属中,以加速向钻石的转化。
关键时刻来临了,因为所产生的材料证明不受切割工具的影响,证实了钻石的诞生。赫伯特-斯特朗和霍华德-特雷西-霍尔等科学家团队为这一里程碑立下了汗马功劳。
通用电气公司 1954 年生产的钻石虽然意义重大,但由于体积太小,无法用作宝石,只能应用于工业领域。然而,这一成就为通用电气在 1971 年开创宝石级晶体奠定了基础。他们的创新工艺包括对管内的石墨种子施加热量和压力,直至其成熟为钻石。
尽管这一发现具有开创性,但生产所需的高温和高压使人造钻石在经济上无法与天然钻石竞争。此外,最初的宝石级实验室培育钻石通常呈现出黄色色调和大量内含物,这使它们无法按照适用于白色或无色钻石的颜色和净度标准获得高等级。
研究表明,大量的氮元素是造成这些宝石呈现黄色的原因。随后对制造程序进行了改进和调整,成功地生产出了无瑕钻石。几十年来,美国、俄罗斯和中国的科学家们通力合作,最终研制出实验室培育的钻石,在克拉重量、颜色和净度方面都超过了天然钻石。渐渐地,这些实验室培育的宝石在钻石市场上占据了一席之地。