知识 什么是 CVD PVD 钻石?了解实验室培育钻石的 7 个要点
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技术团队 · Kintek Solution

更新于 2个月前

什么是 CVD PVD 钻石?了解实验室培育钻石的 7 个要点

CVD 金刚石,或称化学气相沉积金刚石,是一种通过低压下的化学过程在实验室培育出的金刚石。

这种方法包括使用经过特定化学反应的金刚石种子,在基底上沉积一层金刚石。

了解实验室培育钻石的 7 个要点

什么是 CVD PVD 钻石?了解实验室培育钻石的 7 个要点

1.生成过程

CVD 工艺以基底(通常是金刚石薄片)为起点,在基底上沉积金刚石材料。

该过程包括将气体(通常是甲烷和氢的混合物)引入反应室。

在低压和高温等受控条件下,气体被电离成等离子状态。

在这种状态下,碳原子从气体分子中分离出来,沉积到基底上,以金刚石的形式结合在一起。

2.CVD 方法的变化

CVD 方法有多种类型,包括

  • 等离子体增强化学气相沉积法(PECVD):使用等离子体增强化学反应。
  • 微波等离子体化学气相分解(MPCVD):利用微波能量产生等离子体。
  • 低压化学气相分解(LPCVD):在非常低的压力条件下运行。
  • 超高真空化学气相分解(UHVCVD):在超高真空环境下进行,可实现精确控制。

3.特征和生长后处理

CVD 金刚石的生长速度非常快,这可能会导致出现颗粒、斑点状内含物和棕色色调等不理想的特征。

通过生长后处理,如高压高温(HPHT)处理,可以减轻或改善这些缺陷。

不过,这种处理可能会带来新的问题,如乳化。

通常建议选择未经过此类处理的 CVD 钻石,以获得更自然的外观。

4.与 HPHT 钻石的比较

虽然 CVD 和 HPHT 都是制造实验室培育钻石的方法,但它们在工艺上有很大不同。

HPHT 复制了钻石在极压和极温条件下形成的自然过程,而 CVD 则是在低压条件下进行,并涉及化学反应。

5.应用和市场

CVD 钻石与天然钻石一样,在进入市场之前都要经过切割、抛光,并由 GIA 和 IGI 等独立实验室进行分级。

与开采的钻石相比,CVD 钻石因其生产道德、环境效益和成本效益而备受推崇。

6.历史背景

20 世纪 50 年代,人们首次发现了使用 HPHT 方法在实验室中培育钻石,此后,CVD 制造钻石的工艺于 20 世纪 80 年代完全确立。

CVD 金刚石制造领域的先驱包括 W.G. Eversole、Derjaguin 和 J. C. Angus。

7.总结

总之,CVD 钻石是宝石学领域的一个令人着迷的进步,为传统开采的钻石提供了一个可持续的、符合道德规范的替代品。

它们的生产过程非常复杂,但却能生产出几乎与天然钻石无异的高品质钻石。

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