培育钻石行业框架研究报告（40页）

与仿钻不同，培育钻石是在实验室中人工模拟天然钻石结晶的过程及条件培育的真钻石。人造钻石在化学成分、晶体形 态等化学物理性质方面与天然钻石相差无几，肉眼无法分辨，只有极为精密的仪器才能通过检测微量元素和晶体生长的 微小差异从而检测出二者差异。培育钻石在晶体结构的完整性、折射率、相对密度、色散等方面已经可以与天然钻石媲 美，在硬度値、导热性、热胀性、电阻率、可压缩性等方面，两者表现也几乎完全一致。培育钻石国标已经初步构建，4C为评级标准，与天然钻石相同。最新的培育钻石国标中，除了明确合成钻石品质评价与 自然界的稀有度无相关性，其他品质评价项目多参照了GB/T 16554《钻石分级》执行。从颜色（Color）、净度（ Clarity）、切工（Cut）及重量（Carat）四个维度对钻石的品质进行评测，简称4C分级。颜色级别分为D、E、F、G、H 、I、J、K、L、M、N。关于人造金刚石的研究由来已久，工业上已经应用成熟。

18世纪末，法国化学家拉瓦锡发现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，为后世的培育钻石技术提供了理论基础。1953年，瑞士工程公司（ASEA ）首次合成出了40粒小颗的钻石，开启人工制备金刚石的新纪元。此后，工业级钻石的合成技术得到广泛应用，目前几 乎三分之二的工业用钻已由合成钻石替代，主要应用于钻头、拉丝模具、磨料、工艺品等领域。 宝石级培育钻石随着技术进步逐渐出现，近两年稳定生产大克拉技术突破迎来行业爆发点。1970年，宝石级大颗粒的钻 石在美国通用电气公司合成成功。2012年，随着合成技术不断成熟，培育钻石在美国消费市场零星出现。2020年，国内 培育钻石厂商能批量稳定生产3-6克拉钻石毛坯，颜色可达最高可达D色，净度最高可达VVS，4C标准上达到较好水平。CVD法指将含碳元素的混合气体置于高温低压的环境下，将晶种至于真空腔体内，通入含氮、甲烷和氢的含碳混合气体 ，其中甲烷是合成钻石碳原子的来源、而氮则其催化作用，增加钻石生长速度，氢可以抑制石墨的形成，在高温等离子 的作用下，含碳气体被离解，碳原子在钻石基底上沉积成钻石膜。微波等离子体CVD是制备高质量金刚石的首选方法。