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鑽石是怎麼形成的?鑽石形成的4個方法

2023年10月15日

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目前,世界上已知的鑽石形成方法有4種:第一種從地殼深處開採的天然鑽石;第二種是天外隕石撞擊生成的鑽石。第三、四種則是在實驗室和工廠里製造出來的培育鑽石 ;
天然鑽石形成方法
1、地殼深處高溫高壓
地球上絕大多數的天然鑽石是在10億多年前在地球表面以下100多英里處形成的。形成鑽石的過程,大家可以想像一下:地球板塊間不可阻擋地相互摩擦,直到一個板塊被另一個板塊“踩在腳下”,最終被迫進入地幔。這場大陸之戰製造了難以想像的溫度和壓力,俯衝帶的熱量和壓力導致地球中的天然碳碎片結晶形成了鑽石。
2、隕石墜落瞬間衝擊
西伯利亞的波皮蓋隕石坑發現鑽石後多年禁止進入。事實證明,這些鑽石是由隕石墜落的衝擊壓力形成的。火球撞擊半徑8.5英里內的石墨隨即轉化為鑽石。大多數鑽石直徑範圍在0.5至2.00毫米內,雖然達不到寶石級,但它們可用作工業需求,而且比普通鑽石硬度高達58%。
由於它們的硬度和六方晶體結構(與普通鑽石的立方結構相反),這種鑽石被稱為Lonsdaleite,以愛爾蘭晶體學家、皇家學會會員Kathleen Lonsdale的名字命名。
培育鑽石形成方法
1、高壓、高溫(HPHT)培育鑽
從本質上講,HPHT法複製了因板塊俯衝而形成天然鑽石的客觀條件。碳源、鑽石種子和金屬催化劑進入一個小載體內。該載體被放入一個巨大的機械壓力機中,其中的添加物被加熱到接近1500攝氏度,並施以驚人的壓力。熔化的金屬溶解碳通過助熔劑,遷移到鑽石種子並生長出我們所需的培育鑽。
2、化學氣相沉積 (CVD)法培育鑽
CVD法是從等離子體中釋放碳原子。在真空中將碳氫化合物氣體加熱至接近1000攝氏度,此時碳原子開始與其分子鍵分離。這些原子下降並落在先前生長的HPHT合成金剛石的平坦晶片上,並在垂直層中生長。用於珠寶的基材是方形的,但對於其他用途可能會有所不同。

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