高温高压工艺

        据北京圣园淘矿工场科普了解，HPHT 现在是一种广泛使用的商业工艺，被俄罗斯、瑞典、亚洲和美国的公司（特别是查塔姆和佛罗里达州萨拉索塔的 Gemesis）采用。钻石可以产生多种颜色，这些颜色可以通过辐照和加热进一步改变。HPHT、辐射和热量的组合现在能够产生几乎任何所需颜色的钻石。这给宝石实验室带来了持续的挑战。

        困扰其他宝石的检测问题现在也适用于钻石。这一挑战的紧迫性迫使主要的测试实验室开发检测钻石合成物和处理方法的方法，到目前为止，他们已经跟上了所有新技术。以下是 HPHT 创建的产品的总体概述。

        钻石通常以黄色/棕色宝石的形式出现在设备中（IB 型），有时呈黄色、绿色或橙色（IIA 型）。少数无色宝石属于 IIA 型，可能呈浅灰色或蓝色调，特别是如果添加了一些硼。如果这些原始晶体受到辐射，则往往会出现绿色、黄绿色或蓝绿色的宝石。

        如果原始宝石经过辐照，然后在高温下退火，IB 型宝石会变成粉红色、橙色、褐色或紫粉色。IB 型和一些 IA 型宝石可以变成红色、紫色和橙红色。Lucent Diamonds（丹佛）正在销售由三步工艺（HPHT 退火 + 辐照 + 低温退火）制成的“帝王红”钻石。Gemesis 正在大量生产黄色宝石，而 Chatham 则销售黄色、蓝色和粉红色调的合成宝石。

        “高温高压钻石。” 

        只有使用助熔剂，HPHT 方法才能在相当短的时间内生产钻石；碳溶解在助熔剂中并以金刚石晶体的形式沉淀出来。使用的助熔剂是金属：铁、镍和钴。这些金属经常以微小的内含物形式出现在钻石中，是非常有用的识别手段。有时铁含量足以使石头具有磁性！HPHT 方法生成非常好的金刚石晶体。几天之内就可以生产出小晶体（最多 3 克拉）！更大的石头是可能的，但需要更长的时间才能生长。

        HPHT 中晶体尺寸的限制导致人们寻找其他金刚石合成方法。早在 1940 和 1950 年代的薄膜研究，特别是在俄罗斯，最终导致了一种称为 CVD（化学气相沉积）的工艺。就在几年前，Apollo Diamond（波士顿）开始种植和销售宝石大小的 CVD 钻石。

        他们的过程在高温下分解甲烷气体，释放出碳，然后在相对较低的温度和压力下沉积在基材上。来自 CVD 晶体的宝石尺寸范围从米粒钻 [小于 1/4 克拉] 到大约 3/4 克拉，但与 HPHT 相比的一大优势是 CVD 钻石可以轻松制成无色（尽管也会生产深棕色、彩橙色和粉红色钻石）。

        而且这个过程可以在没有巨大成本的情况下扩大规模。钻石中金属颗粒的存在是最简单的情况——HPHT 来源的证明是肯定的。异常双折射是天然钻石的常见特征，仅在 HPHT 合成钻石的生长部分观察到。

        由于人造钻石通常是立方体（天然钻石绝大多数是八面体），因此在紫外线下可见的立方体生长模式是合成来源的决定性因素。其他变得越来越重要的特性包括光谱学（尤其是红外线）、阴极发光（CL，电子束下的荧光）和紫外 (UV) 光下的荧光（SW，短波和 LW，长波）。

        1990 年代中期，DTC（戴比尔斯旗下的钻石贸易公司）开发了多种工具，旨在帮助珠宝贸易识别合成钻石。“DiamondSure”测量可见光和紫外线的吸收并吐出“通过”（石头是天然的）或“参考”（需要更多测试）。

       DTC 声称该机器可识别 100% 的高温高压合成钻石，只有 1-2% 的天然钻石被“推荐”进行更多测试。“DiamondView”使用短波紫外线进行光致发光 (PL) 成像，并记录表面发光的数字图像。“DiamondPlus”使用激光和光谱仪进行高灵敏度测量，并将宝石置于液氮中。（光谱在超低温下变得更加清晰）。

        宝石学文献中充斥着关于新测试方法和新工艺的文章和报告。CVD 方法正用于将金刚石涂层应用于立方氧化锆和其他宝石。在用所有已知方法制造的合成材料上不断尝试新的辐射和热组合。在进行评估时，甚至很难将所有测试结果直接记在脑海中。

        检测 CVD、HPHT 和其他合成钻石是宝石学界面临的最大挑战之一，它依赖于测量各种特性，其中很少有单独的特性可用于做出明确的裁决。此外，所需的设备通常既复杂又昂贵，远远超出珠宝宝石和小型实验室的能力范围。

        实际上，只有主要的检测实验室才能正确地确定钻石是天然钻石还是合成钻石。分析的成本高到足以让除了相对少数的抛光钻石之外的所有钻石都无法接受检查。这意味着可能 99.999% 的所有抛光钻石永远不会被分级。批量筛选是一种潜在的解决方案，但一些筛选方法只能识别可能不是天然的宝石，因此需要进一步测试。正在开发更新的技术，可能会提供更可靠的确认。

        北京圣园淘矿工场科普想说，主要问题不是“你能识别”人造钻石。问题是“你会做适当的测试吗？” 这是成本的函数，对于除了更大和更昂贵的宝石之外的所有宝石来说，这可能会令人望而却步。

       这种差异为肆无忌惮的商人提供了机会和动力，将合成抛光钻石添加到天然宝石包裹中，依靠它们相同的外观和特性来避免被发现。将来可能会出售许多小钻石，但不能保证它们来自矿山，而不是实验室或工厂。

        注意：HPHT 已被用于将低质量的琥珀转化为令人惊叹的红色和绿色透明材料块，这与自然界中发现的任何琥珀完全不同。该过程甚至保留了一些通常在某些地方的琥珀中发现的昆虫遗骸，以及通常用于识别天然琥珀的“压力形成”。未来 HPHT 似乎有可能被用于处理其他宝石材料。