「鑽石恆久遠,一顆永留傳」一句源自於1947年戴比爾斯(De Beers)的廣告標語,影響世間男女追求愛情的心境至今長達70多年,鑽石儼然成為人類心目中永恆與誓言的象徵,更開創了天然鑽石的無限商機。 然而,隨著時代的變遷、科技的進步,以及人類思維的轉換,天然鑽石在人們心目中的地位已大不如前。 還記得李奧納多狄卡皮歐(Leonardo DiCaprio)在2006年出演的電影《血鑽石》嗎?電影鏡頭下揭露出非洲開採天然鑽石的血腥場景,以及褻瀆人性、出賣靈魂的慘況。而李奧納多本人也因出演這部電影,進而開始關注天然鑽石開採問題,他更是Diamond Foundry的重要投資人之一,希望藉此降低鑽石開採對人權與自然環境所造成的傷害。 #什麼是培育鑽石? Diamond Foundry的官網標語「Just Diamond, No Mining」深植人心,中文意思是「唯有真鑽石,絕無採礦」。 培育鑽石(Lab-Grown Diamond,又稱人造鑽石、未來鑽石、合成鑽石)指的是採用最先進的科技工藝,在實驗室內培育出的鑽石。有些人可能會將培育鑽石視為鑽石的仿造品,但這是錯的,因為培育鑽石與天然鑽石擁有相同的物理原子結構,在鑽石4C的評鑑標準下,品質都能夠媲美,甚至超越天然鑽石,更被國際寶石權威機構認證為「真的鑽石」。 (圖片來源:Diamond Foundry) #如何生產培育鑽石? 為什麼大自然需要經過數十億年的時間在地底形成鑽石,而科學家卻能在實驗室裡產出一樣的結果呢?那是因為鑽石與石墨(常見用途為鉛筆筆芯),兩者的組成元素皆為碳(C),但由於原子排列方式不同,造成特性的天壤之別。 「科技始終來自於人性」,天然鑽石不僅價格不斐,並且開採過程不易,甚至牽扯人性、環境保護、價格操縱壟斷等問題,因此如果實驗室將石墨進行重新排列,並且給予足夠大的能量,就能夠變成閃閃發亮的鑽石。 培育鑽石又因製作方法的不同,分為:• HPHT鑽石:高溫高壓法(High-Pressure & High-Temperature)• CVD鑽石:化學蒸氣沉澱法(Chemical Vapor Deposition) (圖片來源:GIA) #HPHT鑽石(高溫高壓法) HPHT是一種較為傳統的鑽石培育方法,此法是透過實驗室內的特殊裝置,來模擬地球深處天然鑽石形成時的高壓高溫環境(約5萬大氣壓力、1300~1600°C),用裝置內的碳材料製造培育鑽石。 HPHT鑽石的生長過程:1. 將鑽石晶種置於專門打造的壓力條件下。2. 將生長室加熱至1300~1600°C,壓力高於5萬大氣壓。3. 熔融金屬(鐵、鎳、鈷等元素)將高純度碳源分解。4. 碳原子沉積在一小塊鑽石晶種上,培育鑽石開始生長,結晶過程需要數天至數週時間,以形成一個或多個晶體。 製造無色的HPHT培育鑽石曾是一大難題,因為氮會使鑽石變黃,過去技術尚未成熟時,培育出的鑽石會呈橙色、黃色不等,但多年來,隨著技術進步,HPHT培育鑽石的顏色不斷改善。除了使用於生長鑽石之外,HPHT法還可應用於改變天然鑽石的顏色,使其變為無色、粉紅色、綠色、藍色或黃色。 以HPHT法培育鑽石,鑽石的顏色等級通常可以達到D、E、F無色,少部分技術尚未成熟之實驗室會出現H級以下的顏色;淨度方面多半是 VS~SI 等級。高淨度的無色鑽石需要更長的生長時間,其生長所需溫度和壓力條件也需要得到更精準的控制。 ▼ 左圖為HPHT鑽石未切磨前的原樣,右圖為HPHT鑽石生長設備。 (圖片來源:GIA / Jeweller Magazine) #CVD鑽石(化學蒸氣沉澱法) 前文提到的高溫高壓法,培育鑽石過程緩慢,於是到了1960年,為了改善HPHT生產方式的缺點,科學家發展出化學蒸氣沉澱法(CVD),是更為新型的鑽石培育方法。 CVD 鑽石的生長過程:1. 將鑽石晶種置於鑽石生長室中(真空環境),並去除一切雜質。2. 生長室中注入甲烷和氫氣。3. 將生長室加熱至900~1200°C。4. 啟動高功率微波,使碳原子與氫原子分開。5. 游離的碳原子逐漸附著到晶種上,慢漫沉積成結晶狀的鑽石,並複製晶種的結構生長。 大多數CVD培育鑽石最初都是褐色的,但也可以生產出近無色或呈淺黃色的晶體,有時帶有石墨邊緣。HPHT可用於改善CVD鑽石的顏色,使鑽石顏色達到近乎無色的範圍。被選擇切磨成寶石的「無色」CVD鑽石,其淨度往往比天然鑽石高,大多在VVS2至VS1之間。 ▼ 左圖為CVD鑽石未切磨前的原樣,右圖為CVD鑽石生長設備。 (圖片來源:GIA / UMESH DESAI) #培育鑽石也有GIA證書?…
