如何在實驗室中合成鉆石？

鉆石本質上是由碳構成，更確切的說，是由高度有序的碳原子組成。雖然地質學家仍在研究鉆石如何于10億至30億年前在地球上形成，但根據一項發表在《自然》（Nature）雜志上的研究，他們認為鉆石的形成過程是這樣的：

1. 二氧化碳被掩埋入地下100英里（約160公里）。

2. 加熱到1200攝氏度。

3. 被每平方厘米5,1000千克的壓力緊緊壓縮。

4. 迅速流向地球表面降溫。

可以看到，天然鉆石的形成條件非常苛刻，因此天然鉆石具有很高帶的經濟價值。由于天然鉆石的稀少，這就催生了人造鉆石：目前有兩種方法可以在實驗室中合成鉆石。

第一種合成鉆石的方法被稱為高溫、高壓法（簡稱HPHT法）。這是最接近地球內部產生的鉆石，原料是石墨（沒錯，石墨本質也是碳，是碳的一種同素異形體。我們最常接觸到的石墨就是鉛筆），把石墨置于高溫、高壓以及金屬催化劑的體系中。通過HPHT法，石墨的晶體結構被破壞重組，在幾天之內就能形成鉆石。然而，這些鉆石不像天然鉆石那么純，因為在反應體系中，有金屬催化劑參與其中。

另一種合成鉆石的方法就是化學氣相沉積法（簡稱CVD法），這種方法無需巨大的壓力，并且還能產生比天然鉆石更完美的人造鉆石。先把一塊鉆石置于減壓室中，然后用微波束轟擊天然氣，形成碳的等離子體。當氣體加熱到2000度時，碳原子就像“雨”一樣落在減壓室的鉆石上并依附在其之上，然后完美的鉆石就能在一夜之間生長出來。最后，再用高功率的激光把鉆石切割成想要的形狀就行。

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