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鑽石合成方式—高溫高壓

目前世界上流行的高溫高壓合成鑽石的設備主要有兩面頂(belt,歐美國家主要流行)、六面頂(大陸特有)和分割球(barssplitsphere,俄羅斯)或改良的分割球(Gemesis公司)。

高溫高壓合成法又稱為種晶觸媒法。石墨是低壓穩定相,金剛石(鑽石的礦物學名稱)是高壓穩定相。由石墨直接向金剛石進行轉變,所需的壓力和溫度條件都很高,一般需要10GPa、3000℃以上的壓力和溫度。如果在有金屬觸媒參與的條件下(如Fe、Ni、Mn、Co等以及它們的合金),石墨變為金剛石所需要的溫壓條件將大為降低,所以目前高溫高壓法合成鑽石都有金屬觸媒參與。作為溶劑的金屬觸媒處於碳源(一般為石墨)與金剛石籽晶之間。碳源處於高溫端,籽晶處於低溫端,由於高溫端的碳源的溶解度大於低溫端的溶解度,由溫度差所產生的溶解度差則成為碳源由高溫端向低溫端擴散的驅動力,碳源在籽晶處逐漸析出,金剛石晶體漸漸長大。由於晶體生長的驅動力是由溫度差所致,因此也將該方法稱為溫度差法。

HTHP合成鑽石常為立方體、八面體及二者的聚形;顏色常為黃色、黃褐色,內部常見有色帶、金屬包裹體等特徵,未熔的金屬包體呈針狀、片狀、小柱狀或不規則的外觀,具金屬光澤,致使合成鑽石有磁性。