科技的进步为美化人们的生活提供了更多的可能性和便利。人工晶状体技术的发展为市场提供了更多更便宜的材料，而识别技术的提高则起到了对市场和消费的监控和维护作用。合成钻石，尤其是合成彩钻，可以让爱美人士以较低的成本享受到彩钻带来的装饰美。

合成钻石是在实验室中人工合成的，与天然钻石具有基本相同的物理性质、化学成分和晶体结构。目前合成宝石级金刚石主要有高温高压合成法(HPHT合成法)和化学气相沉积法(CVD法)。

高压法合成金刚石(HPHT)

高压合成金刚石的原理

目前国际上流行的高温高压合成金刚石的设备主要有双面顶(带，主要流行于欧美国家)、六面顶(中国特有)、裂球(bars裂球，俄罗斯)或改进型裂球(Gemesis公司)。

高压合成法也叫晶种催化法。石墨是低压稳定相，金刚石(金刚石的矿物学名称)是高压稳定相。石墨直接转变成金刚石需要很高的压力和温度条件，一般10GPa，3000℃以上。如果有金属催化剂(如铁、镍、锰、钴及其合金)参与，石墨变成金刚石所需的温度和压力条件将大大降低，所以目前高温高压法合成金刚石都有金属催化剂参与。作为溶剂，金属催化剂位于碳源(通常是石墨)和金刚石籽晶之间。碳源在高温端，籽晶在低温端。由于碳源在高温端的溶解度大于低温端的溶解度，温差造成的溶解度差异成为碳源从高温端向低温端扩散的驱动力。碳源逐渐沉淀在籽晶上，金刚石晶体逐渐长大。因为晶体生长的驱动力是由温差引起的，所以这种方法也叫温差法。

人造钻石在长波紫外线下通常没有荧光，在短波光线下有黄色、绿黄色、橙黄色荧光。人造钻石在超短波紫外线或阴极射线下有特征性的条带现象，不同生长区域呈现不同颜色的荧光条带。

高压人造金刚石的应用

高压合成金刚石主要应用于许多领域，如钻探(从石油和地壳深部钻探到牙齿钻孔)、切割(从切割大理石到切割宝石)、航空航天(从机舱窗口到探测器[/k0/])、电子工业(从电子仪器到超级计算机芯片)、热交换(从大型锅炉到厨房用具)和珠宝。

合成钻石是在实验室中人工合成的，与天然钻石具有基本相同的物理性质、化学成分和晶体结构。目前合成宝石级金刚石主要有高温高压合成法(HPHT合成法)和化学气相沉积法(CVD法)。

化学气相沉积法合成金刚石

CVD金刚石合成原理

在化学气相沉积(CVD)中，含碳气体在高温等离子体的作用下离解，碳原子沉积在基底上形成金刚石薄膜。基底可以是非金刚石材料，但是单晶金刚石通常通过在金刚石基底上沉积碳原子来形成。含碳气体通常是指含有氮气、甲烷和氢气的混合气体。甲烷是人造钻石中碳原子的来源。氮可以提高生长速度，而氢可以抑制石墨的形成。通常CVD金刚石合成是在低压高温下进行的，压力一般小于一个大气压，温度在1000度左右。

CVD金刚石单晶多为板状，边缘偶尔可见小的八面体面和菱形十二面体面。早期的CVD合成钻石颜色多为深棕色或浅棕色，而最近发现的CVD合成钻石，经过后期的高温热处理，被证明是无色或接近无色的。CVD金刚石中的包裹体很少，可见一些针状、黑色的不规则包裹体。但不能作为区分天然钻石和HTHP人造钻石的依据。CVD金刚石中没有金属夹杂物，所以不具有磁性。