原標題：在河南縣城,，“鉆石賣得像白菜”

今年年初,，國內(nèi)各地文旅局花式整活,，許多地方隱秘“土特產(chǎn)”闖入了大眾的視野,。

河南洛陽更是出手驚人,，大手筆地給游客們贈送鉆石,，最大的足足有1克拉,，一天內(nèi)發(fā)了100顆,！

一時間，網(wǎng)友們小小的腦袋,，大大的問號——河南不是農(nóng)業(yè)大省嗎,？它的特產(chǎn)什么時候變成鉆石了？

圖片來源于網(wǎng)絡

其實,，河南不僅種農(nóng)作物有一手,，“種鉆石”也有些年頭了，全球80%的人造鉆石都來自河南,，尤其以商丘市柘城縣最為集中,。

人工培育的鉆石，是真的鉆石嗎,？

“鉆石恒久遠,，一顆永流傳?！边@是大家最耳熟能詳?shù)你@石廣告,，也被視為20世紀最成功的廣告。因為光彩奪目,，又和愛情和婚姻緊緊捆綁,，鉆石雖然價格昂貴，卻一直活躍在大家的目光中,。

那如果鉆石既能依舊閃耀,，價格又遠低于現(xiàn)在的價位，是不是非常理想,？這時候,，就需要人工培育鉆石登場了。

培育鉆石的英文名是“l(fā)ab grown diamond”,，直譯過來是實驗室里培育出來的人工鉆石,。

它們到底是不是真的鉆石？當然是,！

鉆石是寶石級別的金剛石,，成分是近乎純的碳，是石墨等碳物質(zhì)的同素異形體,。在鉆石晶體內(nèi)部,，每個碳原子都與周圍的四個碳原子緊密結合，形成一種在其他礦物中都不曾見到的特殊三維結構,，正是這種致密結構使得鉆石成為自然界最堅硬的礦物,。

鉆石和石墨的結構對比。二者都由碳原子組成,，這也是我們能用石墨制造鉆石的原因,。圖片來源：wikimedia

培育鉆石和天然鉆石一樣,，都是純碳原子構成的晶體，二者的晶體結構,、物理性質(zhì),、化學性質(zhì)、光學性質(zhì)本質(zhì)上沒有區(qū)別,。有專家生動地形容這二者,，“天然和人工的區(qū)別，就好比河流里的冰跟冰箱里的冰的區(qū)別,?！?/p>

人工培育鉆石，是可以得到鉆石行業(yè)三大鑒定機構發(fā)放證書的,，足見它的真鉆地位得到了官方認可,。2018年，美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會對鉆石定義進行了調(diào)整,，首次把培育鉆石歸到了鉆石的大類,。

鉆石到底是怎么種出來的？

天然鉆石埋藏在地球深處,。它是含碳礦物和一定比例的鐵族金屬,，在無氧環(huán)境中，900℃~1300℃的高溫和45~60千帕的高壓下,，經(jīng)過數(shù)億年才能形成,。

天然鉆石形成時間漫長，獲取成本高昂,。而人工培育的鉆石,，只需要數(shù)周，甚至幾天時間即可生成寶石級的鉆石,。

目前，培育鉆石的方法主要有兩種：一是高溫高壓技術（High Temperature and High Pressure,，HPHT）,；二是化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition，CVD),。

高溫高壓技術,，是中國的主流鉆石培植技術，尤其集中在河南,，主要儀器是六面頂壓機,。其合成經(jīng)過是，將包裹有石墨粉,、鉆石晶種和金屬觸媒的石墨柱,，放入超高溫,、高壓的反應倉內(nèi)，石墨粉經(jīng)過金屬觸媒粉催化,，在晶種上結晶,。鉆石以晶種為中心慢慢長大，一周左右即可生成,，最后經(jīng)過打磨,，切割，變成閃亮的新鉆石,。

利用了高溫高壓技術的BARS系統(tǒng)示意圖,。圖片來源：wikimedia

化學氣相沉積技術，目前是歐美國家主要使用的方法,。它的基本經(jīng)過是：在高溫,、低壓的真空環(huán)境下，把鉆石晶種,、含碳氣體一起放入反應倉內(nèi),，分解出氣體中的活性碳原子，并通過控制生長條件,，使活性碳原子均勻地沉積到天然鉆石薄片上,，形成新的鉆石。兩周后,，鉆石薄片可以有原來的十倍大,。這些被石墨包裹的鉆石很粗糙，需要用激光進行修整切割,，再拋光,，然后就是一顆顆閃閃發(fā)亮的鉆石了。

化學氣相沉積技術培養(yǎng)出的鉆石原石,。圖片來源：wikimedia

兩種培育方法各有利弊,，核心技術在于原料配比、生產(chǎn)工藝以及機器,。CVD法培育的鉆石,，培育周期長，成本較高,，顏色不易控制,，但純凈度高，較適宜5克拉以上培育鉆石合成,。HPHT法培育的鉆石,，生長速度快，成本低，但純凈度稍差,，且無法培育較大的鉆石晶體,，適合批量生產(chǎn)1~5克拉的鉆石毛石。

目前,，中國,、印度、美國分別主導培育鉆石生產(chǎn),、加工,、零售市場。

河南為什么能大量種起了鉆石,？

鉆石的原石——金剛石起先最重要的作用,，不是欣賞，而是用于機械加工,。

上世紀五十年代,，一些歐美國家成功通過高溫高壓法、化學氣相沉積法等方法成功合成了人工金剛石,。

同一時期,，新中國為了發(fā)展制造業(yè)，開始在全國選址興建砂輪廠,，批量制造磨具,。因河南鞏義發(fā)現(xiàn)了大型鋁礬土礦，中國第二砂輪制造廠最終落地于鄭州,。這個砂輪廠以及廠內(nèi)的鄭州三磨所（磨料磨具磨削研究所）,，就是之后中國超硬材料的“黃埔軍校”,。

制作磨料磨具需要的核心材料是金剛石,。當時中國的金剛石依賴進口，想要加快工業(yè)化發(fā)展,，中國必須研發(fā)自己的人造金剛石,。

帶著這樣的歷史使命，1960年,，鄭州三磨所承接了這個國家研究課題,。1963年，中國終于成功研制出本國的第一顆人造金剛石,，是繼美國、蘇聯(lián)等國之后的第五個國家,。但是,，有了人造金剛石還不夠，想要量產(chǎn),，就必須有制造金剛石的機器,。

1965年，鄭州三磨所和濟南鑄造鍛壓機械研究所一起攻關,，最終研發(fā)出了我國第一臺六面頂壓機,。六面頂壓機的生產(chǎn)效率，是國外兩面頂壓機的20倍,。隨著這臺“功勛壓機”的問世,，鄭州開始成為磨具磨料中心，培養(yǎng)了許多技術人才,，奠定了河南在超硬材料的領先地位。中國也由此,，開始成為超硬材料的中心,，從進口國成為出口國,。據(jù)統(tǒng)計,，河南超硬材料現(xiàn)有規(guī)上企業(yè)約300家,，上市公司7家,。

技術人員在探討生產(chǎn)工藝。圖片來源：新華社記者楊靜攝

隨著技術的提高,，用六面頂壓機培育的金剛石,，純度越來越高，很容易達到寶石級別的鉆石標準,。如今,，河南柘城縣已經(jīng)成為中國的“人造鉆石之都”，誕生了很多相關的知名企業(yè),。

性價比高的人工培育鉆石

市場買不買單？

目前,，市場上寶石級別的天然鉆石,，1克拉售價約2萬起步。雖然開采成本高是一個因素,，但價格居高不下的主要原因,，還是鉆石資源的壟斷。有數(shù)據(jù)顯示，世界上的鉆石資源有70%掌握在五大鉆石制造商手中,。他們制定著整個行業(yè)的游戲規(guī)則,，擁有絕對的定價權。

但隨著人工培育鉆石工藝的提高,，人造鉆石的品質(zhì)已經(jīng)可以與天然鉆石媲美,，且成本據(jù)說只有天然鉆石的10%左右。如此大的利潤空間,，甚至吸引了像戴比爾斯,、施華洛世奇等傳統(tǒng)珠寶巨頭紛紛開始布局人造鉆石市場，LVMH和GUCCI這類奢侈品牌也開始投資相關項目,。

對于收藏級別的鉆石而言,，天然和稀缺性是價值的關鍵，但作為普通生活中佩戴的飾品而言,，人造鉆石因其極高的性價比,，逐漸被消費者認知，市場前景廣闊,。

消費者在選購人造金剛石飾品,。圖片來源：新華社記者楊靜攝

很多人關心，戴培育鉆石能不能被人看出來,？肉眼完全看不出來,，無論是從火彩、凈度,、顏色,，它都和真鉆一樣，只有通過大型儀器,，檢測二者的光譜才能識別出不同,。隨著培育鉆石工業(yè)化的發(fā)展，人工鉆石的價格還將有所降低,。

除了作為寶石觀賞

人工培育鉆石有更廣闊前景

看起來只能當藝術品的美麗鉆石,，其實在工業(yè)領域運用非常廣泛，更是被稱為“工業(yè)牙齒”,。

因為具有極高的硬度,，鉆石長期被使用在小到玻璃切割、手工研磨,、機床工具,，大到石油與天然氣鉆井、地質(zhì)勘探,、煤炭及礦物采掘,、新能源等生產(chǎn)領域,。

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除此之外,，鉆石本身化學性質(zhì)穩(wěn)定，耐受酸性和堿性,，還有極高的導熱性,，被視為是比“硅”更環(huán)保，更高效,，更理想的終極半導體材料,。

當前，市面上絕大部分的半導體材料使用的是硅,。但硅有一些弱點——容易發(fā)熱,，且冷卻效率低下，還是電子垃圾的主要來源,。而鉆石則完全沒有這些問題,。鉆石半導體能夠提高功率密度，還可以制造出更快,、更輕,、更簡單的設備。人工培育鉆石未來很重要的一個布局是,，在光學,、熱學及半導體研究上得到應用。