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【#合肥一国家实验室技术实现产业化#】以一颗天然钻裸石为“种子”,在高温低压的环境下,籽晶片慢慢“成长”,一周时间就能长成一克拉的“真钻石”。
6月16日,记者走进合肥这个能“种”钻石的神奇实验室。虽是实验室培育的钻石,但化学和物理特性上和天然钻石一样,有着各种国际认证的证书,不同的是它会标注“Laboratory grown diamond”,价格是天然钻石的20%到30%。
这个培育钻石的科研团队源于合肥一国家实验室。经过30多年的沉淀,这项技术从实验室走向市场,为人们的生产生活服务。
培育钻石是什么?在实验室里生长的“真钻石”
一个个装满气体的容器,像一个个大型微波炉,戴上专业眼镜,可以从一个小小的孔里窥探到正在卖力生长的钻石毛坯。6月16日,记者来到位于合肥高新区的一个培育钻石的实验室。这是什么钻石呢?和我们在商场里所购买的钻石又有什么不同呢?
这个实验室来自于合肥先端晶体科技公司,公司总经理宋学瑞告诉记者,这种钻石其实是一种人工培育的钻石,也叫培育钻石。它是以一块天然钻裸石为种子,利用高纯度甲烷,加上氢等气体辅助,在微波等离子发生器内,以高温低压的方式,形成碳离子。这些等离子体就会像灰尘一样,在空气中一点一点沉积到种子钻石上,籽晶片就会慢慢地一层一层越长越大。
在实验室里,记者见到了钻石培育的全过程。先是在一个个激光切割仪器里,对一块块裸石进行切割,之后它们会进入到另外一个房间内进行抛光和打磨,最后再进入甲烷和氢气的容器里,通过高温低压,让其慢慢生长。“最大可形成大至10克拉的透明钻石。”宋学瑞说,在实验室长成的是钻石毛坯,切割加工后成为可以佩戴的闪闪发亮的钻石。“因为从化学和物理特性上和天然钻石一样,它也是真钻石。”
一颗钻石长成要多久?一克拉钻石长成只需一周
一颗天然钻石的成长,需要经历几百万年甚至是几亿年的时间。但是如果在实验室里,一颗一克拉的大钻石长成只需要5-7天的时间。当然,克拉数越高,生长的时间就越长。
在生长钻石的容器里,记者看到有高温的光线照射着正在生长的钻石。宋学瑞说, 正是这样的高温低压,让钻石得以快速生长。“生长中的温度非常重要,一旦太高了,价值不菲的钻石就会在顷刻间变成一钱不值的石墨。我们实验室一般控制在800-1000℃。”
钻石作为顶级的奢侈品,在珠宝市场尤其受到女性青睐。但是天然的钻石产量毕竟有限,因此它才会尤为珍贵。长期的开采,消耗大量的人力、能源,且这种资源不可再生。“与天然钻石比起来,培育钻石的优点就在于它是可持续的资源,更加环保,并且它的纯净度也更高。”
培育钻石怎么用?价格如何?作为首饰佩戴,也可应用于工业和量子信息实验
“钻石恒久远,一颗永流传”,这个广告语在全世界广为流传,它也给钻石赋予了一种特殊意义。但随着科技的发展,人工培育钻石的出现,钻石可能也将被重新定义。“像一些国际知名珠宝品牌、奢侈品牌都开始在产品上采用培育钻石了。”宋学瑞介绍,培育钻石的价格大约是天然钻石的20%-30%。也就是说,如果你能够接受培育钻石成为你的佩戴宝石的话,那么你就有了“钻石自由”的可能性。
除了时尚和装饰外,培育钻石在工业上的运用更加广泛。该公司销售总监胡学勖表示,由于钻石的硬度和它天然的导热效果,它可以运用在刀具领域、电子器件热管理、光学窗片、量子信息领域。并且它的半导体参数也优于其他半导体,它也是一种终极半导体材料。
谈及未来培育钻石的价格,胡学勖称,“培育钻石与天然钻石虽然性质一样,对于市场来说属于两种不同定位的产品,价格上形成互补。经过这些年的发展,未来的价格还是会相当稳定。”
“钻石园丁”是谁?源于合肥这个国家实验室
在宋学瑞的公司,我们也看到了许多已经打磨成成品,可以直接售卖的一克拉到4克拉裸钻,捧在手心里的培育钻石和商场橱窗里的天然钻石毫无差别,它的每一个切割面都在反射着光芒,闪闪发亮。
那么这些实验室里长出来的钻石究竟用的是什么高科技呢?宋学瑞为我们揭开谜底。
我们看到的这些闪闪发光的、从一克拉到4克拉不等的钻石所用的是CVD的技术。英文名全称叫做ChemicalVaporDeposition,也就是化学气相沉淀。这种技术源于中国科大的一所国家实验室。
“当时我们的先端薄膜实验室对实验器材有需求,需要金刚石薄膜。”宋学瑞说,“这个器材是很薄的一片,用于NV色芯的研究,那时只有国外能提供这种原材料。原料掌握在别人手上,成为实验的一个瓶颈,我们必须自己来做。”
宋学瑞是中国科大物理系毕业的博士,公司的创始人都是中国科大的教授,而他和公司的核心研发团队也都是中国科大的博士。1988年,这个实验室开始探索培育金刚石方面的科学研究,经过了30多年,经历了无数次实验失败积累的经验,才终于掌握了培育钻石的全流程技术。
“像这个抛光的仪器就是我们实验室自己研发的。培育钻石的很多仪器都是我们自己做的。”中国科大的这个团队创立的公司虽然成立于2017年,但是培育钻石的技术从实验室走向产业化,却用了30多年。这也是一项重要的技术成果转化。
胡学勖透露,目前公司有20多人,每年的产值都是成倍增长,今年有望突破3000万元。“我们是培育钻石的生产方,属于这个产业的上游,在我们中下游还有打磨切割、工业生产等。我们的生产技术在全国是最先进的,产品也销往全国各地以及印度、美国等多国。”
还有很多人想问,培育钻石有官方认证吗?胡学勖说,跟天然钻石一样,国际权威珠宝检测机构GIA、IGI、HRD也会按照天然钻石标准出具相应的证书。不同的是,它们的证书上会特别标注“Laboratory grown diamond”,就是实验室培育钻石。
6月16日,记者走进合肥这个能“种”钻石的神奇实验室。虽是实验室培育的钻石,但化学和物理特性上和天然钻石一样,有着各种国际认证的证书,不同的是它会标注“Laboratory grown diamond”,价格是天然钻石的20%到30%。
这个培育钻石的科研团队源于合肥一国家实验室。经过30多年的沉淀,这项技术从实验室走向市场,为人们的生产生活服务。
培育钻石是什么?在实验室里生长的“真钻石”
一个个装满气体的容器,像一个个大型微波炉,戴上专业眼镜,可以从一个小小的孔里窥探到正在卖力生长的钻石毛坯。6月16日,记者来到位于合肥高新区的一个培育钻石的实验室。这是什么钻石呢?和我们在商场里所购买的钻石又有什么不同呢?
这个实验室来自于合肥先端晶体科技公司,公司总经理宋学瑞告诉记者,这种钻石其实是一种人工培育的钻石,也叫培育钻石。它是以一块天然钻裸石为种子,利用高纯度甲烷,加上氢等气体辅助,在微波等离子发生器内,以高温低压的方式,形成碳离子。这些等离子体就会像灰尘一样,在空气中一点一点沉积到种子钻石上,籽晶片就会慢慢地一层一层越长越大。
在实验室里,记者见到了钻石培育的全过程。先是在一个个激光切割仪器里,对一块块裸石进行切割,之后它们会进入到另外一个房间内进行抛光和打磨,最后再进入甲烷和氢气的容器里,通过高温低压,让其慢慢生长。“最大可形成大至10克拉的透明钻石。”宋学瑞说,在实验室长成的是钻石毛坯,切割加工后成为可以佩戴的闪闪发亮的钻石。“因为从化学和物理特性上和天然钻石一样,它也是真钻石。”
一颗钻石长成要多久?一克拉钻石长成只需一周
一颗天然钻石的成长,需要经历几百万年甚至是几亿年的时间。但是如果在实验室里,一颗一克拉的大钻石长成只需要5-7天的时间。当然,克拉数越高,生长的时间就越长。
在生长钻石的容器里,记者看到有高温的光线照射着正在生长的钻石。宋学瑞说, 正是这样的高温低压,让钻石得以快速生长。“生长中的温度非常重要,一旦太高了,价值不菲的钻石就会在顷刻间变成一钱不值的石墨。我们实验室一般控制在800-1000℃。”
钻石作为顶级的奢侈品,在珠宝市场尤其受到女性青睐。但是天然的钻石产量毕竟有限,因此它才会尤为珍贵。长期的开采,消耗大量的人力、能源,且这种资源不可再生。“与天然钻石比起来,培育钻石的优点就在于它是可持续的资源,更加环保,并且它的纯净度也更高。”
培育钻石怎么用?价格如何?作为首饰佩戴,也可应用于工业和量子信息实验
“钻石恒久远,一颗永流传”,这个广告语在全世界广为流传,它也给钻石赋予了一种特殊意义。但随着科技的发展,人工培育钻石的出现,钻石可能也将被重新定义。“像一些国际知名珠宝品牌、奢侈品牌都开始在产品上采用培育钻石了。”宋学瑞介绍,培育钻石的价格大约是天然钻石的20%-30%。也就是说,如果你能够接受培育钻石成为你的佩戴宝石的话,那么你就有了“钻石自由”的可能性。
除了时尚和装饰外,培育钻石在工业上的运用更加广泛。该公司销售总监胡学勖表示,由于钻石的硬度和它天然的导热效果,它可以运用在刀具领域、电子器件热管理、光学窗片、量子信息领域。并且它的半导体参数也优于其他半导体,它也是一种终极半导体材料。
谈及未来培育钻石的价格,胡学勖称,“培育钻石与天然钻石虽然性质一样,对于市场来说属于两种不同定位的产品,价格上形成互补。经过这些年的发展,未来的价格还是会相当稳定。”
“钻石园丁”是谁?源于合肥这个国家实验室
在宋学瑞的公司,我们也看到了许多已经打磨成成品,可以直接售卖的一克拉到4克拉裸钻,捧在手心里的培育钻石和商场橱窗里的天然钻石毫无差别,它的每一个切割面都在反射着光芒,闪闪发亮。
那么这些实验室里长出来的钻石究竟用的是什么高科技呢?宋学瑞为我们揭开谜底。
我们看到的这些闪闪发光的、从一克拉到4克拉不等的钻石所用的是CVD的技术。英文名全称叫做ChemicalVaporDeposition,也就是化学气相沉淀。这种技术源于中国科大的一所国家实验室。
“当时我们的先端薄膜实验室对实验器材有需求,需要金刚石薄膜。”宋学瑞说,“这个器材是很薄的一片,用于NV色芯的研究,那时只有国外能提供这种原材料。原料掌握在别人手上,成为实验的一个瓶颈,我们必须自己来做。”
宋学瑞是中国科大物理系毕业的博士,公司的创始人都是中国科大的教授,而他和公司的核心研发团队也都是中国科大的博士。1988年,这个实验室开始探索培育金刚石方面的科学研究,经过了30多年,经历了无数次实验失败积累的经验,才终于掌握了培育钻石的全流程技术。
“像这个抛光的仪器就是我们实验室自己研发的。培育钻石的很多仪器都是我们自己做的。”中国科大的这个团队创立的公司虽然成立于2017年,但是培育钻石的技术从实验室走向产业化,却用了30多年。这也是一项重要的技术成果转化。
胡学勖透露,目前公司有20多人,每年的产值都是成倍增长,今年有望突破3000万元。“我们是培育钻石的生产方,属于这个产业的上游,在我们中下游还有打磨切割、工业生产等。我们的生产技术在全国是最先进的,产品也销往全国各地以及印度、美国等多国。”
还有很多人想问,培育钻石有官方认证吗?胡学勖说,跟天然钻石一样,国际权威珠宝检测机构GIA、IGI、HRD也会按照天然钻石标准出具相应的证书。不同的是,它们的证书上会特别标注“Laboratory grown diamond”,就是实验室培育钻石。
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