碳,這個低調的非金屬元素,化學符號C,它穩定、無害,甚至能以石墨或活性炭的形式被安全攝入。然而,碳還有多種“變身術”,比如金剛石、石墨、石墨烯、富勒烯等,它們的身影出現在航空、醫療、石油化工、國防等各個領域,任勞任怨,默默奉獻。
咱們今天,要聊的這位“碳”,它不再默默無聞,而是搖身一變,成了閃閃發亮的鉆石,上演了一場從“灰姑娘”到“白雪公主”的華麗逆襲!?
培育鉆石展會展示的鉆石項鏈(陳俊杰)
第一章:重生——培育鉆石的誕生傳奇
培育鉆石,又名實驗室培育鉆石。它是工業用人造金剛石的升級產品,從2018年起,美國就正式以“實驗室培育鉆石”來稱呼這一新興產品,這一命名更準確地表達了它的身份。而在我國,業界更傾向于簡稱為“培育鉆石”。?
別看它名字里帶著“人造”,但培育鉆石可是妥妥的高科技產品,它利用天然鉆石的生成原理,采用科技手段精心打造的寶石級金剛石。它的誕生,離不開兩大“黑科技”:HPHT高溫高壓法和CVD化學氣相沉淀法。
HPHT法就像給碳種子提供了一個“高壓鍋+烤箱”的環境,石墨或金剛石籽晶的種子,借高溫超高壓反應腔溫度梯度的作用,在觸媒(鐵鎳合金)的催化作用下,種子快速成長,最終變成閃閃發光的鉆石。簡單來說就是讓碳種子成長為鉆石。
HPHT方法主要原理是天然鉆石的形成過程,因此這種鉆石的生產條件最接近自然。目前培育鉆石主要生產國有俄羅斯、中國、美國等。HPHT生產鉆石的設備和技術依不同國家和廠商而異,以前國外大多使用兩段式分球壓機(簡稱BARS)和BELT壓帶機,我國科學家和廠商大多使用國產的六面頂壓機。
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矗立在國機集團下屬三磨所院內的功勛壓機
我國早在1963年就成功研制出了第一顆人造金剛石,并在1965年實現了量產。這背后,離不開那臺功勛卓著的六面頂壓機。
1963年,我國第一顆人造金剛石誕生。1965年,我國第一臺人造金剛石六面頂壓機研制成功,這臺“功勛壓機”問世后就落戶鄭州三磨所。在超過1300℃的高溫和數萬倍大氣壓下,六面頂壓機內的石墨逐漸轉化為點點星光般的金剛石。這些金剛石晶體匯聚成一片“星河”,標志著我國實現了人造金剛石的量產。這一壯舉,不僅為我國的工業發展注入了新的活力,也為培育鉆石的誕生奠定了堅實的基礎。
如果說HPHT法是人工條件下模擬并加速天然鉆石生長的速度,那么CVD法就更稱得上是“黑魔法”了。你能想象到在這種方法下,鉆石是由氣體生長出來的嗎?CVD法更像是一個“微波爐+壓力鍋”的組合,利用高純度的含碳氣體如甲烷等,在微波等離子作用下形成碳等離子體,這些等離子體不斷沉積在壓力室底部的碳底層上,并逐漸積聚和硬化,最終形成鉆石薄片,進而再切割成寶石外形。目前,咱們地球上的生命都是“碳基生命”,生命體中含有大量碳元素,可以利用人體或動物毛發、骨骼、指甲,抑或是植物樹葉、花瓣等,將其碳化形成高純氣體,使用CVD法制備成鉆石,這也就是時下話題最熱門的“生命寶石”的基本原理。?
牡丹鉆石(曾憲平)
第二章:華麗登場——2024培育鉆石展銷會
說了這么多,培育鉆石究竟實力如何,總要給觀眾展示一番才行——
11月7日-11月11日,由河南省超硬材料協會主辦的2024培育鉆石展銷會將于2024金剛石產業大會同期在鄭州國際會展中心舉辦,現已開啟全面招展。技術進步、消費者對培育鉆石接受度的提高以及環保減碳風潮的興起,共同推動了培育鉆石市場的蓬勃發展,全球培育鉆石市場近年來呈現出快速增長的態勢。
據行業統計數據顯示,美國作為全球培育鉆石最主要的消費市場,2023年其國內婚慶珠寶領域培育鉆石的市場份額已經達到了56.8%。而中國作為全球培育鉆石重要的生產基地,在全球產業鏈中占據著舉足輕重的地位,但我國國內珠寶市場培育鉆石份額還不足10%。
2023年,國內首個針對消費端的培育鉆石展銷會在鄭州成功舉辦,現場展示及銷售成效顯著。活動匯聚23家培育鉆石珠寶首飾企業現場展覽、交易,現場成交額超500萬元,展現了國內培育鉆石市場的消費潛力。
本次展會將跨界打造新消費場景,與2024第十六屆鄭州國際汽車展覽會暨新能源·智能網聯汽車展覽會同期舉辦。展區規劃面積4000㎡,按產品類型和展商定位設置分區,如品牌區、鉆石科普教育區,電商直播區、跨界展示區、產品體驗區等。展前及展中將聯合各專業媒體和流量平臺全方位宣傳我國培育鉆石產品,廣泛覆蓋目標受眾群體,提升行業知名度和影響力,為參展商帶來更多潛在客戶和商機。預計現場觀眾將達到20萬人次以上。
快來現場吧!一起見證培育鉆石的華麗逆襲,感受這場職場版的“灰姑娘”變“白雪公主”大戲!?
2024年南京車展鉆石展臺照片