钻石，不少人心目中的宝石之王，既是象征爱情与财富的宝物，也是实现工业技术的重要材料。人们为了追求钻石，甚至不惜付出生命的代价，那么钻石到底是如何形成的？如今出现的人工钻石又是怎样合成的？钻石在工业上又做出了怎样的贡献？为了探索真相，需要做一件令所有珠宝爱好者心疼的事情，那就是分解一枚完美的钻石。

钻石的形成

当我们将钻石放置到极高温度的火焰下，然后将它投掷到液态氧中，钻石就会开始冒火星，然后随着燃烧变得越来越小，最后逐渐消失了，而剩下的就是钻石的组成成分一一二氧化碳，这是因为钻石就是由碳元素组成的。

碳是地球上最普通的元素之一，是自然界的建筑基石。它对所有的生物都是至关重要的，植物、动物甚至人体都离不开它，碳元素的多样性可在钻石和石墨的比较中看到，它们虽然都是由纯碳元素组成，但是物理性质却相差巨大，这是因为石墨是在压力较低的条件下形成，比如靠近地球表面的地方，而钻石则是在距离地表几百千米的深处形成，这里有着极端的温度和压力。然而这些钻石能够来到地表，还需要依靠另一种强大的力量，

钻石在地球深处埋藏了数亿年，直到猛烈的地质活动，例如火山活动把他们以岩浆形式带到地球表面，随着时间的推移侵蚀作用，将这些钻石原石从母岩中剥离出来。这些钻石晶体随着流动的河水和溪水最终进入河流的砾石层和泥沙中，于是偶然被人们发现。直到19世纪后半叶，人们在南非发现了钻石原生矿床，钻石被成批地开采出来，现代钻石产业终于开始。这些钻石矿脉主要分布于澳大利亚干果、博茨瓦纳、俄罗斯和南非的国，每年全球有一亿多克拉的天然钻石被开采出来。

既然钻石如此值钱，人类有没有可能自己量产钻石，毕竟我们知道碳在适当的高温高压下就可以变成钻石。考虑到钻石价格不菲，人工合成似乎是个非常不错的想法。

人工钻石的经历

从两百多年前人们就开始探索通过技术手段合成钻石。事实证明，这并不容易。

早在18世纪末，经过法国科学家拉瓦锡等人的研究，人们就发现了钻石是由碳组成的单质。再后来结合陨石中存在微小钻石等证据，大家猜测，同样是由碳元素组成的单质石墨在高温高压下是可以制成钻石的。从思路上说，这是一个巨大的进步。但当时人们并不知道到底需要多高的温度和压力，才能把石墨压成钻石。19世纪末，法国化学家莫瓦桑提出了一个方法，利用他的高温电炉，把碳投入熔融的铁水中，然后把渗有碳的熔融铁倒入冷水中，铁水遇冷收缩，借助收缩时所产生的压力，迫使内中的碳原子能有序地排列成型，最后用稀酸溶去铁就可以拿到金刚石晶体，也就是钻石的原石。

莫瓦桑

莫瓦桑尝试了很多年，但以失败告终。事实证明，铁水遇冷收缩的压力根本不足以产生形成钻石的压力。如果一定要说莫瓦桑在宝石研究方面的成就，就是他发现了碳化硅。而碳化硅是制造莫桑石的材料，这是一种外观、硬度等特性，和钻石非常接近的晶体。那么真正的合成钻石是在什么时候出现的呢？又是用什么方法实现的呢？

这里要介绍到两种方法，一种是这个高温高压法处理的钻石，一种是CVD法。最早的人工钻石在1953年用压力炉高温高压合成，生产出来第一批在40颗小钻石附近。现在的科学家就模拟高温高压下能不能合成出天然钻石，于是在一千多度的温度上加上高压，然后加入一种籽晶或者叫种晶的钻石碎片，然后在它的周围再加上触媒，通俗一点就是催化剂，它既可以降低反应的温度，也可以加快反应效能。

CVD法

最后在催化剂的外面加上了一些金刚砂，可以是金刚石的碎片，也可以是石墨，碳主要是为它们提供这个碳元素。然后在这个压力炉里面进行反应。通过这个反应就在1953年就是合成了钻石。

第二种方法是CVD法，这种方法主要偏重于工业制造，相对高温高压来说也比较简单。就是通过一些电场等或者是激光等物理方式，然后将甲烷气体进行分解，变成游离态的碳离子。然后碳离子沉淀在下面提前设置好的这个种晶上面进行生长，这种方法造出来的合成钻石往往是板状的或者板平状的，所以一般通常认为它是一种钻石材料。因为种晶一般是金属或者是其他材料，只是表层附上一层钻石膜。如果把种晶改成天然钻石，那样成长起来的就是合成钻石。

对于大多数普通人而言，最感兴趣的话题莫过于合成钻石到底是不是真正意义上的钻石。

从化学组成和化学结构上来说的话两种钻石是相同的，都是由碳元素组成的。

你能分辨出哪个是人工钻石哪个是天然钻石吗

但由于合成钻石的价格相对于天然钻石来说较低，所以在某些领域有重要的作用，

比如在工业生产中就会经常用到人造钻石材料。

钻石在工业上的用途

钻石的矿物质是金刚石，它最主要的一个特点就是硬度，所以我们经常在工业中用它来做研磨机器，或者是一些雕刻机器的刻头。其次就是钻石的物理特性一热导性非常高，或者说散热性很高，所以我们在半导体行业用钻石进行制作导热材料。

结语

钻石光芒璀璨，熠熠生辉，让人爱不释手，再加上它被赋予的美好寓意，更使得钻石成为许多人心中的最爱。不过，钻石不仅有炫丽的外表，它还是亿万年地质活动的见证者，能够帮助我们理解地球内部构造的变迁，另外它还有很高的工业价值，为我们的科技和生产添砖加瓦，你对钻石有什么想说的吗？