打磨后的刻面合成钻石通常会展示出一些可见特征,例如颜色分布、荧光分区和孪晶纹,这都与它们的十字形生长区结构有关,偶尔还会显示有深色的金属助熔剂内含物 。某些情况下,在关闭紫外线灯后,材料可以持续性地发光,即磷光现象 。这些合成钻石可以通过专业鉴定技术(比如可见光和荧光光谱)来进行可靠鉴定 。
大多数HPHT生长晶体呈黄色、橙黄色或褐黄色 。几乎所有均为IIb 型,该类型在天然钻石中非常稀少 。
制造无色HPHT合成钻石非常具有挑战性,因为需要修改生长条件和设备,以排除氮 。此外,高纯度无色钻石(IIa型或较弱的IIb型)的生长率比Ib型合成钻石的生长率低,因此在温度和压力条件下需要更长的生长时间和更大的控制 。虽然生长优质无色HPHT晶体一直都很困难,但最新发展技术已经能制造出用于超过10克拉的钻石晶体 。
蓝色合成钻石的出现是因为在钻石生长过程中添加了硼 。其他颜色,例如粉红色和红色,可通过宝石后期生长处理工艺(包括辐射和加热)来产生,但较不常见 。

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在高温高压合成中,压力机(左)对包含必要成分的中间生长室应用极高的压力和温度 。这便产生了立方体和八面体表面(中和右)相结合的合成钻石晶体 。
CVD法合成钻石CVD钻石生长在填充有含碳气体(如甲烷)的真空室内进行 。能量源(如微波束)分解气体分子,碳原子向下吸附到扁平的钻石排种盘中 。结晶过程需要数周时间,以同时形成多个晶体 。确切的数量取决于真空室的尺寸和排种盘的数量 。板状晶体通常带有粗糙的黑色石墨边缘 。它们常常还会显示为褐色,在进行宝石刻面的步骤之前,通过热处理可去除该颜色 。

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市场上常见的宝石级CVD法合成钻石(0.22 至 0.31 克拉)
大多数CVD晶体都呈褐色或灰色,但如果将微量的氮或硼引入到真空室中,也能产生黄色、粉红橙色或蓝色的晶体 。采用这种方法制造无色晶体则更容易,但晶体生长的时间要更长 。目前市场上销售的大多数CVD生长的无色钻石都被认为是已经过高温高压热锻脱色处理的褐色晶体 。最常见的CVD合成钻石是IIa型 。
与HPHT生长的材料相比,CVD合成钻石表现出不同的宝石性质 。当被放在交叉偏振滤光镜之间观察时,它们往往呈现有色带状的“应力”图案,且净度很高,只有少量深色的碳内含物(若有) 。

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在化学蒸气沉淀法(CVD)合成中,富含碳的气体在平坦的钻石晶种表面沉积,从而形成合成钻石 。合成钻石在薄层中生长,其最终厚度取决于允许生长的时间(左) 。这便产生了扁平的板状晶体(中和右),外部带有黑色石墨晶体涂层 。
与HPHT合成一样,CVD合成不断改善,允许制造商提供更大尺寸和经过改善的颜色与透明度 。GIA 近期对两颗重量为2.51和3.23克拉的大尺寸CVD合成钻石进行检测,这是迄今为止检测的最大的CVD生长钻石 。

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理想化晶体(从左至右):CVD合成品、HPHT合成品和天然钻石 。八面体表面显示为黄色,立方体表面为蓝色 。大部分天然钻石生长为八面体(右),但 HPHT 合成品(中)通常显示立方体和八面体表面的结合 。CVD合成品(左)中完全没有八面体表面 。晶体生长的方向如箭头所示 。虚线代表HPHT合成钻石中晶种的位置和 CVD 合成品中晶体的边缘 。
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