苑博士讲钻石：投资HPHT工厂应注意事项
发布时间：
2021-10-27 00:00
自从1953年GE公司首先生长出高温高压合成钻石，中国至1963年也生长成功，至今大家都努力长大颗粒做首饰用途，近年高温高压方式每年生长黄色磨料约200亿克拉，需现用六面顶压机8000台左右。白色首饰用大钻石约300万克拉，约需现用六面顶压机3000台左右，都占世界绝对优势。其他用途极少量，如车刀片、拉丝模等。
1. 铸造、锻造六面顶压机
全中国约有1万多台六面顶压机，另有五家新厂在筹建中，预计要增加5~6000台大型六面顶压机，现在大型六面顶压机的制造是瓶颈，两年前新出来的锻造六面顶压机是另一种选择，正在接受时间的考验。原来都是用铸造法制作铰链梁，塑性较低，不易变形，寿命约十几年，经过半个多世纪的考验，业界基本满意。锻造铰链梁的塑性较强，生长大颗粒钻石还好，如频繁生长磨料极易变形，长期使用后应力会使六个铰链梁塑性变形，使得六个顶锤的对中性发生偏差，易产生放炮，损伤顶锤及机件，在不断升压降压、升温降温的使用状况下，能坚持多少年待观察。现在铸造加锻造六面顶大型压机，能够供应给客户的量，全国每年约600台左右。
二、高温高压适合生长3、4克拉大小的毛坯
如因戴比尔斯因素，全球其他培育钻石厂家无法竞争1.5克拉以上的成品培育钻石，高温高压业者还能竞争1.5克拉及以下的成品培育钻石，因戴比尔斯这些大小的成品培育钻石零售价仍卖US$800/克拉，我们还有空间可以竞争。这些规格的培育钻石, 我们可以用高温高压六面顶压机生长3、4克拉的毛坯，用来切磨出1.5克拉以下的成品培育钻石。净度好的毛坯可以切磨出一克拉以上的大钻，净度差的毛坯，可由印度切磨厂敲碎，做成各种尺寸的中、小钻。高温高压六面顶压机要慎重考虑增加的数量，否则市场飽和后，多出来的压机都再回去生长工业用磨料，产量过剩，将使金刚石磨料价格降低，全体业者利润受损。
三、必须要有好的生长技术
工艺、技术是长出高品质培育钻石的一个重要因素，投资者必须找到真正好的技术来源，如果产品品质不够好，将会产生极大困扰。
高温高压培育钻石的净度绝大部分是Sl，甚至PK，这也是跟生长速度有关，生长慢一些，净度就比较好，生长速度快，黑色的触媒金属杂质就会多，VS的比较少，良率约10~40%，看各家的技术，VVS的会有，但是比例极少。
四、高温高压钻石颜色的控制
高温高压钻石的颜色，现在每一家的技术都进步到基本上可达D/E/F，只有少部分的厂家的技术还没有克服，有一些比较差的颜色，如H/I/J/K，或带一些绿色、蓝色等杂色。高温高压生长无色钻石的工厂，在选购石墨的时候，要确定硼含量尽量少，虽然导电性能一定无法避免，但是硼尽量少时，成品钻石的颜色不会带灰蓝而呈微暗色调。
五、大型压机两层生长新技术
中国矿业大学邓福铭教授在2021年10月14日在2021超硬材料及制品产业（长沙）交流会中发布用1000mm缸径大型压机排列两层晶种，一炉生长出34粒3~4克拉毛坯，这个技术将会逐渐展开，对业界将有极大帮助。
六、六面顶大型压机的改进
六面顶压机业界已向有缸的1000、1100mm缸径的大型压机改进中，如此将对业界的产量及效果有相当的改进。
七、高温高压无色钻石的导电性
无色高温高压合成钻石是电的半导体。天然钻石只有lIb型因为含硼，可以导电，其它型别都不导电。
生长高温高压无色钻石时，会加钛或铝作为除氮剂，把氮先结合掉，石墨里的硼就存在钻石的晶格里，视硼的量多少而呈现蓝色或无色，极少量的硼，甚至几个ppb的量，钻石仍为无色，却都有半导体性能而导电。在自动抛光机研磨每一个刻面完成时，夹具与磨盘接触时产生导电，无色高温高压钻石本身就有半导体性能，无法利用自动抛光机加工。但可以加一绝缘的陶瓷套筒，这样的操作比较困难，仅适合加工粗底、粗面。
八、高温高压无色培育钻石的导热性
高温高压培育钻石的导热系数较低，用热导仪来测，它们大部分会停留在莫桑石Mossanite的位置，少部分会跳到钻石位置。其原因，是它们在生长过程中，进入了太多的铁、镍金属，形成非常小的离子态留在钻石内部成为杂质，这些杂质极小，数量又多到影响钻石的导热系数。
(左)HPHT培育钻石部分显示MOISSANITE （右）部分显示DIAMOND
九、高温高压电解污染的控制
全国任何地方都在要求减少污染，现在化学电解金属触媒和石墨已有改进更好的方式，业界必须更进一步的利用新技术控制污染。
相关新闻
DT新材料联合中国超硬材料网特邀台钻科技董事长苑执中博士，进行培育钻石相关系列培训，理论实践相结合，钻石知识，鉴别，实际动手操作，并相关实地考察。苑博给每位学员发放证书。