培育钻石有高温高压法(HTHP法)和化学气相沉积法(CVD法)两种生产技术。两种技术的差异主要表现在生长速度、净度、颜色工艺以及钻石颗粒上。目前,高温高压法比较成熟,CVD法处于技术研发、未大规模产业化阶段。我国90%以上的培育钻石工艺主要为高温高压。
HPHT高温高压法主要以中小颗粒钻石为主,生长速度快,综合生产效益更高,但该法需要添加金属触媒,净度上有所欠缺;HPHT工业金刚石包括金刚石单晶和金刚石微粉,作为工业耗材,主要用于生产锯、切、磨、钻、 抛光等加工工具,应用领域十分广泛。
CVD钻石生长速度慢、培育周期长,同时在颜色上,尤其是做到G色及以上(肉眼默认看到的白色)也是一大难点,但具备大颗粒优势,净度更高、更可控。CVD法工业金刚石可用于高精尖的功能性材料。CVD钻石可以用在半导体芯片、电子器件散热,例如金刚石晶圆拼接方式制作CVD大面积单晶晶圆,作为LED、半导体芯片衬底,可完全解决散热问题。CVD技术钻石消费首饰只是阶段性应用领域,未来在工业半导体才是应用的地方,需求量将为首饰钻石十、百倍的份额。
项目 |
高温高压法(HPHT) |
化学气相沉积法(CVD) |
原料 |
石墨粉、金属触媒粉 |
含碳气体(CH4)、氢气 |
设备 |
六面顶压机 |
CVD沉积设备 |
合成环境 |
高温高压 |
高温低压 |
产物 |
金刚石单晶、培育钻石 |
金刚石膜、培育钻石 |
产物特点 |
颗粒状 |
片状 |
应用领域 |
金刚石单晶主要作为加工工具核心耗材;培育钻石用于钻石饰品 |
主要作为光、电、声等功能性材料,少量用于工具和钻石饰品 |
工业性能 |
超硬、耐磨、抗腐蚀等力学性能 |
光、电、磁、声、热等性能 |
应用程度 |
技术成熟,国内应用广泛且在全球具备明显优势 |
国外技术相对成熟,国内尚处研究阶段,应用成果较少 |
培育钻石差异 |
培育钻石以塔状为主,生长速度快,成本低,纯净度稍差,但综合效益具有优势,特别是在1-5ct培育钻石合成方面有明显优势 |
培育钻石呈板状,颜色不易控制,培育周期长,成本较高,但纯净度高,较适宜5ct以上培育钻石合成。 |