本刊记者/  贺轶群

“使用CVD方法做出的钻石纯度、净度都特别高，目前占据了宝石级培育钻石市场的较大份额，多位培育钻石生产商都表示，鉴于净度优势，CVD钻石更能代表培育钻石在首饰领域的未来发展趋势。” 

实验室培育钻石的制作方法主要分为高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD）两种。其中，前者通过将石墨液化、高压凝聚的方式生产钻石，生产历史悠久，应用广泛，不过受限于纯度因素，大多数通过该方法生产的钻石都被应用于工业。而化学气相沉积法（CVD）因为没有触媒的参与，所使用气体容易提纯，所以使用CVD方法做出的钻石纯度、净度都特别高，目前占据了宝石级实验室培育钻石市场的较大份额。采访中，多位实验室培育钻石生产商都表示，鉴于净度优势，CVD钻石更能代表实验室培育钻石在首饰领域的未来发展趋势。

为了解化学气相沉积法这一技术的现状，记者采访了广东优普莱金刚石技术有限公司负责人全峰。据介绍，CVD钻石的生产需要经过籽晶预处理、生长、加工处理等阶段。具体而言，首先要选取切割好的薄钻石片作为CVD钻石生长的“种子”，称为“籽晶”，籽晶需预先清洗，除去表面杂质，在基片台上摆放好。之后，在真空腔内按照工艺配方的比例充入甲烷（CH4）、氢气（H2）等气体，利用微波将气体电离，甲烷中的碳元素按照籽晶的晶格结构开始向上生长，转变成钻石中的碳。这一过程非常缓慢，通常要延续2周到4周左右，期间需要提供稳定的环境，以保证钻石品质。

一般而言，1克拉的CVD钻石厚度为6.5毫米左右，待钻石生长到4毫米以上时，便可出炉。受微波及材料属性影响，出炉后的CVD钻石毛坯一般带有黑边，需要采用激光切割，钻石粉打磨抛光等方式进行处理，先切成钻石雏形，再精细打磨。

对于业内较为关注的能耗、环保性等问题，全峰讲解道：“目前常用的2.45GHz的生产设备一般最大功率6千瓦，工作时还需要功率接近的工业水冷设备以及其他辅助设备，总体功率不超过12千瓦，从工业角度来说这个耗电量并不算高。环保方面，原料中的甲烷在等离子体反应中会大部分消耗掉，氢气可以燃烧变成水，也可以循环利用。”

据全峰介绍，目前国内实验室培育钻石生产端主要有两大局限：一是技术领域还有提升空间，二是设备与技术操作人才的短缺。

首先，生产设备较昂贵。根据设备稳定性、自动化程度、腔体密封等级等规格的不同，国内一套可产业化应用的CVD钻石生长设备的价格从150万元到300多万元不等，超大功率的915MHz设备可以达到1000万元以上。

另外，采用CVD技术生产实验室培育钻石，工艺的成熟度是影响CVD钻石良率的最重要因素，目前国内大部分CVD钻石生产厂家处于工艺提升阶段，从实验室能够生产几颗钻石到批量稳定生产是一个巨大的鸿沟。

“从技术层面来看，CVD实验室培育钻石没有最大生长极限，关键在于能否找到足够大的籽晶片。另外，由于大克拉的钻石销售周期长，消费者购买频次小，所以生产量少。”全峰说。特立集团行业顾问刘江疆则说：“大克拉实验室培育钻石的生长时间长，生产的风险会成倍增长，生长的过程中很大几率会开裂，因此市面上比较少见。”

全峰还向记者介绍到，CVD实验室培育钻石设备操作技术要求高，人才缺口大，如今已经成为行业显著问题。“CVD技术门槛比较高，作为设备提供商，我们并不负责向客户提供稳定的量产工艺，因为这一工艺科技含量很高，传授、学习的难度都很大，所以只有事先熟悉这一技术的人才会购买。”

据了解，CVD钻石技术在珠宝首饰加工产业化方面的运用，目前国内尚处于起步阶段，之前仅限于大学科研。因为国内珠宝行业对于人工实验室培育钻石的抵触，直到去年年中，随着戴比尔斯正式宣布开始将CVD钻石用于珠宝行业，国内才开始逐渐认可CVD实验室培育钻石。设备方面，大学及科研机构出于研究目的，更倾向于手动设置、调整参数，且对设备长期运行的稳定性要求不高；而珠宝产业则对机器的自动化程度、稳定性有较高要求。现阶段，国内的CVD实验室培育钻石技术还处于从“科研型”到“产业型”的转变过程中，珠宝行业熟知这一工艺技术的人才相对缺乏，已经成为新技术推广的主要阻力。

实验室培育钻石产业的地域聚集现象十分明显，且受生产技术的影响较大。CVD生产技术最初由乌克兰引进，因此在地域上主要分布于山东、浙江、广东等沿海省份；高温高压（HTHP）技术则主要分布在河南，究其原因，业内人士给出了相应的解释。

据刘江疆介绍，河南省之所以会成为实验室培育钻石的生产加工基地，与该地的工业级合成金刚石产业基础有关。河南有着工业级合成金刚石生产的先天优势，随着设备、技术的升级，产量日益扩大，市场竞争日趋激烈，为打开盈利新渠道，近年来有一些企业逐渐转向宝石级合成钻石生产；还有部分企业认为市场不大，没有转产，在静观市场变动。

晶拓国际钻石CDC新钻总经理林红兵也谈到，作为全世界最大的高温高压实验室培育钻石供应商之一，公司也是从生产工业级实验室培育钻石起家的，在工业领域，实验室培育钻石可用于数控机床刀具、研磨工具、卫星通讯、飞机跑道等，珠宝首饰只是衍生品之一，河南现有的实验室培育钻石生产企业都以工业钻的生产为主，首饰用钻的产业相对较小。

谈到工业级实验室培育钻石在河南一带聚集的原因，林红兵解释：“采用高温高压的方式生产实验室培育钻石，能耗是比较大的，需要稳定的电能供应。河南火电、水电资源都较为丰富，有专门的发电厂配给，具有能源优势。”也有业内人士透露，采用高温高压方式生产的实验室培育钻石出炉后，要用强酸洗去黑色碳粉，在酸液的无害化处理方面，各地的把控标准不一，企业的生产成本也有高低，这也是形成产业集聚的因素之一。       （责编：刘丽丽）