培育钻石深度：新消费浪潮方兴未艾星星之火可以燎原（24页）.pdf

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1、培育钻石的培育过程需要先对钻石毛胚进行生产，即未经加工的钻石晶体，一般通过 HPHT或 CVD 法对晶种进行处理，在晶种表面不断沉积生成钻石晶体，生成的钻石毛胚还需根据终端需要送去加工厂经过设计、切割、打磨、抛光等工序，最后送至下游零售终端进行销售。我国在上游毛胚钻石生产环节占比较高，贡献了 40%50%培育钻石产能，未来上游将优先受益培育钻石需求增长。天然钻石形成的条件为在 11001500的高温、4.56Gpa 的高压下，通过地壳运动的挤压而形成的金刚石原石，因此人造钻石需要通过人为形成与天然钻石形成相似的温度和压强，通过一系列技术将其转化为钻石，通常使用较多的方法为高温高压法（HPHT）

2、和 CVD 法。高温高压法（HPHT，High pressure-High temperature）：其合成的基本原理是在人造的高温高压环境下，将石墨进行相转变生成钻石，一般需要 10GPa、3000以上的压力和温度。如果有金属触媒（如 Fe、Ni、Co、Mn 等以及它们的合金）的参与，石墨相变为钻石所需要的条件将大幅降低，通常压力为 5.4GPa，温度为 1400。高温高压法制备过程中需要使用到的核心设备为六面顶压机、合成块和石墨芯柱等，其制备流程为：1）石墨芯柱制备：首先将石墨粉、金属触媒粉和添加剂按照原材料配方所规定的比例混合后再经过造粒、静压、真空还原、检验、称重等工序制作成石墨芯柱；

3、2）合成块组装：将石墨芯柱和复合块、辅件等密封传压介质按照技术要求和操作工艺规定组装在一起，将叶蜡石粉混合压制成复合块，再将石墨芯柱、复合块及导电钢圈、堵头、加热组件及绝缘组件等设计成合成块。3）单晶合成：将合成块放入六面顶压机内，按照设定程序进行加温加压并长时间保持恒定，待晶体生长结束后停热卸压并去除密封传压介质取得合成柱。4）提纯处理：提纯处理是剔除合成柱中未反应完全的残留石墨以及混杂其中的触媒金属、叶蜡石等杂质，从而获得纯净的金刚石单晶和培育钻石。化学沉积法（CVD）：其合成原理是将晶种至于真空腔体内，通入含氮、甲烷和氢的含碳混合气体，其中甲烷是合成钻石碳原子的来源、而氮则其催化作用，增

4、加钻石生长速度，氢可以抑制石墨的形成，在高温等离子的作用下，含碳气体被离解，碳原子在钻石基底上沉积成钻石膜，其制备流程为：1）抽真空：在 CVD 设备基座上放臵钻石衬底（晶种），将腔内气压抽至 0.1 个大气；2）通气加热：向真空腔内通入含氮、甲烷和氢的含碳混合气体，并利用微波束加热形成等离子体；3）沉积：气体在成为等离子体的过程中碳原子会向钻石晶种靠近，逐渐在其表面上沉积出一层钻石薄膜。黄河旋风：国内最大金刚石生产企业。公司主要从事金刚石单晶金刚石微粉培育钻石的生产，是国内最大的金刚石生产企业，产量居全国第一、世界前列。黄河集团围绕碳系新材料不断拓展产业链，从单一超硬材料单晶发展到超硬材料制品、超硬复合材料、原辅材料以及首饰用钻石等多个领域，公司于 2015 年实现了“宝石级金刚石系列产品开发与产业化”项目的产业化和市场化批量生产，目前公司 3-5 克拉首饰用培育钻石在国内外拥有稳定的市场。中南钻石：国内超硬材料行业龙头企业。