Đôi nét cơ bản về kim cương nhân tạo CVD HPHT

Kim cương (Diamond) là một trong những vật chất quý hiếm và đắt đỏ nhất hành tinh. Vẻ đẹp lộng lẫy và hấp dẫn của nó thu hút người ta không ngại ngần chi những khoản tiền khổng lồ để có được. Tuy nhiên mức độ khan hiếm của kim cương tự nhiên trên thế giới ngày nay ngày càng cao. Kim cương tự nhiên được hình thành khoảng 150km-200km dưới lớp vỏ trái đất hơn 3 tỷ năm trước , trong khi kim cương tổng hợp(kim cương nhân tạo) ra đời như một giải pháp tất yếu, được trồng trong phòng thí nghiệm được tạo ra bởi con người. Vậy rốt cuộc kim cương nhân tạo là gì?

Kim cương nhân tạo hay kim cương tổng hợp (tên tiếng Anh là Synthetic Diamond) là loại vật chất được sản xuất với ánh quang, về cơ bản nó mang những thành phần hóa lý giống như một viên kim cương tinh khiết, được con người tạo ra trong phòng thí nghiệm dựa trên các điều kiện về nhiệt độ và áp suất nghiêm ngặt và trong khoảng thời gian tương đối ngắn.

Một viên kim cương tổng hợp là kết quả của một quá trình công nghệ, trái ngược với quá trình địa chất tạo ra kim cương tự nhiên.Cụ thể, nó có thành phần chính là Cacbon, trọng lượng riêng khoảng 3,52, chiết suất khoảng 2,417. Kỹ thuật cắt vô cùng xuất sắc và độ trong suốt không hề kém cạnh kim cương tự nhiên. Thậm chí, khi xét về độ cứng còn có phần nhỉnh hơn. Kim cương nhân tạo thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp kỹ thuật quang học, các chip điện tử cao cấp. Ngoài ra,nhằm đáp ứng nhu cầu làm đẹp đặc biệt là với phái nữ, kim cương nhân tạo còn được tôn vinh trên các món trang sức như nhẫn, hoa tai, dây chuyền và có rất nhiều màu sắc đa dạng từ hồng, tím, xanh lơ, cam nhạt,……chủ yếu có nguồn gốc từ Hồng Kông, Hà Lan, Bỉ ,..Ngay cả các chuyên gia lâu năm có kinh nghiệm cũng chưa chắc phân biệt nổi kim cương nhân tạo và kim cương tự nhiên nếu chỉ quan sát bằng mắt thường.

Trong thời gian gần đây xuất hiện một mối đe dọa gây ảnh hưởng xấu đến ngành công nghiệp kim cương đó là một số đơn vị cố ý gọi Cubic Zirconia (CZ) và một số loại đá thay thế kim cương là “kim cương tổng hợp” (Synthetic Diamond), đặc biệt là những giao dịch qua Internet khi mà những phương pháp nhận biết không được thực hiệ rõ ràng. Điều này sẽ làm giảm giá trị thật sự của kim cương tổng hợp.Với sự hiếm có và giá trị của kim cương, không có gì đáng ngạc nhiên khi một số người sẽ tìm cách tái tạo vẻ đẹp của chúng. Trong những năm gần đây, kim cương được tạo ra trong phòng thí nghiệm đã trở nên phổ biến hơn, tiên tiến và khó phát hiện hơn.

Kim cương nhân tạo được tổng hợp theo 2 phương pháp chính

-Phương pháp áp suất cao, nhiệt độ cao (HPHT-high pressure, high temperature): được sử dụng rộng rãi vì chi phí tương đối thấp.Kim cương được tăng trưởng bên trong một hợp kim nóng chảy gồm sắt (Fe), nickel (Ni) hoặc cobalt (Co) ,sử dụng nhiệt độ và áp suất cực kỳ cao nhằm tái tạo môi trường giống như môi trường tái tạo kim cương trong lòng đất. Có ba thiết kế máy ép chính được sử dụng để cung cấp áp suất và nhiệt độ cần thiết để sản xuất kim cương tổng hợp: máy ép đai, máy ép khối và máy ép hình cầu (BARS ).

Hầu hết tinh thể kim cương HPHT có màu vàng, vàng cam, vàng phớt nâu và chủ yếu thuộc loại Ib – loại này hiếm trong kim cương thiên nhiên.

-Phương pháp tích tụ hơi hóa học  CVD (Chemical Vapor Deposition) sử dụng sự bốc hơi hóa học của hợp chất khí Carbon dưới tác động của tia nhiệt plasma tạo sự phân chia phân tử khí đến khi chỉ còn lại nguyên tử cacbon lắng tụ và phát triển trên mầm kim cương có sẵn. Không giống như HPHT, quy trình CVD không yêu cầu áp lực cao, vì sự tăng trưởng thường xảy ra ở áp suất dưới 27 kPa.

Cả kim cương CVD và HPHT đều có thể được cắt thành đá quý và nhiều màu sắc khác nhau có thể được sản xuất: trắng trong, vàng, nâu, xanh dương, xanh lá cây và cam. Sự ra đời của đá quý tổng hợp trên thị trường đã tạo ra mối quan tâm lớn trong kinh doanh thương mại kim cương, do đó các thiết bị và kỹ thuật quang phổ đặc biệt đã được phát triển để phân biệt kim cương tổng hợp và tự nhiên.

Kim cương tổng hợp để sử dụng làm đá quý được phát triển bằng phương pháp HPHThoặc CVD , và chiếm khoảng 2% thị trường kim cương chất lượng đá quý vào năm 2013. Kim cương tổng hợp tương tự như kim cương thiên nhiên về: độ cứng, độ dẫn nhiệt, sức căng,… Vì vậy, khi được mài giác thì độ chiếu sáng và lửa cũng giống như kim cương thiên nhiên, được tổng hợp với nhiều màu sắc, kích thước đa dạng, độ tinh khiết ngày càng cao. Với vẻ đẹp và độ bền tương tự kim cương thiên nhiên, kim cương nhân tạo cũng được kỳ vọng là sẽ trở thành một dòng sản phẩm hot trên thị trường trong tương lai gần.

Máy kiểm tra kim cương nhân tạo CVD/HPHT do công ty AD cung cấp: https://adcjewelry.com/product/may-kiem-tra-kim-cuong-nhan-tao-cvd-hpht/