培育鑽石的方式
目前本港市面上的實驗室培育鑽石主要由兩種方式製造,一種為高壓高溫法(High Pressure High Temperature,簡稱HPHT),而另一種為化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition,簡稱CVD)。
高壓高溫法(HPHT)
HPHT是較傳統的培育方法,50年代出現的第一顆合成鑽石亦是這種方式的雛形。HPHT以人工的方式模擬天然鑽石在極高溫度及壓力下形成的條件,將顆狀的鑽石籽晶(diamond seed crystal)、高純度的碳原料和金屬溶劑/催化劑置於「生長室」內,並向該「生長室」施加熱力及壓力,令碳原料在熔融金屬(molten metal)中溶解;並藉溫度的差異,使碳原子遷移到溫度相對較低的鑽石籽晶上結晶,逐漸培育出鑽石晶體。利用HPHT的整個結晶過程需時數天至數周,過程中「生長室」不會被打開,直至結晶完成,方能取出鑽石晶體。
化學氣相沉積法(CVD)
CVD採用較低壓但高溫的方法,將扁平的鑽石籽晶放入充滿氫氣及含碳氣體(例如甲烷)的真空「生長室」內,再利用高能量分解氣體分子,使碳原子沉澱及散落在溫度相對較低的鑽石籽晶上,形成薄膜,並逐漸疊加。有別於HPHT,透過CVD培育鑽石的過程中,需要每隔一段時間便取出晶體,對頂部位置進行拋光,去除非鑽石碳,然後再把晶體放回真空「生長室」中繼續進行培育;故此,整個培育過程所需的時間或會較HPHT久。
雖然經打磨及切割後的天然鑽石與透過HPHT或CVD方式培育出來的鑽石在外觀上或難以分辨,但不同來源的毛坯鑽石(即未經加工,或經簡單切割或僅僅部分拋光的鑽石)的外觀其實有一定分別。事實上,除了生長形式外,鑽石的車工,例如切割比例、拋光度及對稱度等等也是鑽飾成品能否耀眼生輝的重要因素之一。
甚麼是「仿製鑽石」(Imitation of diamonds/Diamond simulants)?
參考國際標準ISO 18323,「synthetic diamond」(合成鑽石)一詞與「laboratory-grown diamond」(實驗室培育鑽石)或「laboratory-created diamond」(實驗室製造鑽石)可互相通用。如前文所述,實驗室培育鑽石與天然鑽石有本質上相同的化學結構及物理特性;然而,市面上亦不乏以其他材料所製成的「仿製鑽石」。根據前述國際標準,「imitation of diamond」(仿製鑽石)只是模擬鑽石外觀的人造產品。此外,內地標準GB/T 16552對珠寶玉石定名的規則中亦舉例說明若產品定名為「仿鑽石」,即該產品不是鑽石,而其所用的材料有多種可能性,例如是玻璃或水晶等。
舉例來說,立方氧化鋯(Cubic Zirconia,亦被稱為「蘇聯石」)及莫桑石(Moissanite)為兩種鑽石仿製品。GIA的專家表示,該兩種材質均能模擬出類似於天然鑽石和實驗室培育鑽石的外觀,惟化學及物理特性並不相同。例如莫桑石的色散為0.104,是鑽石(0.044)的兩倍多,而色散是影響寶石火彩的其中一個因素;因此,在強光照射下,莫桑石分散出的彩光可能比鑽石多。然而,莫桑石的另一特性是雙折射,故當凝視莫桑石時,可能會發現稜線出現重影的現象。因此,仿製鑽石只是外觀與天然或實驗室培育鑽石非常相似的產品,但並不具備相同的特性。