文: 高本榕  FGA , GG

珍玉坊寶飾公司

用人為的方法製造出來的”鑽石”，可以稱為培育鑽石(cultured diamond)，可以稱為人造鑽石(created diamond)，可以稱為合成鑽石(synthetic diamond)，但就不能稱它為鑽石替代品(substitution)，不能稱它為鑽石仿造品(imitation)，也不能稱它為假鑽石(fake)，因為它跟天然鑽石的化學成份，物理條件和光學現象完全一樣，唯一不同的地方是經由科技的過程生產出來。

歷史

1955年---

奇異公司的崔西訶爾利用高壓高溫(HPHT)的方法將碳元素壓縮成世界首粒的合成鑽石，雖然十年後，能生產寶石級的合成鑽石，但跟天然鑽石比起來則成本過於昂貴，難在市場上推動，所以實驗工作也就漸漸消退。

但在工業上合成鑽石的需求量一直擴大，幾乎取代了天然工業鑽石。

1993年---

戴比爾斯的一份報告中指出全世界工業鑽石的消耗量是六點一億克拉，其中有六億克拉是來自合成工業鑽石。(戴比爾斯是世界上合成鑽石最大的生產者。

1986年---

奇異公司的日本對手---住友公司，震驚了珠寶界地宣稱他們生產了價格低於天然鑽石的黃顏色，淨度好的寶石級合成鑽石。

住友公司雖然能低成本生產合成鑽石，卻沒給鑽石業界帶來多大的困擾，因為購買彩色黃鑽的客戶群實在非常狹小，何況是合成的彩鑽呢?1980年代末1990代初，有少量的黃色住友合成鑽石在洛杉磯出現外，住友公司宣告它的產品並沒打進珠寶或寶石市場，僅專注在電子零件的供應上。

現今已經進展出更精密的技術，能生產出寶石級的許多不同顏色的合成鑽石。

生產的機制

1、Chatham培育寶石

先進的技術讓大部份工業化國家都能生產合成鑽石，目前，美國、俄羅斯、日本已生產寶石級的合成鑽石，中國大陸也擠進生產行列，據了解有上千的小工廠介入合成鑽石的生意。

鑽石是由碳單元素組成，合成鑽石是經由巨量的高壓高溫過程，將碳形成緊緊的八面結合晶體而產生。因此可以瞭解到奇異和住友公司有能力用高壓高溫的方法將碳擠壓成八面結合晶體來生產合成鑽石。

當高壓高溫的技術傳開出來後，許多實驗室便很快地去複製嚐試，很多都得到成功的結果，俄羅斯的物理學家也宣稱他們早在1954年便完成合成的技術。

設在舊金山的Chatham培育寶石公司在1990年代也資助一些俄羅斯的合成生產計劃，但都無法達到商業需要的產品。

2003年Chatham公司才幸運地找到了值得信賴的廠商，用高壓高溫培育生產合成鑽石，其他的美國廠商也學聰明，把俄羅斯的科技專家請到佛羅里達州來從事生產。

2、盧仙鑽石公司和骨灰鑽石

在引進俄羅斯合成科技的熱潮裡，其中以盧仙鑽石(Lucent Diamond)公司的俄裔美籍老闆古瑞任柯先生較有競爭力，因為他的俄羅斯血緣關係，在取得與俄籍科技人員及產銷合作上，都達到很好的互動和配合，所以成績可觀。近年來盧仙鑽石更從骨灰中煉取碳來製造合成鑽石(金石共和第六期邱水龍先生曾為文介紹)，並以生命寶石(LifeGems)的名稱在市場上推廣。

最近，高壓高溫的技術已經可以生產五克拉左右的原石，所耗費的時間也從數月，數週，到目前的數天便能完工。

3、化學蒸發沉積(CVD)技術

高壓高溫的更進一步就是利用”化學蒸發沉積”(chemical vapor deposition CVD) 技術，來生產合成鑽石，但它的成品和高壓高溫所生產的產品有所不同﹔CVD是在真空狀態下以較低的溫度和較小的壓下形成薄膜堆積而成。

簡單地說﹔CVD的生產過程是利用雲霧狀的元素飄浮在種片(seed plate)上面，在營造適當的壓力溫度和氣體組合之下，元素便紛紛沉積在種片之上而長出結晶，若沉積在一組晶種上，便產生聚集的結晶，若沉積在單一晶種上就產生單晶體。

合成CVD鑽石是在1990年代中期發展出來，目的在鋸片、鑽研等工具上， 用CVD合成鑽石薄膜覆蓋其上，以增強工具的研磨和拉扯能力。

後來，CVD合成鑽石培育成清澈的片狀用來做為電子晶片上的零件，最近則應用在通訊器材、影像及半導體的各類電子零件上，而對首飾市場的研發，也只不過是CVD合成鑽石的一種副產品罷，其中以阿波羅鑽石公司的技術最為領先，在2003年他們宣佈成功地培育出寶石級的單晶合成鑽石。目前CVD的技術培育出可以切割成0.25到0.50克拉的合成原石，顏色從淺棕到深褐、藍色和接近無色都有。

顏色

合成鑽石的致色原因來自添加微元素所造成﹔如加氮成為黃色，加硼則是藍色，有些則是生產出來時就形成的，如粉紅、橘色或是綠色、藍綠色，另外的顏色如紅色，則是先培育原石再經過輻射或熱處理取得最後最穩定的顏色。

含氮的合成鑽石大部份來自高壓高溫合成，因為致色原因和天然形成的原理是一樣的，也使培育速度加快。無色合成鑽石的培育是沒問題，但是過程繁複成本很高，所商業產量一直令廠商卻步。

阿波羅鑽石公司宣稱他們可以用CVD的方法培育出接近無色到褐色的合成鑽石，又稱﹔他們也是加硼元素來生產藍色的CVD合成鑽石。

品質

合成鑽石的淨度品質大約介於VVS和I3之間，主要是由於壓力和操作的技而導致淨度的好壞。

內含物大都呈現白色，也有針尖點，高壓高溫的產品則會出現金屬鐵的溶劑殘餘。