化学气相沉淀法合成宝石

化学沉淀法主要包括化学气相沉淀法和化学液相沉淀法。用化学液相沉淀法合成欧泊、绿松石、青金石和孔雀石等多晶宝石材料的方法及鉴别在本书宝石各论中已进行了介绍，本节主要介绍用化学气相沉淀法（简称CVD法）合成多晶金刚石薄膜、大颗粒钻石和碳硅石单晶材料的工艺过程。

一、CVD法合成金刚石薄膜

早在20世纪50年代和60年代，美国和前苏联的科学家们先后在低压条件下实现了金刚石多晶薄膜的化学气相沉淀（CVD）开发研究，虽然当时的沉淀速率非常低，但无疑是奠基性的创举。进入80年代以来，科学家们又成功地发展了多种CVD金刚石多晶薄膜的制备方法，如热丝CVD方法、微波等离子体CVD方法、直流等离子体CVD方法、激光等离子体CVD方法、等离子增强PECVD方法等。随着合成技术的日趋成熟，金刚石薄膜的生长速率、沉积面积和结构性质已经逐步达到了可应用的程度。

1CVD法合成多晶金刚石膜的原理

化学气相沉淀法是以低分子碳氢化合物（甲烷CH4、乙炔C2H2、苯C6H6等）为原料所产生的气体与氢气混合（有的还加入氧气），在一定的温压条件下使碳氢化合物离解，在等离子态时生成碳离子，然后在电场的引导下，碳离子在金刚石或非金刚石（Si、SiO2、Al2O3、Si C、Cu等）衬底上生长出多晶金刚石薄膜层的方法。以金刚石为衬底生长金刚石薄膜的CVD方法也叫做外延生长法。有人曾利用微波等离子体CVD方法，以CH4和H2为原料在金刚石衬底的（100）表面成功地生长了厚度为20µm的金刚石外延层，该外延层具有平滑的外延生长表面和高的晶体质量，生长速度为06µm/h，而在金刚石（110）和（111）面的外延生长的晶体质量较差。这说明，金刚石的同质外延层的质量直接与衬底金刚石的晶面取向有关。

2等离子增强PECVD法工艺条件

等离子增强PECVD方法是目前合成金刚石薄膜采用最多的方法之一，其反应装置见图4-1-28。

图4-1-28 PECVD法合成金刚石薄膜示意图

等离子增强化学沉积法（PECVD）工艺需要使用能源装置，将输入的气体电离，产生出富含碳的等离子气体带电粒子。碳氢化合物气体通常采用甲烷和氢气，其体积比为（01～1）∶（09～9）；反应过程中需要的温度为700～1000℃，压力为（07～2）×104Pa。在上述工艺条件下，碳氢化合物气体粒子分解，碳原子沉积在基体材料上，形成合成金刚石薄膜。

3CVD方法合成金刚石薄膜的应用

据介绍，化学气相沉淀法合成的金刚石薄膜在工业上的用途极广，例如可做机械零件上的镀膜以增加耐磨性和润滑性；使用在电子产品上可提高散热效果；可以用来制作超级计算机的芯片、最好的滤波器；用在光学产品上可增强透视效果、保护镜片；在医学上可做人工关节的界面、人工心脏的阀片、最好的抗酸碱和辐射的保护膜；军事上可做导弹的雷达罩；日常生活上可用于不粘锅、音响振动膜、剃刀片护膜、条码机护膜等。

目前，CVD方法合成金刚石薄膜在宝石业方面的应用，主要有下列几种：

1）在各种仿制钻石刻面上镀合成金刚石薄膜，以使其具有天然钻石的部分性质。

2）在天然钻石表面镀彩色金刚石薄膜用来改变刻面钻石的外观颜色，模仿彩色钻石。

3）在切磨好的钻石表面镀金刚石薄膜，可以增加成品钻石的重量。

4）在硬度低的宝石表面上镀金刚石薄膜以增强其耐磨性等，例如在德国已有人对鱼眼石或蓝晶石进行金刚石薄膜处理并获得专利。

5）合成金刚石薄膜技术可用于欧泊表面镀膜处理，防止其失水和产生龟裂现象。

二、CVD法合成钻石单晶体

近十几年来，化学气相沉淀法合成技术得到了飞速发展，尤其是2003年，CVD技术取得了新的突破，可以以相对低廉的成本生长出大颗粒的单晶体钻石，颜色、净度都可以达到较高的等级，甚至可以切磨出1ct以上的D色级、净度级别为IF的首饰用钻石。2005年5月17日美国华盛顿卡内基地球物理实验室分别在日本第十届钻石新科技国际会议和英国宝石协会的Gem-A Mailtalk网上宣布：他们通过对化学沉淀技术的改进，可以以100µm/h的速度快速生长出10ct、半英寸厚的高品质、无色的单晶钻石。但是，合成技术的细节均未透露。

CVD法合成单晶钻石的原理是将甲烷和氢气导入反应腔，利用电热丝、微波、火焰、直流电弧等设备，将碳从化合物分解成原子，在反应腔内形成等离子体。甲烷中的碳原子已具备四个键的结构，在氢的催化作用下，使每一个碳原子与四个碳原子结合形成钻石结构，并逐渐沉淀生长在预先制备好的“基座”上，其生长速度通常为每小时一微米至数十微米。生长基座可使用天然或高温高压合成的钻石切成平行{100}晶面的薄片，用微波加热形成等离子场，在800～1000℃、1/10大气压

1atm（标准大气压）=101325Pa。

的条件下，可按需要合成出不同厚度或粒度大小的钻石。

CVD法合成钻石如图4-1-29所示。

图4-1-29 CVD法合成钻石

三、合成碳硅石晶体

1概述

早在一个世纪以前，合成碳硅石（SiC）就被制造出来了，并作为磨料在工业上得到了广泛的应用。SiC单晶的生长也已被研究多年，生长出的SiC单晶主要有两种用途：一是作为一种半导体材料，二是在珠宝方面作为一种钻石的代用品。

1955年，莱利（Lely）采用升华法生长出了合成碳硅石晶体，奠定了合成碳硅石发展的基础。虽然用这种方法生长的晶体尺寸较小，且形状不规则，但生长的晶体质量很好，故莱利法一直是生长高质量碳硅石单晶体的方法。1980年初，俄罗斯的戴依洛夫（Tairov）等人对莱利法进行了改进，采用籽晶升华技术（又称物理气相输送技术）生长出碳硅石大晶体，且有效地避免了自发成核的产生，宣告有控制地生长合成碳硅石技术获得了成功。这种材料其刻面宝石的颜色可近似于无色。这种合成材料由北卡罗莱纳州道哈姆地区的克瑞研究公司（Cree Researchinc）生产，并由C3公司销售。

1995年创立的美国诗思有限公司（Charles＆Colvard Ltd），其前身即C3公司，采用高科技成果在高温常压下解决了合成碳硅石的颜色、透明度问题，合成了大颗粒宝石级合成碳硅石晶体，并经过精密的切割后镶嵌在铂金和K金首饰上，正式推向国际市场。到2000年，生长出的合成碳硅石晶体直径已达到100mm。目前，合成碳硅石年产量可达7万多克拉。

2合成碳硅石单晶技术

图4-1-30 戴维斯专利中的合成碳硅石生长设备结构简图

1990年，戴维斯对莱利法进行了改进，其成熟的技术获得了专利。该方法的设备结构简图如图4-1-30所示。工艺中用于生长合成碳硅石单晶的原料粉末经过多孔的石墨管后加热升华成气态，直接在籽晶上结晶，生长出梨晶状的Si C单晶体。整个过程既有物态的变化，也有物质结构的变化。

戴维斯专利的工艺条件为：

1）粉料的粒径应加以控制，并使用超声波振荡法填料。

2）籽晶与粉料应属于同一多型，并且籽晶的取向应稍稍偏离轴向。

3）生长初期应抽真空，而后施以低压氩气。

4）采用耐热的石墨套管加热，其中补给区温度为2300℃，晶体生长温度低于补给区温度100℃。

5）籽晶的旋转和生长过程中生长晶体位置的调整要准确无误，该方法能生长出达宝石级的有色6H型合成碳硅石晶体，直径12mm，厚度6mm，生长周期为6h。某些生长出的合成碳硅石梨晶表面显示出与钻石表面相似的三角形凹坑。

青木石提升血量为：

青木石（小）：提升生命上限5点；

青木石（中）：提升生命上限10点；

青木石（大）：提升生命上限20点；

青木宝石：提升生命上限35点；

完美青木石：提升生命上限50点；

至尊青木石：提升生命上限100点。

使用紫心石可以加蓝。

紫心石（小）属性：增加魔法值10；

紫心石（中）属性：增加魔法值20；

紫心石（大）属性：增加魔法值50；

紫心宝石属性：增加魔法值100。

宝石，它质地纯净，光灿灿，亮晶晶，性能优异，价值连城。过去几乎只属贵人、富人所有，而今它越来越多地进入人们的日常生活。在雷达表里，在戒指、耳坠、胸花上，都闪烁着它们的光芒。

宝石之所以珍贵，一是因为它奇——硬度极高、耐磨性极好、光洁晶莹、不怕腐蚀。把它镶嵌在金项链、金戒指等装饰品上面，光彩夺目、熠熠生辉，使人显得格外高贵、华丽。此外，它是支座、轴承、轴垫的最好材料，广泛用在钟表、精密天平、高档测量仪器、立体声收录机等许多方面。二是因为它稀——天然宝石相当稀少，而且分布不均。例如：红宝石和蓝宝石主要产在缅甸、泰国和澳大利亚，金刚石则主要产在刚果。现在，全世界的天然宝石产量远远不能满足人类的需要，于是，促使化学家们向合成宝石进军。

最初探索用人工方法合成宝石的是法国的化学家。1837年，高丁用硫化钾和氧化铝在高温下得到一些很细的透明晶体。1848年，耶贝尔曼用氧化铝和氧化铬一起熔化，首次制得了红宝石。1885年，傅列米来到瑞士日内瓦，同乌泽一道，将天然的红宝石碎屑用氢氧焰熔化后，加入少量铬酸钾，得到一种深红色的宝石，他们取名为“日内瓦宝石”。后来，科学家们把这种方法称“焰熔术”。

1900年，法国著名化学家维纳尔，在傅列米的基础上作了改进，不用天然的红宝石碎屑，而用纯净的氧化铝，结果培育出了红宝石大晶体。从此，合成宝石便开始进入工业生产。他的方法流传至今，因而，维纳尔是合成宝石的奠基人。

现在，在所有的合成宝石中，主要有三大类：刚玉系宝石、尖晶石系宝石和金红石系宝石。上面所说的日内瓦红宝石就是刚玉系宝石中的一种。因为刚玉系宝石主要是由氧化铝制造的，天然的氧化铝在矿物学上叫刚玉，故此而得名。刚玉系宝石的颜色最丰富、最鲜艳，因而也特别受到年轻人的喜爱。

但是，并不是把天然的氧化铝放入由氢气和氧气混合燃烧的熔炉中就能得到红宝石。因为天然的氧化铝有许多种变体，在每一种变体中，原子的排列次序是不同的。因而他们的性质也有差别。现已查明，只有一种变体，其原子排列最紧密，才是真正的红宝石，其余各种变体同它都是貌合神离。化学家们把这种变体命名为a（阿鲁华）变体。因此，用天然的氧化铝作合成红宝石原料时，一定要经过加热处理。有趣的是，当加热到1240℃时，氧化铝中的各种变体都会转变成a型。因而，这一温度又叫氧化铝“统一点”或叫“临界点”。用这种经过加热处理的氧化铝粉末，从顶部均匀地落在焰熔炉中，一般经过25～3小时，就可生长出一个20～30克重的梨形宝石。

这样得到的宝石是白色的，故名为白宝石。那么，怎样才能得到如云似霞的彩色宝石？这倒不太难。只要在氧化铝中加入着色剂就成了。例如：加入氧化铬时，就是红色宝石；加入氧化钴时，则是绿宝石；而当加入氧化铁时，便是蓝宝石；在每一种颜色的宝石中，因加入该种着色剂的数量不同又有深浅的变化。例如，在红色的宝石中，随着着色剂氧化铬由少到多的变化，则依次可得到橙红、桃红、紫红、鸡血红和深红的宝石。同样的道理，亦可得到金黄、米黄、草绿、墨绿、海蓝、玫瑰紫等等五彩缤纷的各式宝石。更奇妙的是，在氧化铝中若只加入氧化钒时，得到的却是变色宝石，即在太阳光下显蓝紫色，在灯光下却是红紫色。

1

在包裹新增宝石合成按钮。同属性宝石可以进行合成。宝石的合成100%成功

2、在镶嵌界面点开的宝石合成，提供一键合成按钮，包裹里如果有宝石能合成当前等级的宝石自动帮其合成。同类同级宝石道具可以叠加。

3、玩家卸载宝石为一键卸载所有宝石

暴走大侠中宝石合成是非常简单的操作，但是宝石是一个需要氪金才能有的东西，没有氪金的小伙伴们只能望为观止！下面小编给大家带来了暴走大侠宝石怎么合成，感兴趣的小伙伴们赶紧来看看吧！

更多攻略：暴走大侠攻略大全

宝石怎么合成

宝石的合成方法还是比较简单易懂的，宝石直接在背包中可以进行操作，点击合成。1级和1级等于2级。2级和2级等于3级，依次类推。小伙伴们有没有清楚了呢

合成规则如下：

两个相同等级的10级以下宝石，可以合成一个更高1级的宝石；3个10级宝石，可以合成1个11级宝石；2个11级宝石，可以合成1个12级宝石；2个12级宝石，可以合成一个新的12级宝石。

如果两个相同属性的宝石进行合成，合成后的宝石属性不变，宝石等级＋1。（例如：两个加狂暴的3级宝石，合成后会变成一个加狂暴的4级宝石）

如果两个不同属性的宝石进行合成，合成后的宝石属性随机生成，宝石等级＋1。（例如：一个3级的狂暴宝石和一个3级的连击宝石合成后会变成一个4级的宝石，不过这个宝石的属性是随机生成的。）

合成失败率：合成的时候是有一定的几率失败的，越低等级的宝石合成的时候失败率越高。如果合成失败了，会丢失2个合成宝石里的其中一个。

而合成11-12级宝石合成则没有失败几率。

合成费用：按照合成的宝石等级，不同等级的宝石合成费用都不同，越高级的宝石合成费用会越高，合成宝石费用＝要合成的宝石等级的平方×500（12级宝石合成需要100W/次）。