培育钻石是人工模拟天然钻石结晶条件和生长环境而合成出来的,与天然钻石拥有完全一样的物理、化学以及光学性质。仿钻类的莫桑石的主要成分是碳硅石,锆石采用的是立方氧化锆,与钻石有着本质的不同。
在生产时间方面,天然钻石的形成周期长达亿年,而培育钻石的生产时间只需数周,在颜色、粒度、净度等方面与天然钻石别无二致。
世界上的第一颗人造金刚石可以追溯到1954年,产自通用电气的“超级压力项目”。1963年,中国的第一颗人造金刚石诞生。但是,早期的人造金刚石都用于工业领域,在色泽、净度等方面还不足以达到宝石的要求。
人造金刚石衍生到可用作宝石的培育钻石,又花了数十年的时间。2012年至2015年期间,培育钻石已在部分国家时尚消费市场零星出现。2016年前后,中国采用高温高压法(HTHP)生产的无色小颗粒培育钻石开始尝试小批量生产和销售。
随着合成技术不断成熟,目前,培育钻石的品质已经可以借鉴天然钻石的“4C”标准来鉴定和分级。4C代表的是克拉重量(carat)、色泽(color)、净度(clarity)和切工(cut)。
上海钻石交易所综合部主管鲁彦真对《财经》记者表示,培育钻石已经成为商业利益集团眼中一个新的盈利工具。2016年,世界上第一个培育钻石生产商和销售商组织IGDA(International Grown Diamond Association)成立。2018年是关键的一年,美国联邦贸易委员会(FTC)修改了钻石的定义,在原本的定义中删去“天然”一词,将天然钻石和培育钻石都统一归类为钻石。
目前,生产培育钻石主要有两种方法:高温高压法(HTHP)和化学气相沉积法(CVD)。HTHP法的基本原理是模拟天然金刚石结晶条件和生长环境,以石墨粉、金属触媒粉为主要原料,通过液压装置保持恒定的超高温、高压条件,来合成金刚石晶体。其特点是生长速度快、成本低,但是纯净度稍差。这是目前中国主要采用的技术,贡献了全球一半的产量。
CVD法的基本原理是含碳气体和氧气混合物在高温和低于标准大气压的压力下被激发分解,形成活性金刚石碳原子,并通过控制沉积生长条件,促使活性金刚石碳原子在基体上沉积交互生长成培育钻石。CVD法的培育周期较长、成本较高,且有副色,但纯净度高。目前这项技术主要在欧美、印度、新加坡等地应用,中国的起步较晚。
根据国信证券研报,2020年,中国培育钻石厂商已经能批量稳定生产3克拉至6克拉钻石毛坯(对应1克拉至2克拉培育钻石饰品),在4C标准上已达到较好水平,在评级中,颜色可达最高级的D色(无色),净度最高可达VVS级。
2020年,全球培育钻石毛坯的产量约有600万至700万克拉,其中一半是在中国通过HTHP法生产的,而河南的三家企业黄河旋风、中南钻石、豫金刚石的产量包揽了前三名。不过,其中的豫金刚石近年来陷入资金紧张和诉讼缠身的困局,又涉嫌重大财务造假,已被证监会立案调查,公司存在被强制退市的风险。