人造鉆石(mitation diamond； rhinestone)，即相對天然鉆石而言的人工培育鉆石，是一種由直徑10到30納米的鉆石結晶聚合而成的多結晶鉆石物質，亦稱“合成鉆石”或“實驗室鉆石”。人造鉆石的化學成分、硬度、相對密度與天然鉆石一致；但由于生長的環境不同，人造鉆石沒有天然鉆石所具有的礦物包裹體及生長紋、解理紋等內含物特征，人造鉆石的內部可能會有未熔化的原料微粒或催化劑微粒等，這也是二者重要的鑒別之處。
20世紀50年代，瑞典的通用電機公司、美國的通用電氣（GE）均相繼成功合成鉆石。兩者采用的技術都是高溫高壓（HPHT）合成法。在運用高溫高壓合成鉆石的同時，化學氣相沉積法（CVD）合成鉆石也在同步進行，該技術于1952年已被成功使用，日本在1974年使用這一方法合成鉆石取得重大突破。CVD 技術較之以前的方法更經濟、品質更優、純凈度更高和應用前景更廣。
人工合成鉆石技術反映一個國家的科學技術水平，高質量的大顆粒合成鉆石不但能彌補天然寶石級鉆石供應的不足，同時還可以用作耐磨、抗蝕材料以及電學、熱學、激光材料。隨著科技的進步，人工合成鉆石技術得到發展，同時進一步擴大了人造鉆石在量子信息等高科技領域的應用。
基本特征
人造鉆石(mitation diamond； rhinestone)，是相對天然鉆石而言的人工培育鉆石，是一種由直徑10到30納米的鉆石結晶聚合而成的多結晶鉆石，早期的人造鉆石由于空氣中的氮進入鉆石晶體而呈淡淡的糖稀顏色，后經技術改良可達到無色或高色級外觀，亦稱“合成鉆石”或“實驗室鉆石”。人造鉆石的化學成分與天然鉆石完全均為碳元素，硬度均為10摩爾、相對密度均為3.52。
人造鉆石與天然鉆石的顯著差異在于二者是否具備礦物包裹體及生長紋、解理紋等內含物特征，這是鑒定鉆石的重要依據。通過顯微鏡可以觀察到天然鉆石中含有金剛石、鉻透輝石、鎂鋁榴石、橄欖石、鉻尖晶石、鋯石、金紅石、石墨、綠泥石、黑云母、磁鐵礦、鉻鐵礦、鈦鐵礦和硫化物等礦物包裹體，還可觀察到天然鉆石的生長紋、解理紋等。
應用領域
除了鉆石首飾以外 ， 鉆石已成為鉆石工業的重要組成部分。在鉆探（從石油 、地殼深部鉆探到在牙齒上鑿洞）、 切 割（從切割大理石到切割寶石）、 航天（從機艙窗口到太空探測器）、 電子工業（從電子儀器到超級計算機芯片）、 熱交換（從大型鍋爐到廚房餐具）等眾多領域獲得了廣泛的應用 、 或已顯示出巨大的應用前景 。在1995年，人類從鉆石礦里開采的鉆石大約有1億克拉 ， 而人工合成的工業用鉆石已達4億克拉 ，而且1億克拉的天然鉆石中有75% 是工業用鉆石 。
人工合成鉆石技術的發展進一步擴大了其在高科技領域的應用。一是制造出鉆石環用于量子信息處理。2008年3月，澳大利亞科研人員宣布，已經成功研制出世界上最小的鉆石環，將用于開發量子信息處理。二是研制出電子產品快速散熱的鉆石粉末。2009年4月，柏林媒體報道，德國已經研發出一種鉆石粉末新材料，其導熱能力提高1.5倍，它能滿足小型多功能電子產品快速散熱的需要。三是開發出導電耐高溫的改良鉆石。2009年4月，法國科研人員開發出一種改良鉆石，這種新材料可被用于工業切割或是高溫作業的微電子制造領域。四是制造出單晶體人造鉆石，創下量子比特存儲時間的新記錄。2012年6月美國六元素公司宣稱，這項新成果在近期有助于研發新的量子傳感器，未來有望幫助人們開發新的量子通信和技術。五是造出鉆石納米線。2014年9月，美國宣稱研制出鉆石納米線，它可以使許多行業獲得巨大改進，比如超強輕質線纜，使建造“太空天梯”成為可能。六是利用激光讓納米鉆石懸浮上半空。2013年英國物理學家的這個科學實驗能更好地理解晶體的物理特性。
歷史沿革
1772年 ，現代化學的奠基人 、法國化學家安托萬-洛朗·拉瓦錫（Antoine-Laurent de Lavoisier）曾將一顆天然鉆石置放于充滿氧氣的玻璃器皿內，再用一枚棱鏡將太陽光聚焦于鉆石 ，鉆石最后充分燃燒 ，變成CO?氣體 。1779年 ，史密森·臺耐特 (Smithson Tennant )在做了更深入的燃燒試驗后發現 ，相同重量的鉆石和焦炭燃燒后將產生相同體積的CO?氣體 。上述科學實驗表明 ：鉆石完全由碳組成 ，與焦炭不同之處在于其結晶形態 。
從此科學家開始了在實驗室合成鉆石的科學探索 。1871年人類首次發現南非金伯利巖的鉆石 ， 科學家們開始意識到天然鉆石是形成于高溫 、高壓的地球深部 ， 然后通過火山噴發而帶至地表的 。因此要合成鉆石 ，必須在實驗室獲得極高的溫度和壓力條件 。直到1953年，瑞典最大的電氣公司通用電機公司ASEA實驗室方成功合成鉆石。美國的通用電氣（GE）1954年實驗室合成鉆石，并首次將此消息公之于眾。瑞典的ASEA 實驗室和美國通用電器公司兩者采用的合成方法是類似的 ：將石墨放入熔融的金屬中熔化 ，隨著熔化的碳的增加 ，當金屬成份飽和時，碳也就開始形成鉆石 。由于實驗過程中 ，溫度和壓力均保持在鉆石的穩定區域 ，因此最后結晶形成的晶體就是鉆石。
在運用高溫高壓（HPHT）合成鉆石的同時，化學氣相沉積法（CVD）合成鉆石也在同步進行。早在通用電氣生產出首批合成鉆石之前 ， 美國聯邦碳化硅公司（William Eversole）于1952年冬天成功地從處于亞穩定狀態的氣體中合成出鉆石 。這一方法被冷落了20多年，1974年 ，日本的筑波無機材料研究所用這一方法合成鉆石 ，并取得重大突破 。1981年，日本學者正式向世人公布，各國研究人員才開始將合成鉆石的研究及開發的重點放在這一方法上 。
20世紀80年代 ，日本住友公司合成了黃色寶石級鉆石 。 迄今最大的合成鉆石是戴比爾斯（DeBeers）于1987年合成，重達14.2克拉 。
合成原理
人造鉆石的合成主要包括高溫高壓（HPHT）法和化學氣相沉積（CVD）法。這兩種方法均通過人工模擬或創造碳元素結晶條件，促使碳原子有序排列，從而實現鉆石的實驗室培育。
高溫高壓法
因鉆石和石墨中的碳原子均是通過共價鍵緊密結合在一起，只有在高溫條件下提供的熱能才能打破碳原子的結合，而使鉆石與石墨之間發生轉變。高溫高壓合成單晶體鉆石是仿照天然鉆石在地下約200公里深處的溫度和壓力，將石墨在鐵族金屬觸煤的作用下轉化成鉆石。它使用的溫度約為1300℃~1500℃，壓力約為4萬~6萬個大氣壓力。其晶體形與天然鉆石極為類似，主要以八面體和立方體（六面體）聚形為主體，并且可發育菱形十二面體、四角三八面體或三角三八面體晶面，另在低壓下，可生成菱形十二面體。
化學氣相沉積法
碳氫化合物如甲烷在氣態條件下和同時存在的氫氣受等離子體的高能解離，生成碳原子層級的離子沉積在加熱的固態基體表面，進而制得多晶或單晶鉆石的工藝技術，稱為化學氣相沉積法合成鉆石。
等離子體來源有微波、直流電弧噴射、熱絲、射頻。晶種基板分兩類，多晶鉆石可在硅、或鎢板上生長；單晶體鉆石可在天然、HPHT或CVD合成金剛石切成平行于100晶面的薄片上生長。碳氫化合物氣體有H?、CH?、O?、N2，溫度條件700℃~1000℃，真空度為1/10大氣壓力，生長效率為1~50微米/小時。
方法優劣比較
高溫高壓HPHT技術分為歐美壓帶法、俄羅斯分裂球法、中國六面頂法三種。化學氣相沉積CVD 技術與之相比較，具有以下明顯優勢：
一是，CVD 合成鉆石不必在鉆石籽晶上生長，它可以在各種材料的基座上沉淀下來。二是，CVD 是一種低溫 、低壓合成技術，因而更為經濟。三是，CVD合成的是一種多品質鉆石，鉆石晶體隨機排列，這使得它具有天然鉆石的硬度以外，還比天然鉆石及高溫高壓合成鉆石更具韌性，而且更易合成大顆粒鉆石。四是，CVD 方法可以直接在各種材料表面上涂上鉆石膜，而且理論上鉆石膜的面積 、厚度 、形狀等均不受限制，這使其在切割工具 、光學 、抗腐蝕 、散熱 、半導體等領域具有獨特的應用前景。五是，CVD方法更易控制合成鉆石的凈度。其中PECVD（等離子體 Enhanced Chemical Vapor Deposition，等離子體增強化學氣相沉積法）技術無需輻射改色即可直接達到DEF色級。CVD鉆石因生長過程中易引入氮雜質導致顏色等級較低，采用中子輻射改色時通過中子輻射使碳原子形成GR1色心，從而提高顏色等級，經此處理的鉆石具有放射性，其半衰期約為87.72天，通常建議存儲2至3年后使用以確保安全。
此外，與高溫高壓合成鉆石主要由幾家大公司壟斷生產的情形不同，CVD 的研究和開發吸引了政府 、 大學 、企業等眾多部門的眾多研究人員，是開放型的。因此，目前心血管疾病的合成工藝更為多樣，介入的公司也要多得多。1992年，全球CVD鉆石的產值為1000多萬美元，1995年則為1.06 億美元，2000年達11億美元，而至2020年則達158.75億美元。
鑒別方法
觀察法
鑒別是天然鉆石還是人造鉆石，可用“三看鑒別法”。一是看包裹體。天然鉆石內部會含有天然礦物的微粒；人造鉆石的內部可能會有未熔化的原料微粒或催化劑微粒等。二是看色帶。天然鉆石的色帶一般比較均勻、柔和；人造鉆石一般不均勻，不自然。三是看生長紋。天然鉆石的生長紋一般比較平直、弧度小；人造鉆石的一般比較尖銳，弧度大。
物理性質測試法
鑒別是天然鉆石還是人造鉆石，也有三種辦法。一是看發光性。用紫外線照射，天然鉆石在長波紫外線下發藍色熒光，短波紫外線下不發熒光，或發出微弱的藍、黃色熒光；人造鉆石在短波紫外線下發射較強的黃綠色熒光。二是看特征吸收光譜。天然鉆石在415nm處有吸收線；人工合成品在此處沒有吸收線。三是看磁性。天然鉆石沒有磁性，不會被磁鐵吸引；人造鉆石內部可能有金屬微粒，從而具有磁性。
以上
中國人造鉆石狀況
中國人工合成鉆石的研究始于20世紀60年代，1963年合成鉆石投產。1977年上海硅酸鹽研究所生長出了直徑達4mm、重量為0.29ct的含硼半導體鉆石大單晶。1985年，該所采用晶種法在中國首次獲得了直徑3.2mm、重量0.2ct的優質合成鉆石大單晶。2006年，吉林大學超硬材料國家重點實驗室合成出尺寸達7mm的Ⅰb型、4.3mm無色透明的優質Ⅱa型、4mm的藍色Ⅱb型以及高氮綠色鉆石大單晶。
國內近些年來陸續出現多種商用型單晶金剛石PECVD設備，其中具有代表性的是西安交通大學王宏興教授團隊自主研發的圓柱諧振腔式PECVD系統，生長PECVD鉆石質量高、工藝穩定、重復性好。武漢工程大學在PECVD鉆石生長設備上也有一定研究，北京科技大學利用直流電弧等離子噴射設備生長鉆石，西南科技大學采用環形諧振腔式PECVD對鉆石進行摻雜生長。
中國現有高溫高壓合成鉆石廠5000余家，其中生產單顆粒晶體工業級鉆石廠家約450家，估計年生產能力可達15億～20億ct。目前年產量達2000萬ct合成工業級鉆石廠家有10家左右，最大的廠家可年產1億～2億ct。國內已有多家可以進行HPHT法合成鉆石單晶的公司，如山東濟南中烏新材料有限公司、河南黃河旋風公司、中南金剛石公司、鄭州華晶公司等，其中山東濟南中烏新材料有限公司生長出的黃色鉆石單晶可以達到10ct，生長的藍色和無色鉆石分別達5ct，產業化生產，年產量8萬ct。
當今世界合成鉆石產量約15億ct，中國產量在10億ct以上，約占世界總產量的2/3，但國產鉆石工業總產值只占世界總產值的1/3，利潤不足總利潤的1/5，原因是國產鉆石質量較差，95%以上為中低檔產品，在世界市場上競爭力不強。
2024年，中國培育鉆石產量約2200萬克拉，同比上漲144.44%，占全球總產量的63%。2025年，河南省一公司造出了全球最大培育鉆石單晶，重達156.47克拉。
市場狀況
2020年，1克拉高品質培育鉆石售價約為8000元。2025年12月，1克拉高品質培育鉆石售價約為3500元。同年，在全球鉆石珠寶市場中，培育鉆石銷量占比已超過40%，較2019年增長超過8倍。
參考資料 >
價格大跳水!1克拉大鉆石，只要3500元!1.4萬元買的鉆戒，如今只能賣200元，消費者:早知道就買黃金了.騰訊網.2025-12-11
156.47克拉！河南造出全球最大培育鉆石.今日頭條.2025-10-25