化学气相沉淀法合成钻石的历史和现状

2006年中宝协人工宝石专业委员会在广西梧州召开的《中国人工宝石发展论坛》上，颜慰萱教授发表了“化学气相沉淀法（CVD法）合成单晶钻石综述”，该论文后来被收入《中国人工宝石》一书中。颜慰萱教授在这篇论文中详细介绍了化学气相沉淀法合成钻石的历史和现状：

1952年美国联邦碳化硅公司的William Eversole在低压条件下用含碳气体成功地同相外延生长出钻石。这比瑞士ASEA公司1953年和美国通用电气公司（GE）1954年宣布用高压高温法合成出钻石的时间还要早，因而Eversole被视为合成钻石第一人。但当时CVD法生长钻石的速度很慢，以至很少有人相信其速度能提升到可供商业性生长。

从1956年开始俄罗斯科学家通过研究，显著提高了CVD合成钻石的速度，当时是在非钻石的基片上生长钻石薄膜。

20世纪80年代初，这项合成技术在日本取得重大突破。1982年日本国家无机材料研究所（NIRIM）的Matsumoto等宣布，钻石的生长速度已超过每小时1微米（0.001mm）。这在全球范围内引发了将这项技术用于多种工业目的的兴趣。

20世纪80年代末，戴比尔斯公司的工业钻石部（现在的Element Six公司）开始从事CVD法合成钻石的研究，并迅速在这个领域取得领先地位，提供了许多CVD合成多晶质钻石工业产品。

这项技术也在珠宝业得到应用，那就是把多晶质钻石膜（DF）和似钻碳体（DLC）作为涂层（镀膜），用于某些天然宝石也包括钻石的优化处理。

尽管当时CVD合成钻石的生长速度有了很大提高，但仍无法用于生产可供切磨刻面的首饰材料。一颗0.5克拉圆钻的深度在3mm以上，若以每小时0.001mm速度计算，所需的钻坯至少要生长18周。可见，低速度依然是妨碍CVD法合成厚单晶钻石的主要因素。

进入20世纪90年代，CVD合成单晶体钻石的研发取得了显著进展。先是1990年荷兰Nijmegen大学的研究人员用火焰和热丝法生长出了厚达0.5mm的CVD单晶体。1993年报道，美国Crystallume 公司也用微波CVD法生长出了相似厚度的单晶体钻石；此后，Badzian等于1993年报道生长出了厚度为1.2mm的单晶体钻石。DTC和Element Six 公司生产出了大量用于研究目的的单晶体钻石，除掺氮的褐色钻石和纯净的无色钻石外，还有掺硼的蓝色钻石和合成后再经高压高温处理的钻石。

进入21世纪，首饰用CVD合成单晶体钻石的研发有了突破性进展：

美国阿波罗钻石公司（Apollo Diamond Inc.）多年从事CVD合成单晶钻石的研发。2003年秋开始了用玉首饰的CVD合成单晶钻石的商业性生产，主要是Ⅱa型褐色到近无色的钻石单晶体，重量达1克拉或更大些。同时，开始实验性生产Ⅱa型无色钻石和Ⅱb型蓝色钻石。

2005年5月在日本召开的钻石国际会议上，美国的Yan 和Hemley(卡内基实验室)等披露，由于技术方法的改进，他们已能高速度（每小时生长100微米）生长出5到10克拉的单晶体，这个速度是高压高温方法和其它CVD方法商业性生产的钻石的5倍。