Kim Cương Nhân Tạo được xem là vật liệu đá quý gần giống với Kim Cương tự nhiên. Kim Cương Nhân Tạo được sử dụng khá phổ biến trong ứng dụng Khoa học và Công nghệ. Vậy Kim Cương Nhân Tạo là gì? Kim Cương Nhân Tạo được tạo ra như thế nào? Kim Cương Nhân Tạo đặc điểm giống và khác với Kim Cương Tự Nhiên như thế nào? Hãy để Kita Diamonds phân tích sâu hơn về Kim Cương Nhân Tạo trong bài viết này.

Kim Cương Nhân Tạo là gì? và lịch sử hình thành

Kim Cương Nhân Tạo hay còn được gọi bằng nhiều tên gọi khác là Kim Cương Tổng Hợp, Kim Cương Phòng Thí Nghiệm. Đây là loại đá quý được tổng hợp trong phòng thí nghiệm bằng 2 phương pháp HPHT (High Pressure, High Temperature) và CVD (Chemical Vapor Deposition).

Kim Cương Nhân Tạo có bền không? Câu trả lời là có. Kim Cương Nhân Tạo có tính chất vật lý và quang học tương tự như Kim Cương Tự Nhiên. Kim Cương Nhân Tạo có độ sáng và độ lấp lánh giống với Kim Cương Tự Nhiên và Kim Cương Tự Nhiên cũng có độ cứng vượt trội trên thang Mohs.

Kim Cương Nhân Tạo được sản xuất nhằm phục vụ cho mục đích công nghiệp từ những năm 50 của thế kỷ XX. Kim Cương Nhân Tạo được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: viễn thông, quang học, laser, y học – chăm sóc sức khỏe,… Năm 1970, các nhà nghiên cứu tại General Electric đã tạo ra được viên Kim Cương Tổng Hợp nhỏ. Sau đó, đến giữa những năm 80, các nhà sản xuất bắt đầu phát triển chúng thành các viên đá có màu vàng, chất lượng cũng được cải thiện tốt hơn.

Quy trình sản xuất Kim Cương nhân tạo diễn ra như thế nào?

Như Kita Diamonds đã giới thiệu, Kim Cương nhân tạo được tổng hợp theo 2 cách:

Tổng hợp bằng phương pháp HPHT

Phương pháp HPHT là phương pháp dùng áp suất và nhiệt độ cao để tạo thành Kim Cương. Đây là quá trình bắt chước các điều kiện hình thành của Kim Cương tự nhiên. Trong buồng chế tạo có một lượng Carbon hòa tan trong kim loại nóng chảy. Các nguyên tử Cacbon này sẽ đi qua Kim Loại đến hạt Kim Cương nhân tạo hoặc Kim Cương tự nhiên nhỏ để tạo ra tinh thể Kim Cương nhân tạo.

Tổng hợp bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD)

Theo phương pháp này, viên Kim Cương Nhân Tạo sẽ được sản xuất trong phòng thí nghiệm, nơi có giàu khí Carbon (hay khí Metan) trong buồng chân không. Quá trình CVD liên quan đến việc phá vỡ các phân tử khí Metan thành các nguyên tử Cacbon và Hydro. Sau đó, các nguyên tử này sẽ được lắng đọng trên hạt Kim Cương Tự Nhiên để tạo nên tinh thể Kim Cương. Bên cạnh đó, các chuyên gia cũng có thể điều chỉnh để thay đổi màu sắc của Kim Cương Nhân Tạo hoặc cải thiện đặc tính trong và ngoài của viên đá.

Thông thường, mất khoảng vài tuần để tạo ra một viên Kim Cương Nhân Tạo, khoảng thời gian này ngắn hơn rất rất nhiều lần so với quá trình hình thành Kim Cương Tự Nhiên (mất đến hàng triệu đến hàng tỷ năm). Ngày nay, có rất nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới tổng hợp Kim Cương Nhân Tạo nhằm phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Điển hình phải kể đến các phòng thí nghiệm tổng hợp Kim Cương Nhân Tạo tại Trung Quốc, Nga, Nhật Bản, Hoa Kỳ, Ukraine, …

Kích thước phổ biến của Kim Cương Nhân Tạo

Các nhà sản xuất Kim Cương Nhân Tạo có thể điều chỉnh kích thước theo ý. Thông thường, Kim Cương thương mại có kích thước nhỏ hơn 2 carat, tùy theo nhu cầu và mục đích sử dụng mà kích thước Kim Cương sẽ to, nhỏ khác nhau. Kim Cương Nhân Tạo thường có 3 loại kích thước phổ biến như sau:

• Kích thước nhỏ (khoảng dưới 0.1 carat): Những viên Kim Cương này khá phong phú nhưng cũng không thường xuyên được kiểm định.
• Kích thước thương mại (khoảng 0.25 – 2.5 carat): Những viên Kim Cương thuộc kích thước này sẽ phổ biến hơn và Kim Cương Nhân Tạo thường được đánh giá, công nhận tại các phòng thí nghiệm đá quý uy tín.
• Kích thước lớn (khoảng từ 5-10 carat): Những viên đá này khá hiếm, nó được kiểm định chính xác thông qua các phòng thí nghiệm. Đá Kim Cương Nhân Tạo có kích thước lớn cũng thu hút rất nhiều sự chú ý của giới sưu tầm Kim Cương.

Sự khác biệt giữa Kim Cương Tự Nhiên và Kim Cương Nhân Tạo

Kim Cương Nhân Tạo được tổng hợp dựa trên các điều kiện hình thành của Kim Cương Tự Nhiên, tuy nhiên nó cũng có rất nhiều sự khác biệt. Kim Cương Nhân Tạo khác Kim Cương Tự Nhiên như thế nào? Điều đó thể hiện thông qua một số đặc điểm sau:

• Hình dạng tinh thể: Mặc dù được hình thành trong điều kiện nhiệt độ tương tự với Kim Cương Tự Nhiên, nhưng Kim Cương Nhân Tạo lại phát triển thành tinh thể bát diện và khối lập phương (theo phương pháp HPHT), hình khối vuông (theo phương pháp CVD), khác biệt với hình bát giác (tám mặt tam giác đều) của Kim Cương Tự Nhiên.
• Các đặc điểm bên trong: Bên trong viên Kim Cương Nhân Tạo có thể xuất hiện các khuyết điểm, vì vậy không phải lúc nào các chuyên gia cũng dùng Kim Cương Nhân Tạo để nhận dạng các loại đá quý.
• Màu sắc: Kim Cương Nhân Tạo thường không màu hoặc gần như không màu, ngoài ra nó còn có màu vàng nhạt đến vàng đậm, vàng nâu. Những màu như xanh lam, hồng đỏ, xanh lá cây thì ít phổ biến hơn. Điều này cũng cho ta nhận thấy rằng, các chuyên gia có thể xử lý màu Kim Cương Nhân Tạo giống như các màu sắc của Kim Cương Tự Nhiên.
• Độ trong, độ tinh khiết: Kim Cương Nhân Tạo có độ trong, độ tinh khiết từ thấp đến cao, tương tự như Kim Cương Tự Nhiên.
• Giác cắt: Việc cắt Kim Cương Nhân Tạo cũng giống với Kim Cương Tự Nhiên. Mọi vết cắt, mọi hình dáng đều có thể được tạo ra sau khi phân tích. Trong đó, mặt cắt Round Brilliant với 57 giác cắt là phổ biến nhất đối với Kim Cương Nhân Tạo.

Kim Cương Nhân Tạo có giấy kiểm định không? Tất nhiên là có và nó được công nhận giống hệt như một viên đá Kim Cương Tự Nhiên, có “giấy khai sinh”, xuất xứ rõ ràng, minh bạch.

Trong một số trường hợp, giá Kim Cương Nhân Tạo còn đắt hơn rất nhiều so với Kim Cương Tự Nhiên vì chi phí sản xuất cao. Hiện nay, Kim Cương Nhân Tạo chiếm khoảng 88% lượng Kim Cương sử dụng trong công nghiệp (theo số liệu của Merchant Research and Consulting). Kim Cương Nhân Tạo không thường được sử dụng để gia công trang sức như Kim Cương Tự Nhiên và các loại đá quý khác.