应该说现在钻石的合成技术是一个研究热点仿钻石，谁率先找到了更加快速廉价的合成方法也就抢占了合成钻石的市场先机，我读硕士阶段导师就是研究高温高压法合成钻石的，但是他的目的并不是为了商用，而是通过还原钻石的形成环境反推其形成过程，以指导中国的钻石找矿事业。

正式回答题主的问题，合成钻石和天然钻石的区别在哪里？

1.形成过程不一样

2.钻石原石的晶体形态不同，天然钻石会长成单晶形态（以八面体为主）或聚晶或集合体的形态，而合成钻石原石多长成立方体形态单晶。

3. 主要成分一致，但杂质成分有区别

1.形成过程不同

这听起来像废话，一个是天然的一个是合成的肯定不一样，但是不一样的点在哪里呢？

天然钻石也分成两个类型，一类是地幔深处形成后被岩浆岩带到地表的钻石，另一类是陨石撞击形成的多晶金刚石。第一类是我们生活中见到最多的，戒指上戴的就是这种，它形成于地幔深处大约160km左右，形成压力一般在4.5～6.0Gpa，温度大约为1000～1500摄氏度，绝大多数形成于33亿年前及12～17亿年这两个时期。经过后期的岩浆活动被带到地表，最后在火山岩筒中被我们找到。

钻石绝不是产生在火山筒中的，火山只是地球的搬运工（路凤香，2008）

另外一类就是陨石撞击形成的钻石。俄罗斯非常有名的波皮盖金刚石矿就是此类。在陨石撞击的过程中会产生瞬时高温高压，将地表的碳元素变成金刚石。2012年网络曝出这个矿床的钻石储量在数万亿克拉，但是大家别担心，这种钻石都是工业用钻，黑黝黝的一坨，跟我们用的宝石级钻石完全不同，更加不会对珠宝市场产生任何冲击，只可能让金刚石刀更便宜一些。

陨石坑中的钻石都不会有太高品质的，产量大也不会让男朋友高兴到哪去（图片来自网络，侵删）

合成钻石的制造方法也可谓日新月异，从最早分成直接法、触媒法、外延法到现在分成高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD）。

直接法是采用瞬时高温高压技术制成的，类似于陨石撞击的过程，使碳质原料从固态熔化成液态最终直接转化为金刚石。这种方式制成的金刚石颗粒细小，产量低，在最初的科研阶段多有采用，现在已经被淘汰。

触媒法演变成的高温高压法（HTHP）成为了现在合成宝石级钻石的主要方式。这个方法采用的温度和压力要低于直接法，通过加入铁镍等触媒促进碳质原料向金刚石转化（加入铁镍触媒是我读书时候的方法，听说现在触媒的成分有所变化，如果有了解的希望得到同仁的指教）。触媒的作用是为了加速合成的过程并且降低所需的温度和压力，基础理论也仍然是在高温高压环境下使层状结构碳（碳的sp2杂化，类似于石墨）向金刚石结构碳（碳的sp3杂化）转化。高温高压法是现在合成宝石级钻石的主要形式，在2015年已经成功合成了原石质量高达32.26克拉的钻石，成品重量超过了十克拉。六面体压舱，用来合成钻石的设备（图片来自网络，侵删）

另外一种化学气相沉积法（CVD）在金刚石薄膜的合成中应用更多，其中微波等离子气体化学气相沉积法（MPCVD）是现阶段合成单晶钻石的研究热点。这种方法简单来说就是在一定带电环境下将甲烷（CH4）等气体打散，让其中的碳元素落在金刚石种晶上面，然后一层一层的加厚。

图片来自网络，侵删

2.结晶形态不同

我们常用的宝石级钻石就是单晶体或者连生体钻石，能保证晶亮透明的视觉效果。而集合体多为工业钻石，一般都是黑黝黝的一坨。。。

我们常接触到的天然钻石绝大多数都是（111）面发育的八面体形，而且表面会有很多天然形成的熔蚀凹坑。

不同熔蚀环境下钻石原石的熔蚀过程，在表面都会形成正向或者反向的熔蚀凹坑，后期逐渐向菱形十二面体转化

某教材中有关结晶面发育的示意图（FSK面的事儿有机会聊一聊）

用高温高压法合成出来的钻石因为形成速度相对天然钻石快很多，发育的晶面以（100）面为主，最终形成的多是立方体形态，天然钻石长得像两个贴在一起的金字塔，而合成钻石很像没长好的魔方。

化学气相沉积法的形成过程因为是碳原子一层一层的落到种晶上面，所以使用这种方法合成出来的钻石都是呈板状的，也就没有固定的晶体形态。

3.杂质成分不同

无论天然还是合成的钻石主要成分都是碳，天然钻石还有氮、氢、硼等杂质元素。在天然钻石中我们根据是否含有氮元素把它们分成I型钻石和II型钻石两类，I型钻石被称为含氮钻石，也就是刚才说的开普系黄色钻石。其中又根据氮是否呈聚合态细分成Ia和Ib类型。颜色深的黄钻就多产出于Ia型钻石中。在不含氮的II型钻石中还有一种特别的含硼钻石，常见的蓝色钻石就是典型含硼钻石。

用高温高压法合成的钻石因为加入铁镍触媒，最终晶体内除了常见的氮、氧、氢等杂质以外还可能包裹进一些铁镍触媒进去，所以最开始这种钻石甚至能被吸铁石吸引上。另外人造金刚石由于形成速度快，内部常有夹有包裹体、气泡，以及碳原子空位、位错等。

很早以前的触媒法合成钻石真的就这么就能吸起来

另外，因为杂质元素氮、氧等杂质的加入合成钻石常带有比较深的颜色，由此也带动了钻石的改色技术的增进，因为内容也比较多以后专门找个题目细聊。最后有关鉴定的话题有好多朋友也答了，我不做过多赘述，但是我尤其想给大家看一个合成钻石的阴极发光图，能清楚的看到因为形成速度快产生的条带，对合成钻石的鉴定也有很大意义