※ 引述《alucard6310 (人生只为漫画而活)》之铭言：
: 标题: [闲聊] 《Dr. Stone新石纪》182 开始研究！
: 时间: Mon Jan 25 11:27:47 2021
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: 承接上回，千空船身靠贴满石化装置躲掉斯坦，他们终于有时间开始研究“石化装置”，
: 当然杰诺也一起
: https://i.imgur.com/g6jH0sb.jpg
:
: 这时杰诺还在傲娇
: https://i.imgur.com/EljHH4S.jpg
:
: 两人观察石化装置的钻石，阿铬发现没有黑化的钻石
: https://i.imgur.com/ouJ8dDz.jpg
:
: 于是找找石化装置堆里有没有同样钻石没黑化的新品，正当找到时直接发出指令，看是否
: 有反应
:
: 结果没有反应
: https://i.imgur.com/BGdsWSU.jpg
:
: 杰诺研究这些钻石发现，这些钻石并非没有瑕疵，说好不告诉千空...结果...
: https://i.imgur.com/ujux8sh.jpg
:
: 在观察无数石化装置，发现没黑化的钻石，有的有裂痕、有的体积小，所以这些无黑化钻
: 石本身都有瑕疵
:
: 于是千空假设，要是能做出符合的钻石，说不定就能在再启动石化装置
:
: 然后
: （啊？钻石这么好造？求专业解释）
: https://i.imgur.com/roU6jDT.jpg
目前制造钻石主要就两种方法
一种是大家都知道的高温高压结晶法，简称HPHT、
另一种就是"化学气相沉积法"，简称CVD。
大概就是这样
https://www.youtube.com/watch?v=K9f3so862mw
原理
https://pansci.asia/archives/153780
关键智障
放入“种子”生钻石！ 大克拉裸石纯度完美以假乱真！？ 关键时刻 20180524-6 傅鹤龄
https://www.youtube.com/watch?v=RDQSmI-0Q0Y
大概就是让离子化的碳，附着在种子或目标内，
让他"长大"。
再讲白话一点，大家小学应该有玩过用明矾或盐巴溶液制作大结晶的经验，
想像一下把溶液置换成气体(离子态)而已。
气相成鸡是化学与工业上很基本的技术，
一堆东西都可以用CVD制造，不仅限钻石，甚至其他宝石也可用CVD制造。
例如半导体制程中就有用到CVD的部分
生活上绝大部分的工业钻都是CVD，
因为相比HPHT，CVD生产钻石的速度简直是光速，
现代CVD只需仅仅数小时，就能让一粒盐巴大小的钻石种子，
"成长"到数克拉。
而数克拉的HTHP的合成钻，则需要好几天甚至几个礼拜的时间来成形，
成本与效率可见一斑。
看到这边大概有许多人会跟那智障员警一样的反应，
“既然用CVD这么好制造钻石，那怎么不拿来发大财?”
因为拿来做为饰品用的人工钻石，绝大部分还是用HPHT，
为什么? CVD跟HPHT当然都有他们的优缺点。
这就是这次要吐槽本次千空等人土炮CVD钻石的地方，
等等再谈到。
工业钻应用非常广且用量大，全球每年都还有数百吨以上的使用，
普通民众不知道而已。合成钻制造商还是有发大财啦。
像光是对岸2019年就生产出了100亿克拉的工业钻，约两百吨。
举例，想要买钻石?
很简单，趟小北、五金，百货就有了，
买张高磅粗砂纸，上面一堆都是钻石。
(少量钻石粉与高硬度陶瓷粉)
金刚钻头也是钨钢钻头上面有着钻石粉粒，孔径15mm左右的一支的大概4、5百块吧。
你蓝光光驱里的二极管雷射发光元件里头也有超小的钻石。
一堆仪器也需要用到工业钻。
总之工业钻石跟我们的生活密不可分，生活中一大堆产品包括你的电脑，
要是少了工业钻，根本制造不出来。
但漫画这部份真的只能仅供参考，因为真正的CVD制钻，
还得在核心反应容器内，用高能量的微波轰击目标，让反应区内的气体离子化。
而且所需的能量很大，绝对不是那一箱蓄电池就够的，
因为整个反应你得持续数小时甚至数天。
而漫画中是利用钨丝高热与高光将酒精蒸气离子化，
但用这种鸟方法能够离子化的气体应该会很少量，
恐怕要长到用放大镜可见的粉粒大小都得花上数天甚至数个礼拜!
至于气体要用什么?
现实上是只能用甲烷(CH4)，离子化后那个氢还能帮助碳附着，
所以漫画中用酒精蒸气(C2H5OH)作为碳来源不确定可不可行，理论上氧会是个大问题。
那个离子化氧的干扰恐怕注定这个钻石无法形成完美的单晶
、甚至能不能结晶都是问题，且一定会有大量杂质形成例如二氧化碳。
回过头来，先说说为什么不用CVD制造饰品钻石发大财?
虽说每年制造数以百亿克拉的工业钻(一克拉=200毫克，一百亿克拉等于200吨)
而同年的饰品钻石的交易量仅仅数百万克拉，
但往往这几百万克拉的交易量却占了每年全球总钻石产值的50%左右!
既然如此，怎么还不快点大量生产饰品钻石发大财!?
这就是本次要吐槽的重点。
首先简单了解一下什么是物质的结晶态常见主要有三种，
"多晶"与"单晶"与"无晶(非晶体)"。
以太阳能电池为例
https://i.imgur.com/D5Gsnd3.png
太阳能电池的硅晶体，往往有分多晶与单晶还有无晶三种等级，
性能与价位与应用都不一样。
如上图，单晶就是只整块晶体或产品都是分子排列方式与方向都完全一至，
多晶就是整个晶体存在许多分子排列方式一样但是方向不一定一至的结晶区块，
也就是在结晶产生多个晶体的结晶体。
无晶就是连分子排列方式都无序的状态，没有任何结体结构。
当然制造难度/成本/价位，绝对就是 无晶 < 多晶 < 单晶。
但同物质与不同晶体结构的无晶多晶单晶，并没绝对的优劣之分，
而是在物理与化学上都各有不同的优缺点与应用面。
例如铁，钢铁，钢铁合金等等
作为刀、铁锤等等工具，在锻造的过程中会不断地将工具焠火，
就是将其加热红后再瞬间丢进冷水或冷油里头冷却。
不断重复这个过程，会使得钢铁产生越来越多越来越小的多晶结构，
这会使得整个刀变得更加坚韧因为刀等武器工具要坚硬的同时还要有绝佳韧性。
这就是为什么仔细看武士刀上有一堆"花纹"，那就是钢铁的多晶结构。
顺便一提，早期千空等人为了赶时间，打造武士刀只对折与焠火一两次而以，
这样造出来的刀，对付当时只拿石器的司等人可能有用，
但在真正的刀剑相仞的战场上拿这种垃圾其实跟找死没两样....
作为日常生活的铁丝，白铁，铁罐还有一堆五金零件要这种特性干嘛?
反到是要保持一定的柔软度才好加工且省成本，所以是无晶铁。
而作为战机引擎、引擎喷射口、火箭、钢弹推进器的合金，几乎都是单晶，
因为要的是超高强度与特耐高温，而要制造这么大的单晶合金是极其困难，
所以这部分都被列为是跟军事相关的机密技术。
再回到饰品钻石来。
做为饰品的钻石与宝石大部分要的是完整的"单晶"，
因为做为饰品价值，只在乎美观与否，完全不看那些性能。
不是说在野外随便挖到宝石就好，
评鉴后透明度与色泽等等细节才会决定其价值，
不然像些宝石生产地，
也一堆甚至有着弹珠大小的各种宝石放在市场像卖地摊货一样在卖。
也是红宝石祖母绿蓝碧眼或钻石等等没错，但可能他晶体太杂乱，
或杂质太多，导致透光亮度色泽会有巨大的价差。
做为宝石，通常多晶会导致透光或颜色杂乱，不好看。
但是大自然形成的东西，哪那么容易像在实验室的完美条件下高机率出现大单结晶?
可能一整个矿场只能挖出一两颗大小与结晶都完美的宝石，
或是挖到原石后，还得把不好看的多晶或杂质部位切掉或削掉，
所以可能原石是弹珠或鸡蛋大小，但切削之后剩不到几克拉，
这就是宝石做为饰品的价值要价不斐原因之一。
那问题来了，为什么饰品宝石不用CVD制造?
而且大多都是都用HPHT?
其实不是CVD无法制造高级宝石，
主要在于CVD法虽然快速，
但是要用CVD长出足以成为高价饰品级的单晶钻石却较困难。
光是种子的品质就很大程度决定了成品的品质，
连种子的形状都会决定宝石的品质、
没有种子只有附着区的只能形成多晶钻-黑钻石-黑金刚石-黑曜石!
就算有高品质种子，整个反应过程还得小心地仔细控制，
才能稳定长出优良的宝石，但随着技术成熟，
可能以后会取代HTHP成为人工饰品钻石的主流方法。
但现阶段HTHP的宝石品质较为优良，因为是模拟地球环境，花费六周，
让钻石慢慢结晶形成的，较容易有高机率产生大块单结晶
而且HTHP的钻石硬度还比天然的要高出许多，
因为现代HTHP的模拟压力还比天然钻石理论生成深度的压力还要高，
目前人类以知最坚硬的物质就是用HTHP制造钻石，
这种高硬度钻石在在一些特殊精密仪器与学术研究用很广泛使用。
例如以这种高硬度钻石制造的压力模拟器，能够模拟出更接近地心的巨大压力，
压力大到可以把"水"直接压成水结晶。
只不过HTHP的钻石有一种较明显的缺点，那就是色泽容易偏黄，
因为制造过程中容易遭受到铁篱子的渗入。
市场上分辨是否用HTHP制造的人工钻有一种方法就是用超强磁铁去吸钻石，
只要含有一点点铁，钻石就能被吸起来。
但HTHP的技术也进步不少，现在的HPHT钻石已经无法简单这样分辨。
顺便一提，HTHP钻石近年还有一种新的特殊商业产值是CVD法无法取代的，
就是可以将亲属友人宠物等骨灰，将其制成钻石。
回正题，千空等人发现石化装置还完好的钻石是透白的(没有黑)
换句话说，极可能是晶体良好的单晶钻。
因为多晶钻往往看上去都是黑的，
是因为无数的多晶结构加上钻石晶体的高折射率，
让光线难以反射，导致看起来像黑的。
而他们以这种土炮设备能造出这种黑钻石就得偷笑了！
话说虽然黑钻石做为饰品价值是0，但因为多晶结构，导致他强度远比宝石钻石还大，
钻石虽然硬度很高，但其实特定方向一敲就能轻易碎裂，
所以别拿你妈的钻石项链戒指来乱玩，
因为单晶钻石好看却很脆弱，因为钻石分子是正四方体结构，有特定方向的弱点，
如同一整堆叠好的积木，垂直方向的承受力，一台车压上去都没问题，
但从旁边一推整个就垮。
顺便一提，石墨烯是碳的同素异形体，那六角形的结构是最稳的结构之一，
使得石墨烯在强度与韧性上远大于钻石与钢铁。
而黑钻石应为多晶的关系，具备钻石硬度的同时，又大幅强化整体的强度与韧性，
高硬度高强度高导热，其实黑钻石正是一种完美材料，也是工业钻的主要产品之一，
要是有制造任意大小与形状的黑钻石能力，半导体跟电子产品还能再发生一次革命。
最后顺便说一句
板垣惠介你可以再喇叭一点!!
徒手捏钻!? WTF?

你钻石系？ 今年几倍？

先推反正我看不懂

牙rrrrrrrr

赶快推 不然大家以为我看不懂

长知识了

推个

推 看不懂的地方自动跳过了 但7成蛮简单易懂的

推专业文

宝石之国

看过宝石之国的表示：黑钻石的确比钻石强

借问个 人工钻到底可不可以当成自然钻来卖

好文推

骨灰那个在MGSV里面有..qq

推推

这篇意思说低价的可以吧 那种贵到你买不起的 做不出来我应该理解没错吧?

好长……

写报告喔，太清楚了吧

黑钻>钻石 宝石之国都有教

他们是用甲醇吧

应该是乙醇 他们的酒精是自然发酵行程的

贵到买不起也是炒出来的 钻石以量来看根本不值钱

钻石就是被炒出来的东西+1 今天商人们有共识连野草都可以变财宝

自然钻石是靠商家垄断炒作起来的

漫画就有写了,用的是Methanol 甲醇

印象亚当煞风景有讲过

钻石还会看品牌喔 T牌的钻石就比同等级的贵阿

你根本千空穿越吧

推专业文

看C洽长知识，另外钻石发电怎么弄得?

如果把反应率和良率考虑进来千空可能已经死100亿次了w

毕竟是漫画 你不给主角加减开挂 可能千空到死都不可能离开日本吧 或者是早被司帝国灭了

你钻石系？

钻石系

浅显易懂推

优质

优质好文

写的很详细

浅显易懂

推金刚老师您好

推推

搞不好下一话就在说钻石电池了 现在剧情看起来好像是单晶体钻石是电池 驱动后变成多晶体状态？

优文 推 长知识了

气象成鸡气相成鸡

（举手）请问老师钻石能不能当炭烧来取暖？

推宝石之国

推推

原来如此，谢谢指教

科普推

没想到C机上校也略懂材料学

推个专业

详细推

推知识

气相成鸡 XDDD

印象中人工钻石的价格是天然的1/2~1/3

推知识

干这篇好赞

长知识