Kim cương tổng hợp

Kim cương tổng hợp hay kim cương nhân tạo là loại đá được chế tạo để có ánh sáng và đặc tính vật lý giống như kim cương tự nhiên, được sản xuất bằng công nghệ hiện đại của con người.

Đặc điểm

Kim cương tổng hợp có cấu trúc vật lý và hóa học tương đồng với kim cương tự nhiên. Chúng chứa carbon, có trọng lượng riêng là 3,52 và chiết suất 2,417. Một số loại kim cương tổng hợp có thể chịu áp suất lên đến 1,3 triệu lần áp suất khí quyển theo một hướng nhất định, vẫn an toàn dưới áp suất gấp 600.000 lần từ các hướng khác và có độ cứng vượt trội hơn kim cương tự nhiên. Khác với kim cương tự nhiên có dạng tinh thể, kim cương tổng hợp có tính chất vô định hình.

Kim cương tự nhiên hình thành dưới điều kiện đặc biệt, với vật liệu carbon phải chịu áp lực rất lớn, từ 4,41 đến 5,88 triệu tấn (tương đương 4,5 đến 6 GPa), và ở nhiệt độ thấp hơn, từ 900 đến 1.300 °C (1.650 đến 2.370 °F).

Khác với kim cương tự nhiên, kim cương tổng hợp được chế tạo nhân tạo trong phòng thí nghiệm trong thời gian ngắn. Chúng thường được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp quang học và chip điện tử cao cấp. Có hai phương pháp chính để tạo ra kim cương tổng hợp: phương pháp HPHT (high pressure, high temperature) mô phỏng điều kiện nhiệt độ và áp suất cực kỳ cao của lòng đất, và phương pháp CVD (chemical vapor deposition) sử dụng hơi hóa học của carbon dưới tác động của plasma để phân tách các phân tử khí, cho phép các nguyên tử carbon lắng tụ và phát triển trên mầm kim cương có sẵn. Với sự cắt gọt tinh xảo và giá cả hợp lý, kim cương tổng hợp đã thu hút sự yêu thích của nhiều người, đặc biệt là phái nữ. Hiện nay, thị trường cung cấp nhiều màu sắc lấp lánh như hồng, tím, xanh lơ, xanh lá, đỏ, cam... chủ yếu từ Hồng Kông, Hà Lan, Bỉ... và các chuyên gia hay người bán kim cương lâu năm thường khó phân biệt với kim cương tự nhiên.

Tuy nhiên, giá thành của kim cương tổng hợp thường rất cao vì việc tái tạo môi trường tự nhiên để sản xuất chúng đòi hỏi chi phí lớn, thậm chí đắt hơn cả kim cương tự nhiên. Do đó, trên thị trường trang sức, kim cương tổng hợp khá hiếm và thường chỉ là đá tổng hợp như Zirconia (đá CZ) hoặc moissanit.

Sản xuất và tiêu thụ

Trên toàn cầu

Từ năm 1953, kim cương tổng hợp đã được sản xuất với giá chỉ bằng 50% so với kim cương tự nhiên và hiện tại giá đã giảm còn khoảng 30%. Mặc dù loại kim cương này có độ cứng tốt, nhưng màu sắc và độ tinh khiết của nó không đạt tiêu chuẩn của những viên ngọc quý dùng trong trang sức. Đến năm 1970, Mỹ đã thành công trong việc chế tạo kim cương tổng hợp đạt tiêu chuẩn hóa học tương tự như kim cương tự nhiên. Tuy nhiên, giá thành của loại kim cương này cao hơn nhiều lần so với kim cương tự nhiên, do đó, chúng rất hiếm trên thị trường.

Nhu cầu về kim cương tổng hợp đang gia tăng nhanh chóng ở các thị trường mới nổi như Trung Quốc và Ấn Độ, với tốc độ tăng trưởng 10-15% mỗi năm. Trung Quốc dự kiến sẽ tiếp tục giữ vị trí hàng đầu trong việc sản xuất kim cương tổng hợp công nghiệp với sản lượng hàng năm vượt 4 tỷ carat. Mỹ cũng có khả năng vẫn là nhà sản xuất và xuất khẩu kim cương chủ chốt trong thập kỷ tới.

Khoảng 20% sản lượng kim cương toàn cầu được sử dụng trong ngành trang sức, trong khi 80% còn lại, với chất lượng thấp hơn, được ứng dụng trong công nghiệp và nghiên cứu. Theo báo cáo từ hãng nghiên cứu thị trường Merchant Research and Consulting (Anh), kim cương tổng hợp chiếm tới 88% tổng lượng kim cương dùng trong công nghiệp. Kim cương tổng hợp có thể được sản xuất hàng loạt và có nhiều ứng dụng nhờ vào đặc tính của sản phẩm này.

Tại Việt Nam

Gần đây ở Việt Nam, nhiều trang sức gắn đá tổng hợp được quảng cáo là kim cương nhân tạo. Tuy nhiên, theo các chuyên gia, thị trường hiện tại chưa có kim cương nhân tạo thực sự. Những viên đá được quảng cáo như kim cương nhân tạo thực chất là đá tổng hợp như Zirconia (đá CZ) hoặc moissanit, đã được xử lý để đạt độ lấp lánh và trong suốt gần giống như kim cương thật. Tuy vậy, các chuyên gia cho rằng những đá tổng hợp này có độ bền và độ chiếu sáng kém hơn nhiều so với kim cương tự nhiên và bị định giá quá cao. Đặc biệt, giá của đá Zirconia thấp hơn kim cương cùng loại khoảng 1000 - 2000 lần, và moissanit rẻ hơn kim cương tự nhiên từ 15 - 20 lần, nhưng thường được quảng cáo sai lầm với mức giá cao hơn.