kim cương tổng hợp

thông thường, giá bán kim cương không bị phụ thuộc vào nguồn gốc khai thác

cửa hàng bán kim cương với giá 550 đôla Mỹ một carat

kim cương cao cấp bán giá 20 000 đôla một carat

khai thác những kim cương ấy không khó hay đắt hơn nếu so với những đá quý công nghiệp khác

chi phí khai thác kim cương vào khoảng 58 đến 60 đôla một carat, đã duy trì ổn định trong 40 năm

giá bán kim cương cao như vậy vì nhiều tập đoàn [cartel] bán hàng, giống như OPEC, những liên minh này săn sóc nguồn cung, chỉ bán ra một số ít kim cương mỗi năm để giữ giá ổn định

Liên minh [cartel]
việc kim cương bị định giá cao không phải là mới

trong nhiều thế kỷ, các cá thể thị trường đã nỗ lực kiểm soát nguồn cung kim cương bán ra thị trường để thao túng giá ở mức cao

từ thời cổ xưa khi các triều vua Ấn Độ thống trị ngành sản xuất kim cương, giá bán đã cao vượt trội hơn chi phí khai thác

ví dụ thập niên 1500, kim cương nhỏ nhất được bán ra - một nửa carat - có giá bán tương đương 3 vạn ngày công lao động trung bình

năm 1725 người Bồ Đào Nha phát hiện được kim cương ở Brazil và xả ngập kim cương ra thị trường, khiến giá bán hạ 30 đến 50%

hoàng gia Bồ Đào Nha nhanh chóng nắm kiểm soát tất cả các mỏ và hạn chế nguồn cung để nâng giá bán cao trở về cũ

De Beers
công ty nổi tiếng nhất là De Beers

năm 1866 một cậu bé 8 tuổi ở Liên bang Nam Phi nhặt được một viên kim cương 21.8 carat, viên Eureka

sự kiện đã kích động một cơn sốt người đổ xô đến Nam Phi để tìm kiếm ở 4 mỏ kim cương lộ thiên: Kimberley, De Beers, Jagersfontein và Koffiefontein

sản lượng tăng từ 10 vạn carat năm 1870 lên 3 triệu carat năm 1880

Cecil Rhodes và công ty khai khoáng De Beers của Cecil mới đầu là một trong nhiều công ty khởi nghiệp

Cecil Rhodes vận hành công ty tốt, đào mỏ kim cương hiệu quả hơn các đối thủ

De Beers cũng thu lợi nhờ cắt giảm chi phí nhân công và trừng trị nghiêm ngặt ăn trộm ăn cắp

nhân công nhập cư của De Beers là các tù nhân

công ty xây những khu phức hợp - căn bản là những ký túc xá - làm nơi ở và nuôi nhân công, bán thực phẩm và quần áo cho nhân công và quản lý nghiêm rượu chè và ẩu đả

những khoản "đầu tư" vào nhân lực này đã cắt giảm chi phí lao động từ 36% năm 1883 xuống còn 26% năm 1887 và giúp De Beers tích luỹ tài chính để mua lại các công ty đối thủ cạnh tranh

năm 1888 Rhodes và công ty De Beers đã thâu tóm được ngành khai thác kim cương Nam Phi và thực hiện hạn chế sản lượng để giữ giá bán

Triển lãm [sight]
sau khi Rhodes mất, Ernest Oppenheimer nhà sáng lập tập đoàn khai khoáng Anglo American đã kế nhiệm làm chủ tịch De Beers

dưới lãnh đạo mới, công ty ký hiệp ước với các nhà sản xuất kim cương khác để bán tất cả sản lượng thô cho tổ chức bán hàng trung ương CSO

CSO mua với mức giá cố định, đảm bảo có lãi cho người bán sau đó CSO bán lại kim cương ở một trong 10 sự kiện bán hàng - gọi tên là 'triển lãm' - cho các nhà máy cắt trang sức - được gọi là các "công ty ngự lãm" [sightholder]

theo một điều tra năm 1982, ấy là cả một nghi lễ
trước buổi triển lãm [sight] các công ty ngự lãm sẽ cho CSO biết những viên đá họ cần và số lượng cần
CSO cố gắng đáp ứng yêu cầu

trong ngày triển lãm, các công ty ngự lãm sẽ được tháp tùng đến một căn phòng nơi họ được trưng bày cho một cái hộp chứa kim cương bên trong

công ty ngự lãm không được phép mặc cả, phải nhận cả hộp, trả đủ tiền và không được bán lại bất cứ viên kim cương thô nào lên thị trường

ai không chơi theo luật sẽ sớm bị đuổi khỏi cuộc chơi

Tiếp thị
CSO sớm tiếm lấy toàn bộ hoạt động tiếp thị của ngành

năm 1938 Harry Oppenheimer là con trai của Ernest, hợp tác với công ty quảng cáo N.W.Ayer ở thành phố New York làm một chiến dịch quảng bá để gắn kim cương với tình yêu lãng mạn

chiến dịch đã kết hợp người ảnh hưởng [influencer] và sáng tạo nội dung với quảng cáo thông minh để xây dựng nên thương hiệu kim cương

ngôi sao điện ảnh được đưa kim cương để đeo trong phim
báo chí được trả tiền để lên bài viết về người nổi tiếng mua những viên kim cương hảo hạng và gắn nó với mỹ nghệ
rồi khẩu hiệu quảng cáo năm 1949 nổi tiếng "Kim cương là vĩnh cửu"

chiến dịch truyền thông đã thành công rực rỡ

kim cương trở thành biểu tượng cho lối sống xa hoa và vật không thể thiếu của các đám cưới, viên đá quý độc nhất vô nhị của mẹ Trái Đất

Kim cương tổng hợp
năm 1797 Smithson Tennant chứng minh được rằng kim cương là một dạng thù hình của carbon, bằng cách đốt cháy kim cương với khí ôxy và thải ra khí cacbonic

người ta lập tức nhận thấy rằng kim cương có mật độ carbon cao hơn những dạng thù hình khác, ví dụ than củi

những nỗ lực chế tạo kim cương đầu tiên, người ta lấy carbon và đặt dưới áp lực cao và nhiệt độ cao

cuối thập niên 1800 James Hannay và Ferdinand Frederic Henri Moissan, người giành giải Nobel, đã tuyên bố chế tạo được kim cương, nhưng không ai đã có thể lặp lại được kết quả của 2 người

kim cương tổng hợp của Hannay hoá ra là kim cương tự nhiên, do cộng sự của Hannay trình ra để "làm hài lòng cụ già"

thực tế thì, để chế tạo kim cương tổng hợp thì cần công nghệ mà bấy giờ chưa có

Biểu đồ
mới đầu, người ta thử nghiệm linh tinh, chưa có một cách tiếp cận khoa học

năm 1915 Gilbert Lewis và đồng sự Merle Randall đạt được đột phá khi cho thấy được rằng ở áp suất 1 vạn átmốtphe tiêu chuẩn thì kim cương và than chì ở trạng thái cân bằng

sau nhiều nỗ lực, người ta đã kết luận được trạng thái mà tại đó carbon sẽ lộ diện với một nhiệt độ và áp lực nhất định
ví dụ nếu ta nung nóng carbon lên 4000 độ C trong áp suất phòng, carbon sẽ lộ diện là than chì, nóng hơn thì thành chất lỏng nóng chảy
dựa theo biểu đồ, hiển hiện carbon dưới dạng kim cương sẽ không chỉ cần 2000 độ C mà còn cần áp suất hơn 1 triệu pound [1 pound = 0.45359237 kilôgam] mỗi inch vuông
có thể hạ bớt nếu một chất xúc tác kim loại hoặc dung môi có thể được thêm để tăng tốc tiến trình

vậy là lộ trình đã có, ta có thể tìm kênh Hydraulic Press để hiện thực hoá

ASEA
tháng 2 năm 1953 các nghiên cứu sinh ở công ty trách nhiệm hữu hạn General Swedish Electrical [ASEA] đã làm ra viên kim cương tổng hợp đầu tiên

ASEA phát triển một thiết bị phức tạp, khó tả, nhìn như một khối rỗng bị niêm phong, chứa một lõi bên trong bị vây quanh bởi 6 cái đe
ta sử dụng sức nước để đẩy 6 cái đe và tác dụng lực lên lõi
về nhiệt năng, ta đốt hỗn hợp nhiệt nhôm bằng một sợi dây tóc, làm nóng lõi bên trong của hỗn hợp than chì lên 2000 độ C trong 1 phút rưỡi
sau những thất bại ban đầu, nhóm thí nghiệm đã bổ sung một dung môi: sắt
bên trong lõi, họ nhét vào một hỗn hợp xementit và than chì bị vây quanh bởi hỗn hợp nhiệt nhôm kể trên
vì hỗn hợp nhiệt nhôm và sắt trộn vào nhau có thể rủi ro nổ, nhóm cũng gói lõi trong bạch kim và tantal, để đề phòng
thí nghiệm thành công: bị đặt dưới áp suất 1.2 triệu pound mỗi inch vuông và nhiệt độ 2000 độ C, một số tinh thể kim cương dài khoảng 0.1 milimet đã thành hình bên trong thiết bị
ASEA chưa ngay lập tức công bố hay đăng ký bản quyền
luật sư công ty nói rằng: mặc dù thiết bị áp suất cao, bản thân, có thể được đăng ký bản quyền, nhưng kim cương thì không
cho nên thành công công nghiệp Thuỵ Điển này về sau đã bị thành công của tập đoàn GE làm lu mờ

GE
năm 1951 GE lập một phòng nghiên cứu cách chế tạo kim cương tổng hợp

bấy giờ GE có lẽ là nhà tiêu thụ kim cương lớn nhất thế giới - sử dụng 100 triệu carat, tương đương 20 tấn kim cương - dưới dạng hạt cát
GE nỗ lực làm kim cương tổng hợp là xuất phát từ lo ngại chuỗi cung bị phụ thuộc vào nguồn nước ngoài
GE hợp tác với nhà vật lý Percy Williams Bridgman người giành giải Nobel năm 1946

nhóm đã chỉnh sửa một trong những thiết kế của Bridgman để tạo một thiết bị "vành đai" có khả năng gây áp suất 3 triệu pound mỗi inch vuông ở nhiệt độ 3400 độ C
thiết bị được làm từ 2 cái đe hình nón đóng vai trò làm piston, nén xuống lên một khoang áp lực nhỏ, cả từ trên xuống và từ dưới lên
xung quanh khoang áp lực là một vòng định vị [binding ring]
ở nhiệt độ cao và áp lực cao, không cần dung môi hay chất xúc tác, than chì, hoặc bất cứ dạng thù hình carbon nào khác cũng được, sẽ biến trực tiếp thành kim cương
kết quả thu được là một mớ tinh thể nhỏ 1 milimet

Tổng hợp
tin tức về thành công của GE chế tạo được kim cương đã tạm thời đe doạ niềm tin của khách hàng vào tính độc nhất vô nhị của những viên kim cương đá quý đắt đỏ
nhưng rốt cuộc thì những viên kim cương tổng hợp quá nhỏ, rộng chỉ 1 milimet, không đủ đe doạ công ty De Beers kinh doanh những viên kim cương lớn hơn nhiều
sau này, các nghiên cứu sinh phát hiện rằng nếu ta sử dụng một viên kim cương hạt giống và cẩn thận duy trì nhiệt năng và áp suất thì có thể nuôi tinh thể lên 3 carat
nhưng kim cương thành phẩm có màu tối và chất lượng thấp - mang một cấu trúc giống củ hành, không được đẹp thẩm mỹ cho lắm - chỉ thích hợp cho mạt đá và cưa công nghiệp, hơn là làm đồ trang sức
De Beers thở phào nhẹ nhõm, nhưng kim cương nhân tạo cũng chỉ là một trong nhiều khó khăn mà công ty đối mặt bấy giờ
thập niên 1950 và 1960 De Beers phải cố gắng níu kéo quyền kiểm soát liên minh [cartel] trong bối cảnh chính trị cách mạng châu Phi và nhiều phát hiện kim cương mới gây chấn động ở Xibia
sức mạnh thị trường của De Beers đã sống sót sau những sự kiện ấy, thậm chí, tập đoàn còn ký được một hiệp ước nửa-bí-mật với Liên Xô
mặc dù chỉ tự khai thác được 25 đến 40% nguồn cung, công ty De Beers vẫn tiếp thị và bán ra 80% sản lượng toàn cầu

Tìm thấy viên ngọc quý
phải đến năm 1970 các nhà khoa học mới chế tạo được những tinh thế cỡ lớn và chất lượng đá quý
bí quyết là kiên trì
cần 1 tuần đến nuôi một carat kim cương dài 5 milimet, nếu làm nhanh hơn thì sẽ gây những khuyết tật phát triển bên trong tinh thể
đương nhiên, thời gian "nấu" kim cương lâu sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế
thêm nữa, tinh thể có màu vàng nên dễ phân biệt với kim cương tự nhiên nhờ huỳnh quang tử ngoại hoặc hấp thụ quang phổ
phương pháp áp lực cao và nhiệt độ cao của GE không những tốn tiền mà còn bị hạn chế lớn
nên các nghiên cứu sinh đã tìm cách tăng trưởng kim cương ở điều kiện áp suất thấp mà không cần thiết bị đắt đỏ
từ năm 1952 đến 1953 nghiên cứu sinh William Eversole của công ty Union Carbide đã tiến hành một loạt thí nghiệm nung khí chứa carbon dưới hiện diện của một viên kim cương hạt giống

các nguyên tử carbon trong không khí sẽ gắn lên bề mặt kim cương, bổ sung thêm khối lượng kim cương mà không cần áp suất cao
phương pháp này được gọi là hoá kết tủa từ pha hơi [chemical vapor deposition] vẫn được dùng phổ biến trong ngành bán dẫn
công trình của Eversole bị lãng quên vì ngành hướng chú ý vào phương pháp áp suất cao, nhiệt độ cao của GE

năm 1963 tiến sĩ John Angus của trường đại học Case Western Reserve ở Cleveland bang Ohio đã lập một nhóm để lặp lại và tiếp tục công việc của Eversole

Hydro
hoá ra, bí quyết để nuôi thành công những viên kim cương tinh khiết chất lượng đá quý bằng CVD là khí hydro
trong tiến trình CVD, không phải tất cả carbon sẽ gắn lên bề mặt kim cương làm kim cương mà một phần đáng kể là thành hình than chì, là một tạp chất
mới đầu, nhóm của Angus phải xoay vòng tăng trưởng tinh thể và làm sạch
công đoạn làm sạch, về căn bản, là khắc mòn [etch] những than chì không mong muốn bằng axit sunfuric - lại là một phương pháp nữa của ngành bán dẫn
một nghiên cứu sinh tiến sĩ của ông đã đề nghị sử dụng một dòng nguyên tử hydro từ một sợi đốt vonfam để làm công đoạn làm sạch
cách này tăng hiệu quả và cho phép làm cả tăng trưởng và làm sạch trong cùng một khoang - một cải thiện
năm 1971 Angus ra mắt công trình tại một cuộc họp hàn lâm ở Liên Xô và giải thích cách ông sử dụng hydro nguyên tử
Liên Xô thích thú mang kết quả về nhà
nhóm ấy đã tiên phong một đột phá thứ hai - sử dụng hydro nguyên tử không chỉ trong công đoạn làm sạch mà cả công đoạn tăng trưởng - không những giúp kiềm chế hình thành than chì, mà còn biến than chì đã hình thành trở thành hơi khí, gột rửa khỏi tinh thể kim cương
phát hiện mới đã gây được chú ý từ một nhóm khác ở học viện nghiên cứu quốc gia tại Inorganic Material, Nhật Bản
thập niên 1980, nhóm này đã sử dụng một sợi nóng hoặc vi sóng [microwave] để kích hoạt một hỗn hợp hydro và methan để tăng tốc độ tăng trưởng lên vài micromet mỗi giờ

CVD trưởng thành
từng bước, ngành CVD khắc phục những hạn chế
thập niên 1990 ngành đã có thể chế tạo những tinh thể kim cương tổng hợp đơn nhất có nhiều màu
sớm thôi, những viên tổng hợp chất lượng đá quý đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường trang sức
thập niên 1990 De Beers phản ứng bằng cách đầu tư vào những cách mới để phát hiện kim cương tổng hợp: huỳnh quang cực tím, tia x-ray và những công cụ quang phổ tiên tiến để đo lường ánh sáng mà những viên đá quý hấp thụ
động thái của công ty De Beers đã có công hiệu nhưng kim cương tổng hợp cũng nhanh chóng loại bỏ được điểm yếu này
sau rốt, những viên đá quý ấy chỉ có thể bị phát hiện trong phòng thí nghiệm bằng những công cụ tiên tiến

Thị trường
cải thiện kỹ thuật đã khiến De Beers và cả ngành kim cương phải thay đổi lớn trong thập niên 1990
Nhật Bản nổi lên là thị trường trang sức cao cấp cuối thập niên 1980 đã đưa ngành lên đỉnh cao mới
nhưng Liên Xô tan rã và mỏ kim cương mới ở Úc đã làm xuất hiện những đối thủ cạnh tranh mới - phá vỡ liên minh cũ

Liên Xô tan rã, cựu khách hàng Lev Leviev của De Beers đã mua lại một số nhà máy kim cương, ký hiệp ước với tập đoàn Alrosa độc quyền mới thành lập của Nga, và xoay xở xây dựng được một trong những công ty cạnh tranh độc lập thực sự với De Beers

rồi tập đoàn khai khoáng BHP của Úc sở hữu một trong những mỏ kim cương lớn nhất thế giới là Argyle, BHP đã không tham gia liên minh [cartel], chiếm thị phần của De Beers

De Beers giữ được thị phần lớn, nhưng đến cuối thế kỷ 20 thì cũng thừa nhận là không còn làm tiếng nói đại diện cho toàn ngành nữa

năm 2000 De Beers tái cơ cấu về hướng một công ty trang sức cao cấp
De Beers chuyển tiếp thị sang chỉ quảng bá những hãng môi giới có liên kết với De Beers, và hợp tác với Louis Vuitton để mở những dự án thương hiệu bán lẻ

Kết
năm 2020 De Beers tuyên bố sẽ bắt đầu sản xuất và bán kim cương tổng hợp
động thái cũng giống một cuộc chuyển đổi thị trường trong một ngành hàng xa xỉ khác: ngọc trai
ngọc trai từng là đá quý tự nhiên mò dưới đáy biển
thập niên 1910 Nhật Bản tiên phong cho văn hoá nuôi trồng ngọc trai

khách hàng thích ngọc trai nhân tạo hơn cả tự nhiên: tròn hơn, đẹp hơn và thân thiện môi trường

thập niên 1920 là cuộc chuyển đổi thị trường khó nhọc nhưng ngày nay thì tất cả ngọc trai bán trong hiệu nữ trang đều là hàng 'của nhà trồng được'

kim cương tổng hợp bằng phương pháp hoá kết tủa từ pha hơi [CVD - chemical vapor deposition] cũng thế: đẹp hơn, dễ tuỳ chỉnh, bảo vệ môi trường, không bóc lột công nhân, giá thành sản xuất rẻ hơn

trước đây, khách hàng trả nhiều tiền mua kim cương vì viên đá quý hiếm

ngày nay, khách hàng trả tiền mua kim cương vì thương hiệu De Beers quý hiếm, giống như Louis Vuitton