เพชร

เพชร
คริสตัลเพชรธรรมชาติ
ทั่วไป
หมวดหมู่	แร่ธาตุพื้นเมือง
สูตร (หน่วยซ้ำ)	ซี
สัญลักษณ์ IMA	เดีย[1]
การจำแนกประเภท Strunz	1.CB.10ก
การจำแนกประเภทดาน่า	1.3.6.1
ระบบคริสตัล	ลูกบาศก์
คลาสคริสตัล	หกเหลี่ยมแปดหน้า (ม. 3ม.) สัญลักษณ์ HM : (4/ม. 3 2/ม.)
กลุ่มอวกาศ	ฟ.ด. 3 ม . (เลขที่227)
โครงสร้าง
จโมล(3D)	ภาพโต้ตอบ
การระบุตัวตน
สูตรมวล	12.01  กรัม/โมล
สี	โดยทั่วไปมีสีเหลือง น้ำตาล หรือเทาจนถึงไม่มีสี ไม่ค่อยมีสีฟ้า เขียว ดำ ขาวโปร่งแสง ชมพู ม่วง ส้ม ม่วง และแดง
นิสัยคริสตัล	แปดเหลี่ยม
การจับคู่	กฎของสปิเนล (ให้ผลเป็น "มาเคิล")
รอยแตกร้าว	111 (สมบูรณ์แบบทั้งสี่ทิศทาง)
กระดูกหัก	ไม่สม่ำเสมอ/ไม่เท่ากัน
ความแข็งระดับโมห์ส	10 (การกำหนดแร่ธาตุ)
ความวาววับ	อะดาแมนไทน์
สตรีค	ไม่มีสี
ความโปร่งแสง	โปร่งใสถึงโปร่งแสงถึงโปร่งแสง
ความถ่วงจำเพาะ	3.52 ± 0.01
ความหนาแน่น	3.5–3.53  ก./ซม. 33500–3530  กก./ม. 3
ความเงางามของโปแลนด์	อะดาแมนไทน์
คุณสมบัติทางแสง	ไอโซทรอปิก
ดัชนีหักเหแสง	2.418 (ที่ 500 นาโนเมตร)
การหักเหของแสงแบบคู่กัน	ไม่มี
พลีโครอิซึม	ไม่มี
การกระจายตัว	0.044
จุดหลอมเหลว	ขึ้นอยู่กับความกดดัน
อ้างอิง	[2] [3]

เพชรเป็นธาตุคาร์บอนที่มีอะตอมเรียงตัวกันเป็นผลึกเรียกว่าเพชรลูกบาศก์เพชรเป็นธาตุคาร์บอนชนิดหนึ่ง ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น แข็งแรง เปราะ ไม่มีสีเมื่ออยู่ในรูปบริสุทธิ์ นำไฟฟ้าได้ไม่ดี และไม่ละลายน้ำ คาร์บอนอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่ากราไฟต์เป็น คาร์บอนที่ มีความเสถียรทางเคมีที่อุณหภูมิห้องและความดันแต่เพชรไม่เสถียรและเปลี่ยนเป็นคาร์บอนได้ในอัตราที่น้อยมากเมื่ออยู่ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว เพชรมีความแข็งและนำความร้อนได้ ดีที่สุด ในบรรดาวัสดุธรรมชาติทั้งหมด โดยมีคุณสมบัติที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมหลักๆ เช่น เครื่องมือตัดและขัดเงา นอกจากนี้ยังเป็นเหตุผลที่เซลล์ทั่งเพชรสามารถให้วัสดุสัมผัสกับแรงกดดันที่พบได้ลึกลงไปในโลกได้

เนื่องจากการจัดเรียงอะตอมในเพชรนั้นแข็งมาก สิ่งเจือปนบางชนิดจึงสามารถปนเปื้อนได้ (ยกเว้นโบรอนและไนโตรเจน ) ข้อบกพร่อง หรือสิ่งเจือปน จำนวนเล็กน้อย(ประมาณหนึ่งต่อล้านอะตอมของโครงตาข่าย) สามารถทำให้เพชรมีสีเป็นสีน้ำเงิน (โบรอน) สีเหลือง (ไนโตรเจน) สีน้ำตาล (ข้อบกพร่อง) สีเขียว (การได้รับรังสี) สีม่วง สีชมพู สีส้ม หรือสีแดง เพชรยังมีดัชนีหักเหแสง สูงมาก และการกระจายแสง ที่ค่อนข้าง สูง

เพชรธรรมชาติส่วนใหญ่มีอายุระหว่าง 1,000 ถึง 3,500 ล้านปี เพชรส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นที่ความลึกระหว่าง 150 ถึง 250 กิโลเมตร (93 ถึง 155 ไมล์) ในชั้นแมนเทิล ของโลก แม้ว่าบางส่วนจะมาจากความลึกถึง 800 กิโลเมตร (500 ไมล์) ก็ตาม ภายใต้ความกดดันและอุณหภูมิสูง ของเหลวที่มีคาร์บอนจะละลายแร่ธาตุต่างๆ และแทนที่ด้วยเพชร เมื่อไม่นานมานี้ (หลายร้อยถึงสิบล้านปีก่อน) เพชรถูกพัดพาขึ้นมาบนพื้นผิวด้วยการปะทุของภูเขาไฟและตกตะกอนในหินอัคนีที่เรียกว่าคิมเบอร์ไลต์และแลมโพรอิต์

เพชรสังเคราะห์สามารถปลูกได้จากคาร์บอนที่มีความบริสุทธิ์สูงภายใต้ความกดดันและอุณหภูมิสูง หรือจากก๊าซไฮโดรคาร์บอน โดย วิธีการสะสมไอเคมี (CVD) เพชรเลียนแบบสามารถผลิตจากวัสดุ เช่นคิวบิกเซอร์โคเนียและซิลิกอนคาร์ไบด์ ได้ โดยทั่วไปแล้ว เพชรธรรมชาติ เพชรสังเคราะห์ และเพชรเลียนแบบจะแยกแยะได้โดยใช้เทคนิคทางแสงหรือการวัดค่าการนำความร้อน

เพชรเป็นคาร์บอนบริสุทธิ์ที่มีอะตอมเรียงตัวกันเป็นผลึก คาร์บอนบริสุทธิ์มีรูปแบบต่างๆ กัน เรียกว่าอัญรูปขึ้นอยู่กับประเภทของพันธะเคมี อัญรูปที่พบมากที่สุดสองแบบของคาร์บอนบริสุทธิ์คือเพชรและกราไฟต์ในกราไฟต์ พันธะเป็นไฮบริดวงโคจร^sp2 และอะตอมก่อตัวเป็นระนาบ โดยแต่ละอะตอมจะจับกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดสามแห่ง ห่างกัน 120 องศา ในเพชร พันธะคือ sp3 ^และอะตอมก่อตัวเป็นเตตระฮีดรอน โดยแต่ละอะตอมจะจับกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดสี่แห่ง^{[4] [5] เตตระฮีดรอนมีความแข็ง พันธะแข็งแรง และในบรรดาสารที่รู้จักทั้งหมด เพชรมีจำนวนอะตอมมากที่สุดต่อหน่วยปริมาตร ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมเพชรจึงแข็งที่สุดและ} บีบอัดได้น้อยที่สุด^{[6] [7]}นอกจากนี้ยังมีความหนาแน่นสูง โดยอยู่ระหว่าง 3,150 ถึง 3,530 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (มากกว่าความหนาแน่นของน้ำสามเท่า) ในเพชรธรรมชาติ และ 3,520 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์^เมตรในเพชรบริสุทธิ์^[2]ในกราไฟต์ พันธะระหว่างเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดจะแข็งแกร่งยิ่งขึ้น แต่พันธะระหว่างระนาบขนานที่อยู่ติดกันจะอ่อนแอ ดังนั้นระนาบจึงเลื่อนผ่านกันได้ง่าย ดังนั้น กราไฟต์จึงอ่อนกว่าเพชรมาก อย่างไรก็ตาม พันธะที่แข็งแกร่งขึ้นทำให้กราไฟต์ติดไฟได้น้อยลง^[8]

เพชรได้รับการนำมาใช้งานหลากหลายเนื่องจากวัสดุนี้มีคุณสมบัติทางกายภาพที่โดดเด่น เพชรมีค่าการนำความร้อน สูงสุด และความเร็วเสียงสูงสุด มีการยึดเกาะและแรงเสียดทานต่ำ และมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว เนื่องจากความร้อน ต่ำมาก ความโปร่งใสของแสงขยายจากอินฟราเรดไกล ไปจนถึง อัลตราไวโอเลตลึกและมีค่าการกระจายแสงสูง นอกจากนี้ยังมีความต้านทานไฟฟ้าสูงอีกด้วย เพชรไม่ทำปฏิกิริยากับสารกัดกร่อนส่วนใหญ่ และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม^[9]

ความดันสมดุลและสภาวะอุณหภูมิสำหรับการเปลี่ยนผ่านระหว่างกราไฟต์และเพชรได้รับการกำหนดไว้อย่างดีทั้งในเชิงทฤษฎีและการทดลอง ความดันสมดุลจะแปรผันเป็นเส้นตรงตามอุณหภูมิ ระหว่างเกรดเฉลี่ย 1.7 ที่0 Kและเกรดเฉลี่ย 12ที่5,000 K ( จุดสามจุดของเพชร/กราไฟท์/ของเหลว) ^{[10] [11]}อย่างไรก็ตาม เฟสต่างๆ มีบริเวณกว้างรอบเส้นนี้ที่พวกมันสามารถอยู่ร่วมกันได้ ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน 20 °C (293 K) และ 1 บรรยากาศมาตรฐาน (0.10 MPa) เฟสที่เสถียรของคาร์บอนคือกราไฟท์ แต่เพชรนั้นไม่เสถียรและอัตราการแปลงเป็นกราไฟท์นั้นไม่สำคัญ^[7]อย่างไรก็ตาม ที่อุณหภูมิสูงกว่าประมาณ4500 Kเพชรจะเปลี่ยนเป็นกราไฟท์ได้อย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนกราไฟท์เป็นเพชรอย่างรวดเร็วต้องใช้แรงดันที่สูงกว่าเส้นสมดุล:2000 Kแรงดันต้องการเกรดเฉลี่ย 35 ^[10]

เหนือจุดหลอมเหลวสามจุดของกราไฟต์-เพชร-คาร์บอนเหลว จุดหลอมเหลวของเพชรจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อความดันเพิ่มขึ้น แต่ที่ความดันหลายร้อย GPa จุดหลอมเหลวจะลดลง^[12]ที่ความดันสูงซิลิกอนและเจอร์เมเนียมจะมี โครงสร้างผลึก ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัว BC8 และคาดว่าจะมีโครงสร้างที่คล้ายกันสำหรับคาร์บอนที่ความดันสูง0 Kการเปลี่ยนแปลงคาดว่าจะเกิดขึ้นที่เกรด เฉลี่ย1100 ^[13]

ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในบทความในวารสารวิทยาศาสตร์Nature Physicsในปี 2010 แสดงให้เห็นว่าภายใต้ความกดดันและอุณหภูมิที่สูงมาก (ประมาณ 10 ล้านบรรยากาศหรือ 1 TPa และ 50,000 °C) เพชรจะหลอมละลายเป็นของเหลวโลหะ สภาวะที่รุนแรงซึ่งจำเป็นต่อการเกิดสิ่งนี้เกิดขึ้นได้ในดาว เนปจูนและดาวยูเรนัส ซึ่งเป็นดาวเคราะห์น้ำแข็ง ขนาดใหญ่ ดาวเคราะห์ทั้งสองดวงประกอบด้วยคาร์บอนประมาณร้อยละ 10 และในทางทฤษฎีอาจมีมหาสมุทรของคาร์บอนเหลว เนื่องจากของเหลวโลหะจำนวนมากสามารถส่งผลกระทบต่อสนามแม่เหล็กได้ จึงอาจเป็นคำอธิบายว่าเหตุใดขั้วทางภูมิศาสตร์และขั้วแม่เหล็กของดาวเคราะห์ทั้งสองดวงจึงไม่เรียงกัน^{[14] [15]}

โครงสร้างผลึกที่พบมากที่สุดของเพชรเรียกว่าลูกบาศก์เพชรซึ่งประกอบขึ้นจากเซลล์ยูนิต (ดูภาพ) ที่เรียงซ้อนกัน แม้ว่าในภาพจะมีอะตอม 18 อะตอม แต่แต่ละอะตอมที่มุมจะใช้ร่วมกับเซลล์ยูนิต 8 เซลล์ และแต่ละอะตอมที่ศูนย์กลางของหน้าจะใช้ร่วมกับ 2 อะตอม ดังนั้นจึงมีทั้งหมด 8 อะตอมต่อเซลล์ยูนิต^[16]ความยาวของแต่ละด้านของเซลล์ยูนิตแสดงด้วยaและเท่ากับ 3.567  อังสตรอม[ ^17]

ระยะห่างเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดในโครงตาข่ายเพชรคือ 1.732 a /4 โดยที่aคือค่าคงที่ของโครงตาข่าย ซึ่งมักกำหนดเป็นหน่วยอังสตรอม โดยที่a = 3.567 Å ซึ่งเท่ากับ 0.3567 นาโนเมตร

โครงตาข่ายลูกบาศก์เพชรสามารถคิดได้ว่าเป็น โครงตาข่าย ลูกบาศก์สองโครงตาข่ายที่แทรกซึมกันโดยมีหน้า เป็นศูนย์กลาง โดยโครงตาข่ายหนึ่งจะเคลื่อนที่ไป1 ⁄ 4ของเส้นทแยงมุมตามเซลล์ลูกบาศก์ หรือเป็นโครงตาข่ายหนึ่งที่มีอะตอมสองอะตอมที่สัมพันธ์กับจุดโครงตาข่ายแต่ละจุด^[17]เมื่อมองจากทิศทางผลึกศาสตร์<1 1 1> จะพบว่าเป็นชั้นๆ ที่ซ้อนกันในรูปแบบ ABCABC ... ที่ซ้ำกัน เพชรยังสามารถสร้างโครงสร้าง ABAB ... ซึ่งเรียกว่าเพชรหกเหลี่ยมหรือลอนส์เดลไอต์แต่พบได้น้อยกว่ามาก และเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันจากคาร์บอนลูกบาศก์^[18]

เพชรมักพบในรูปแบบยูฮีดรัลหรือแปดหน้ามนและแปด หน้า แฝดที่เรียกว่าแมค เคิล เนื่องจากโครงสร้างผลึกของเพชรมีการจัดเรียงอะตอมเป็นลูกบาศก์ เพชรจึงมีเหลี่ยม หลายเหลี่ยม ที่อยู่ในรูปลูกบาศก์ แปดหน้า รอมบิโก ซิโด เดคาฮีดร อน เทตระคิสเฮกซาฮีดร อน หรือดิสเดียกิสโดเดคาฮี ดรอน ผลึกอาจมีขอบมนและไม่ชัดเจน และอาจมีลักษณะยาว เพชร ( โดยเฉพาะที่มีหน้าผลึกมน) มักพบเคลือบด้วยไนฟซึ่งเป็นผิวคล้ายเหงือกทึบแสง^[19]

เพชรบางชนิดมีเส้นใยทึบแสง เพชรจะเรียกว่าทึบแสงหากเส้นใยเติบโตจากพื้นผิวใส หรือ เรียกว่า เส้นใยหากครอบครองผลึกทั้งหมด สีของเพชรจะอยู่ระหว่างเหลืองไปจนถึงเขียวหรือเทา บางครั้งอาจมีสิ่งเจือปนสีขาวหรือสีเทาคล้ายเมฆ รูปร่างที่พบมากที่สุดคือทรงลูกบาศก์ แต่บางครั้งอาจก่อตัวเป็นทรงแปดหน้า ทรงสิบสองหน้า ทรงเมเคิล หรือรูปทรงรวมกันก็ได้ โครงสร้างนี้เกิดจากสิ่งเจือปนจำนวนมากที่มีขนาดระหว่าง 1 ถึง 5 ไมครอน เพชรเหล่านี้น่าจะก่อตัวในแมกมาคิมเบอร์ไลต์และเก็บตัวอย่างสารระเหย^[20]

เพชรสามารถก่อตัวเป็นมวลรวมที่มีผลึกหลายผลึกได้เช่นกัน มีความพยายามที่จะจำแนกเพชรออกเป็นกลุ่มที่มีชื่อเรียกต่างๆ เช่นโบอาร์ตบัลลาส สจ๊วร์ไทต์ และเฟรมไซต์ แต่ยังไม่มีเกณฑ์ที่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป^[20]คาร์โบนาโด ซึ่งเป็นประเภทที่เม็ดเพชรถูกเผาหลอมรวมกัน (หลอมรวมกันโดยไม่ให้ละลายโดยใช้ความร้อนและแรงกดดัน) มีสีดำและแข็งแกร่งกว่าเพชรผลึกเดี่ยว^[21]ไม่เคยมีการสังเกตเห็นเพชรชนิดนี้ในหินภูเขาไฟมาก่อน มีทฤษฎีต่างๆ มากมายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของมัน รวมถึงการก่อตัวในดวงดาว แต่ก็ยังไม่มีฉันทามติ^{[20] [22] [23]}

เพชรเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดตามมาตราโมห์สเชิงคุณภาพ ในการทดสอบความแข็งแบบวิกเกอร์สเชิงปริมาณนั้น ตัวอย่างของวัสดุจะถูกตีด้วยปิรามิดที่มีขนาดมาตรฐานโดยใช้แรงที่ทราบ โดยจะใช้คริสตัลเพชรสำหรับปิรามิดเพื่อให้สามารถทดสอบวัสดุได้หลากหลาย จากขนาดของรอยบุ๋มที่เกิดขึ้น เราสามารถกำหนดค่าความแข็งแบบวิกเกอร์สของวัสดุได้ ความแข็งของเพชรเมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ เป็นที่ทราบกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ และเป็นที่มาของชื่อของมัน ซึ่งไม่ได้หมายความว่าเพชรจะแข็งอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ไม่สามารถทำลายได้ หรือไม่สามารถขีดข่วนได้^[24]อันที่จริง เพชรสามารถขีดข่วนได้โดยเพชรชนิดอื่นๆ^[25]และสึกกร่อนไปตามกาลเวลา แม้แต่จากวัสดุที่อ่อนกว่า เช่นแผ่นเสียง ไวนิล ^[26 ]

ความแข็งของเพชรขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ ความสมบูรณ์แบบของผลึก และการวางแนว โดยผลึกบริสุทธิ์ไร้ตำหนิที่วางแนวไปใน ทิศทาง <111> (ตามแนวทแยงที่ยาวที่สุดของโครงตาข่ายเพชรลูกบาศก์) จะมีความแข็งสูงกว่า ^[27]ดังนั้น แม้ว่าเพชรบางชนิดอาจขีดข่วนได้ด้วยวัสดุอื่น เช่นโบรอนไนไตรด์แต่เพชรที่แข็งที่สุดจะขีดข่วนได้ด้วยเพชรชนิดอื่นและมวลรวมของเพชรนาโนคริสตัลเท่านั้น

ความแข็งของเพชรมีส่วนทำให้เหมาะที่จะนำมาทำเป็นอัญมณี เนื่องจากเพชรสามารถขีดข่วนได้เฉพาะเพชรเม็ดอื่นเท่านั้น จึงทำให้เพชรยังคงความเงางามได้เป็นอย่างดี แตกต่างจากอัญมณีอื่นๆ ตรงที่เพชรชนิดนี้เหมาะที่จะสวมใส่ในชีวิตประจำวัน เนื่องจากทนต่อการขีดข่วนได้ดี ซึ่งอาจส่งผลให้เพชรชนิดนี้ได้รับความนิยมในการนำมาทำเป็นแหวนหมั้นหรือแหวนแต่งงานซึ่งมักสวมใส่ทุกวัน

เพชรธรรมชาติที่มีความแข็งที่สุดส่วนใหญ่มาจาก แหล่ง โคเปตันและบิงการาซึ่งตั้งอยู่ในนิวอิงแลนด์ รัฐนิวเซาท์เวลส์ประเทศออสเตรเลีย เพชรเหล่านี้โดยทั่วไปมีขนาดเล็ก มีรูปร่างแปดเหลี่ยมที่สมบูรณ์แบบถึงกึ่งสมบูรณ์แบบ และใช้ในการขัดเพชรชนิดอื่นๆ ความแข็งของเพชรเหล่านี้สัมพันธ์กับ รูปแบบ การเจริญเติบโตของผลึกซึ่งเป็นการเจริญเติบโตของผลึกแบบขั้นตอนเดียว เพชรชนิดอื่นๆ ส่วนใหญ่มีหลักฐานของการเจริญเติบโตหลายขั้นตอนมากกว่า ซึ่งก่อให้เกิดสิ่งเจือปน ตำหนิ และระนาบตำหนิในโครงตาข่ายผลึก ซึ่งทั้งหมดนี้ส่งผลต่อความแข็งของเพชร เพชรทั่วไปสามารถผ่านกระบวนการปรับสภาพภายใต้แรงดันสูงและอุณหภูมิสูงเพื่อผลิตเพชรที่มีความแข็งมากกว่าเพชรที่ใช้ในเครื่องวัดความแข็ง^[28]

เพชรสามารถตัดกระจกได้ แต่สิ่งนี้ไม่ได้ระบุเพชรได้อย่างชัดเจน เนื่องจากวัสดุอื่น เช่น ควอตซ์ ก็อยู่เหนือกระจกเช่นกันตามมาตราโมห์สและสามารถตัดเพชรได้เช่นกัน เพชรสามารถขีดข่วนเพชรเม็ดอื่นได้ แต่สิ่งนี้อาจส่งผลให้เกิดความเสียหายกับอัญมณีเม็ดใดเม็ดหนึ่งหรือทั้งสองเม็ด การทดสอบความแข็งนั้นไม่ค่อยได้ใช้ในวิชาอัญมณีศาสตร์ในทางปฏิบัติ เนื่องจากเพชรอาจทำลายล้างได้^[29]ความแข็งที่สูงมากและมูลค่าที่สูงของเพชรทำให้โดยทั่วไปแล้ว อัญมณีจะได้รับการขัดอย่างช้าๆ โดยใช้เทคนิคดั้งเดิมที่พิถีพิถันและใส่ใจในรายละเอียดมากกว่าที่เป็นในกรณีของอัญมณีอื่นๆ ส่วนใหญ่^[30]ซึ่งมักจะส่งผลให้เหลี่ยมที่แบนมาก ขัดเงาอย่างดี พร้อมขอบเหลี่ยมที่คมเป็นพิเศษ เพชรยังมีดัชนีการหักเหของแสงที่สูงมากและการกระจายตัวที่ค่อนข้างสูง เมื่อพิจารณาโดยรวมแล้ว ปัจจัยเหล่านี้ส่งผลต่อลักษณะโดยรวมของเพชรที่ขัดเงา และช่างเจียระไนเพชร ส่วนใหญ่ ยังคงใช้ แว่นขยาย ( loupe ) อย่างชำนาญเพื่อระบุเพชร "ด้วยตา" ^[31]

คุณสมบัติทางกลอีกอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับความแข็งคือความเหนียวซึ่งเป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกหักจากแรงกระแทกที่รุนแรงความเหนียวของเพชรธรรมชาติวัดได้ที่ 50–65  MPa ·m ^{1/2 [ ขัดแย้ง ] [32]} [ ^33]ค่านี้ถือว่าดีเมื่อเทียบกับวัสดุเซรามิกอื่นๆ แต่ต่ำเมื่อเทียบกับวัสดุวิศวกรรมส่วนใหญ่ เช่น โลหะผสมวิศวกรรม ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงความเหนียวมากกว่า 80  MPa·m ^1/2เช่นเดียวกับวัสดุอื่นๆ เรขาคณิตระดับมหภาคของเพชรมีส่วนช่วยให้ทนทานต่อการแตกหัก เพชรมีระนาบการแยกและเปราะบางกว่าในบางทิศทางมากกว่าทิศทางอื่นๆช่างเจียระไนเพชรใช้คุณสมบัตินี้ในการแยกหินบางก้อนก่อนจะเจียระไน^[34] "ความเหนียวจากแรงกระแทก" เป็นหนึ่งในดัชนีหลักในการวัดคุณภาพของเพชรสังเคราะห์สำหรับอุตสาหกรรม

เพชรมีความแข็งแรงในการรับแรงอัด 130–140  GPa ^[35]ค่าที่สูงเป็นพิเศษนี้ ร่วมกับความแข็งและความโปร่งใสของเพชร เป็นเหตุผลที่ เซลล์ ทั่งเพชรเป็นเครื่องมือหลักสำหรับการทดลองแรงดันสูง^[36]ทั่งเหล่านี้มีแรงกดถึง600 GPa [ ^37]เพชรนาโนคริสตัลไลน์อาจมีแรงกดดันที่สูงกว่ามาก^{[36] [37]}

โดยทั่วไปแล้ว การพยายามทำให้ผลึกเพชรจำนวนมากเสียรูปโดยการดึงหรือดัด จะส่งผลให้เกิดการแตกแบบเปราะ อย่างไรก็ตาม เมื่อเพชรผลึกเดี่ยวอยู่ในรูปของลวดหรือเข็มขนาดไมโคร/นาโน (  เส้นผ่านศูนย์กลาง ~100–300 นาโนเมตร ยาวไมโครเมตร) พวกมันสามารถยืดได้อย่างยืดหยุ่นด้วยความเครียดดึงได้มากถึง 9–10 เปอร์เซ็นต์โดยไม่เกิดความเสียหาย^[38]โดยมีความเค้นดึงสูงสุดในพื้นที่ประมาณ89–98 GPa [ ^39]ซึ่งใกล้เคียงกับขีดจำกัดทางทฤษฎีสำหรับวัสดุนี้มาก^[40]

นอกจากนี้ยังมีการใช้งานเฉพาะทางอื่นๆ หรืออยู่ระหว่างการพัฒนา รวมถึงการใช้เป็นสารกึ่งตัวนำเพชรสีน้ำเงินบางชนิดเป็นสารกึ่งตัวนำตามธรรมชาติ ซึ่งแตกต่างจากเพชรส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นฉนวนไฟฟ้า ได้ดีเยี่ยม การนำไฟฟ้าและสีน้ำเงินมาจากสิ่งเจือปนของโบรอน โบรอนทดแทนอะตอมคาร์บอนในโครงตาข่ายเพชร โดยสร้างรูในแถบวาเลนซ์ [ ^41]

โดยทั่วไปจะสังเกตเห็นสภาพการนำไฟฟ้าที่สำคัญในเพชรที่ไม่ได้ผ่านการเจือปนสารใดๆ ที่ปลูกขึ้นโดยการตกตะกอนด้วยไอเคมีสภาพการนำไฟฟ้านี้เกี่ยวข้องกับ สปีชีส์ที่เกี่ยวข้องกับ ไฮโดรเจนที่ดูดซับอยู่บนพื้นผิว และสามารถขจัดออกได้ด้วยการอบอ่อนหรือการบำบัดพื้นผิวอื่นๆ^{[42] [43]}

สามารถสร้างเข็มเพชรขนาดบางเพื่อเปลี่ยนช่องว่างแถบ อิเล็กทรอนิกส์ จากปกติ 5.6 eV ให้ใกล้ศูนย์ได้โดยใช้การเสียรูปทางกลแบบเลือกได้^[44]

เวเฟอร์เพชรที่มีความบริสุทธิ์สูงซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ซม. แสดงให้เห็นถึงความต้านทานที่สมบูรณ์แบบในทิศทางหนึ่งและการนำไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบในอีกทิศทางหนึ่ง ทำให้สามารถใช้เวเฟอร์เหล่านี้เพื่อจัดเก็บข้อมูลควอนตัมได้ วัสดุนี้มีไนโตรเจนเพียง 3 ส่วนต่อล้านส่วน เพชรได้รับการปลูกบนพื้นผิวแบบขั้นบันได ซึ่งช่วยขจัดรอยแตกร้าว^[45]

เพชรมีคุณสมบัติชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ ตามธรรมชาติ ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวของเพชรไม่สามารถเปียกน้ำได้ แต่สามารถเปียกน้ำได้ง่ายและเกาะติดด้วยน้ำมัน คุณสมบัติเหล่านี้สามารถนำไปใช้สกัดเพชรโดยใช้น้ำมันในการผลิตเพชรสังเคราะห์ อย่างไรก็ตาม เมื่อพื้นผิวของเพชรได้รับการดัดแปลงทางเคมีด้วยไอออนบางชนิด คาดว่าพื้นผิวของเพชรจะมีคุณสมบัติชอบน้ำ มาก จนสามารถทำให้ชั้นน้ำแข็ง หลายชั้นคงตัวได้ ที่อุณหภูมิร่างกายมนุษย์ [ ^46]

พื้นผิวของเพชรถูกออกซิไดซ์บางส่วน พื้นผิวที่ถูกออกซิไดซ์สามารถลดลงได้โดยการอบด้วยความร้อนภายใต้การไหลของไฮโดรเจน กล่าวคือ การอบด้วยความร้อนนี้จะกำจัดหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจนบางส่วนออกไป แต่เพชร (sp ³ C) จะไม่เสถียรเมื่ออุณหภูมิสูง (สูงกว่าประมาณ 400 °C (752 °F)) ภายใต้ความดันบรรยากาศ โครงสร้างจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็น sp ² C เหนืออุณหภูมินี้ ดังนั้น เพชรจึงควรถูกทำให้ลดลงต่ำกว่าอุณหภูมินี้^[47]

ที่อุณหภูมิห้อง เพชรจะไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีใดๆ รวมถึงกรดและเบสเข้มข้น

ในบรรยากาศที่มีออกซิเจนบริสุทธิ์ เพชรจะมีจุดติดไฟตั้งแต่ 690 °C (1,274 °F) ถึง 840 °C (1,540 °F) ผลึกขนาดเล็กมีแนวโน้มที่จะติดไฟได้ง่ายกว่า อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นจากสีแดงเป็นสีขาวและเผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีฟ้าอ่อน และยังคงติดไฟต่อไปหลังจากเอาแหล่งความร้อนออกแล้ว ในทางตรงกันข้าม ในอากาศ การเผาไหม้จะหยุดลงทันทีที่เอาความร้อนออก เนื่องจากออกซิเจนเจือจางด้วยไนโตรเจน เพชรที่ใส ไร้ตำหนิ โปร่งใส จะถูกแปลงเป็นคาร์บอนไดออกไซด์อย่างสมบูรณ์ สิ่งเจือปนใดๆ จะถูกทิ้งไว้เป็นขี้เถ้า^[48]ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเจียระไนเพชรจะไม่ทำให้เพชรติดไฟ^[49]เช่นเดียวกับไฟแช็กบุหรี่^[50]แต่ไฟในบ้านและคบเพลิงก็ร้อนเพียงพอแล้ว ช่างทำเครื่องประดับต้องระมัดระวังเมื่อหล่อโลหะในแหวนเพชร^[51]

ผงเพชรที่มีขนาดเม็ดที่เหมาะสม (ประมาณ 50  ไมครอน) จะลุกไหม้ด้วยประกายไฟหลังจากจุดไฟจากเปลวไฟ ดังนั้นจึง สามารถเตรียม องค์ประกอบดอกไม้ไฟจาก ผง เพชรสังเคราะห์ได้ ประกายไฟที่เกิดขึ้นจะมีสีแดงส้มตามปกติ ซึ่งเทียบได้กับถ่านไม้ แต่แสดงวิถีที่เป็นเส้นตรงมาก ซึ่งอธิบายได้จากความหนาแน่นสูง^[52]เพชรยังทำปฏิกิริยากับก๊าซฟลูออรีนที่อุณหภูมิสูงกว่า 700 °C (1,292 °F) อีกด้วย

เพชรมีช่องว่างแบนด์ กว้าง5.5  eVซึ่งสอดคล้องกับ ความยาวคลื่น อัลตราไวโอเลต ลึก 225  นาโนเมตร ซึ่งหมายความว่าเพชรบริสุทธิ์ควรส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้และปรากฏเป็นผลึกใสไม่มีสี สีของเพชรเกิดจากข้อบกพร่องของโครงตาข่ายและสิ่งเจือปน โครงตาข่ายผลึกของเพชรมีความแข็งแรงเป็นพิเศษ และมีเพียงอะตอมของไนโตรเจนโบรอนและไฮโดรเจน เท่านั้น ที่สามารถใส่เข้าไปในเพชรได้ในระหว่างการเจริญเติบโตในความเข้มข้นที่สำคัญ (ถึงเปอร์เซ็นต์อะตอม) โลหะทรานซิชันนิกเกิลและโคบอลต์ ซึ่งมักใช้ในการ เจริญเติบโตของเพชรสังเคราะห์โดยใช้เทคนิคอุณหภูมิสูงและความดันสูง ได้รับการตรวจพบในเพชรเป็นอะตอมเดี่ยวๆ ความเข้มข้นสูงสุดคือ 0.01% สำหรับนิกเกิล^[53]และน้อยกว่านั้นสำหรับโคบอลต์ ธาตุแทบทุกชนิดสามารถใส่เข้าไปในเพชรได้โดยการฝังไอออน^[54]

ไนโตรเจนเป็นสิ่งเจือปนที่พบได้บ่อยที่สุดในเพชรพลอยและเป็นสาเหตุของสีเหลืองและสีน้ำตาลในเพชร โบรอนเป็นปัจจัยที่ทำให้มีสีน้ำเงิน^[55]สีของเพชรมีแหล่งเพิ่มเติมอีกสองแหล่ง ได้แก่ การฉายรังสี (โดยปกติแล้วเป็นอนุภาคแอลฟา) ที่ทำให้เพชรสีเขียวมีสี และการเสียรูปของโครงตาข่ายคริสตัลของเพชร การเสียรูปของโครงตาข่ายคริสตัลเป็นสาเหตุของสีในเพชรสีน้ำตาล^[56]และบางทีอาจเป็นเพชรสีชมพูและสีแดง^[57]เพชรสีเหลืองจะตามมาด้วยสีน้ำตาล ไม่มีสี จากนั้นจึงเป็นสีน้ำเงิน เขียว ดำ ชมพู ส้ม ม่วง และแดงตามลำดับความหายาก^[34] เพชร "สีดำ" หรือที่เรียกว่าคาร์โบนาโดไม่ใช่สีดำอย่างแท้จริง แต่มีสิ่งเจือปนสีเข้มจำนวนมากที่ทำให้เพชรมีลักษณะสีเข้ม เพชรที่มีสีจะมีสิ่งเจือปนหรือข้อบกพร่องทางโครงสร้างที่ทำให้เกิดสี ในขณะที่เพชรบริสุทธิ์หรือเกือบบริสุทธิ์จะโปร่งใสและไม่มีสี สิ่งเจือปนในเพชรส่วนใหญ่จะแทนที่อะตอมคาร์บอนในโครงตาข่ายคริสตัลซึ่งเรียกว่าข้อบกพร่องของคาร์บอน สิ่งเจือปนที่พบมากที่สุดคือไนโตรเจน ซึ่งทำให้มีสีเหลืองอ่อนไปจนถึงเข้ม ขึ้นอยู่กับชนิดและความเข้มข้นของไนโตรเจนที่มีอยู่^[34]สถาบันอัญมณีศาสตร์แห่งอเมริกา (GIA) จัดประเภทเพชรสีเหลืองและสีน้ำตาลที่มีความอิ่มตัวต่ำเป็นเพชรที่อยู่ในช่วงสีปกติและใช้มาตราส่วนการจัดระดับตั้งแต่ "D" (ไม่มีสี) ถึง "Z" (เหลืองอ่อน) เพชรสีเหลืองที่มีความอิ่มตัวของสีสูงหรือมีสีอื่น เช่น ชมพูหรือน้ำเงิน เรียกว่า เพชร สีแฟนซีและอยู่ในมาตราส่วนการจัดระดับที่แตกต่างกัน^[34]

ในปี 2008 เพชร Wittelsbach เพชรสีน้ำเงินขนาด 35.56 กะรัต (7.112 กรัม) ซึ่งเคยเป็นของกษัตริย์แห่งสเปน ถูกประมูลไปในราคา 24 ล้านเหรียญสหรัฐที่บริษัท Christie's ^{[58] ในเดือนพฤษภาคม 2009} เพชรสีน้ำเงินขนาด 7.03 กะรัต (1.406 กรัม) ถูกประมูลไปด้วยราคาต่อกะรัตสูงสุดเป็นประวัติการณ์ โดยขายได้ในราคา 10.5 ล้านฟรังก์สวิส (6.97 ล้านยูโร หรือ 9.5 ล้านเหรียญสหรัฐในขณะนั้น) ^[59]อย่างไรก็ตาม สถิติดังกล่าวถูกทำลายลงในปีเดียวกัน โดยเพชรสีชมพูสดใสขนาด 5 กะรัต (1.0 กรัม) ถูกขายไปในราคา 10.8 ล้านเหรียญสหรัฐในฮ่องกงเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2009 ^[60]

ความชัดเจนเป็นหนึ่งใน 4C (สี ความบริสุทธิ์ การเจียระไน และน้ำหนักกะรัต) ที่ช่วยในการระบุคุณภาพของเพชรสถาบันอัญมณีศาสตร์แห่งอเมริกา (GIA) ได้พัฒนามาตราวัดความชัดเจน 11 มาตรา เพื่อตัดสินคุณภาพของเพชรเมื่อขายออกไป มาตราวัดความชัดเจนของ GIA ครอบคลุมตั้งแต่ไร้ตำหนิ (Flawless: FL) ไปจนถึงมีตำหนิ (Include: I) โดยมีตำหนิภายใน (Internally flawless: IF), มีตำหนิเล็กน้อยมาก (VVS), มีตำหนิเล็กน้อยมาก (VS) และตำหนิเล็กน้อย (Slightly Included: SI) อยู่ระหว่างกลาง สิ่งเจือปนในเพชรธรรมชาติเกิดจากการมีอยู่ของแร่ธาตุและออกไซด์ตามธรรมชาติ มาตราวัดความชัดเจนจะจัดระดับเพชรตามสี ขนาด ตำแหน่งของสิ่งเจือปน และปริมาณความชัดเจนที่มองเห็นได้ภายใต้การขยาย 10 เท่า^[61]สามารถแยกสิ่งเจือปนในเพชรได้โดยใช้เทคนิคทางแสง กระบวนการนี้ใช้การถ่ายภาพก่อนการปรับปรุงคุณภาพ ระบุส่วนที่เอาสิ่งเจือปนออก และสุดท้ายก็แยกเหลี่ยมเพชรและจุดรบกวนออก^[62]

เพชรธรรมชาติประมาณ 25% ถึง 35% จะแสดงการเรืองแสงในระดับหนึ่งเมื่อตรวจสอบภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตคลื่นยาวที่มองไม่เห็นหรือแหล่งกำเนิดรังสีที่มีพลังงานสูง เช่น รังสีเอกซ์และเลเซอร์^[63]แสงไฟจากหลอดไส้จะไม่ทำให้เพชรเรืองแสง เพชรสามารถเรืองแสงได้หลายสี เช่น สีน้ำเงิน (ซึ่งพบได้บ่อยที่สุด) สีส้ม สีเหลือง สีขาว สีเขียว และในบางกรณีคือสีแดงและสีม่วง แม้ว่าจะยังไม่เข้าใจสาเหตุได้ดีนัก แต่เชื่อกันว่าการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างอะตอม เช่น จำนวนอะตอมไนโตรเจนที่มีอยู่มีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้

สามารถระบุเพชรได้จากการนำความร้อนสูง (900–2320 W·m ⁻¹ ·K ⁻¹ ) ^[64] ดัชนีการหักเหแสงที่สูงยังบ่งชี้ได้ด้วย แต่ยังมีวัสดุอื่นๆ ที่มีการหักเหแสงคล้ายกัน

เพชรเป็นของหายากมาก โดยมีความเข้มข้นสูงสุดในหินต้นกำเนิด^[20]ก่อนศตวรรษที่ 20 เพชรส่วนใหญ่พบในแหล่งตะกอนน้ำพาเพชรหลวมยังพบตามแนวชายฝั่ง ที่มีอยู่และชายฝั่งโบราณ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะสะสมตัวเนื่องจากขนาดและความหนาแน่น^{[65] : 149} เพชร เหล่านี้พบได้น้อยในธารน้ำแข็ง (โดยเฉพาะในวิสคอนซินและอินเดียนา ) แต่แหล่งเหล่านี้ไม่มีคุณภาพเชิงพาณิชย์^{[65] : 19}แหล่งประเภทนี้เกิดจากการแทรกซึม ของหินอัคนีในบริเวณนั้น โดยผุกร่อนและพัดพาโดยลมหรือน้ำ^[66 ]

เพชรส่วนใหญ่มาจากชั้นแมนเทิลของโลกและเนื้อหาส่วนใหญ่ของหัวข้อนี้จะกล่าวถึงเพชรเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ยังมีแหล่งอื่นๆ อีกเช่นกัน เปลือกโลกบางส่วนหรือเทอร์เรนถูกฝังลึกเพียงพอในขณะที่เปลือกโลกหนาขึ้น จนเกิดการแปรสภาพจากความดันที่สูงมาก เพชรเหล่านี้มีการ กระจายตัวที่สม่ำเสมอกันและไม่มีสัญญาณของการเคลื่อนย้ายโดยแมกมา นอกจากนี้ เมื่ออุกกาบาตพุ่งชนพื้นโลก คลื่นกระแทกสามารถสร้างอุณหภูมิและความดันที่สูงพอที่จะทำให้เกิดไมโครไดมอนด์และนาโนไดมอนด์ ^{ได้ [66]}ไมโครไดมอนด์ประเภทการตกกระทบสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้หลุมอุกกาบาตโบราณได้^[67] โครงสร้างการตกกระทบป็อปไกในรัสเซียอาจมีแหล่งเพชรที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งประเมินได้ว่ามีน้ำหนักหลายล้านล้านกะรัต และเกิดจากการตกกระทบของดาวเคราะห์น้อย^[68]

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือเพชรเกิดจากถ่านหิน ที่ถูกอัดแน่นมาก ถ่านหินเกิดจากพืชยุคก่อนประวัติศาสตร์ที่ถูกฝังไว้ และเพชรส่วนใหญ่ที่ถูกระบุอายุนั้นมีอายุเก่าแก่กว่าพืชบก ยุคแรกมาก เป็นไปได้ที่เพชรอาจเกิดจากถ่านหินในเขตการมุดตัวของ เปลือกโลก แต่เพชรที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้พบได้น้อย และแหล่งคาร์บอนน่าจะมา จากหิน คาร์บอเนตและคาร์บอนอินทรีย์ในตะกอนมากกว่าถ่านหิน^{[69] [70]}

เพชรนั้นไม่ได้กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอกันบนโลก กฎเกณฑ์ง่ายๆ ที่เรียกว่า กฎของคลิฟฟอร์ด ระบุว่าเพชรมักจะพบในคิมเบอร์ไลต์ในส่วนที่เก่าแก่ที่สุดของคราตอนซึ่งเป็นแกนที่มั่นคงของทวีปที่มีอายุโดยทั่วไปประมาณ 2,500  ล้านปีหรือมากกว่านั้น^{[66] [71] : 314}อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นเหมืองเพชรอาร์ไจล์ในออสเตรเลียซึ่งเป็นผู้ผลิตเพชรรายใหญ่ที่สุดในโลกตามน้ำหนัก ตั้งอยู่ในแถบเคลื่อนที่ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าแถบกำเนิดภูเขา ^[72]ซึ่งเป็นโซนที่อ่อนแอกว่าซึ่งล้อมรอบคราตอนกลางที่ผ่านการกดทับทางเทคโทนิก แทนที่จะเป็นคิมเบอร์ ไลต์ หินต้นกำเนิดคือแลมพรอยต์แลมพรอยต์ที่มีเพชรซึ่งไม่คุ้มทุนยังพบได้ในสหรัฐอเมริกา อินเดีย และออสเตรเลีย^[66]นอกจากนี้ ยังพบเพชรในแถบวาวาของจังหวัดซูพีเรียในแคนาดาและไมโครไดมอนด์ในเกาะส่วนโค้งของญี่ปุ่นในหินชนิดหนึ่งที่เรียกว่าแลมโปรไฟร์^[66]

คิมเบอร์ไลต์สามารถพบได้ในไดค์และธรณีภาคที่แคบ (1 ถึง 4 เมตร) และในท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ประมาณ 75 ม. ถึง 1.5 กม. หินสดมีสีเขียวอมฟ้าเข้มถึงสีเทาอมเขียว แต่หลังจากสัมผัสแล้วจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลอย่างรวดเร็วและแตกเป็นเสี่ยงๆ^[73]เป็นหินลูกผสมที่มีส่วนผสมที่ไม่แน่นอนของแร่ธาตุขนาดเล็กและเศษหิน ( clasts ) ที่มีขนาดเท่ากับแตงโม เป็นส่วนผสมของเซโนคริสตัลและเซโนลิธ (แร่ธาตุและหินที่พัดมาจากเปลือกโลกและเนื้อโลกด้านล่าง) ชิ้นส่วนของหินบนพื้นผิว แร่ธาตุที่เปลี่ยนแปลง เช่นเซอร์เพนไทน์และแร่ธาตุใหม่ที่ตกผลึกในระหว่างการปะทุ เนื้อสัมผัสจะแตกต่างกันไปตามความลึก องค์ประกอบนี้ก่อตัวเป็นคอนตินิวอัมกับคาร์บอเนไทต์แต่หลังมีออกซิเจนมากเกินไปสำหรับคาร์บอนที่จะดำรงอยู่ในรูปแบบบริสุทธิ์ แทนที่จะเป็นเช่นนั้น มันถูกกักไว้ในแร่แคลไซต์ ( Ca C O
₃). ^[66]

หินทั้งสามชนิดที่มีเพชร (คิมเบอร์ไลต์ แลมโปรอิต และแลมโปรไฟร์) ขาดแร่ธาตุบางชนิด ( เมลิไลต์และคัลซิไลต์ ) ซึ่งไม่เข้ากันกับการก่อตัวของเพชร ในคิมเบอร์ไลต์โอลิวีนมีขนาดใหญ่และมองเห็นได้ชัดเจน ในขณะที่แลมโปรอิตมีทิฟลอโกไพต์และแลมโปรไฟร์มีไบโอไทต์และแอมฟิโบล หินทั้งสามชนิดนี้เกิดจากแมกมาประเภทหนึ่งที่ปะทุขึ้นอย่างรวดเร็วจากของเหลวที่ละลายในปริมาณเล็กน้อย มีสารระเหยและแมกนีเซียมออกไซด์ ใน ปริมาณมาก และมีปฏิกิริยาออกซิไดซ์ น้อย กว่าของเหลวที่ละลายในชั้นแมนเทิลทั่วไป เช่นบะซอลต์ลักษณะเหล่านี้ทำให้ของเหลวที่ละลายสามารถพาเพชรขึ้นมาที่พื้นผิวได้ก่อนที่จะละลาย^[66]

การค้นหาท่อ คิมเบอร์ไลต์อาจเป็นเรื่องยาก เนื่องจากท่อคิมเบอร์ไลต์ผุพังเร็ว (ภายในเวลาไม่กี่ปีหลังจากถูกระเบิด) และมักมีพื้นผิวภูมิประเทศต่ำกว่าหินโดยรอบ หากท่อคิมเบอร์ไลต์สามารถมองเห็นได้ในชั้นหินโผล่ ก็จะไม่สามารถเห็นเพชรได้เนื่องจากหายากมาก อย่างไรก็ตาม คิมเบอร์ไลต์มักถูกปกคลุมไปด้วยพืชพรรณ ตะกอน ดิน หรือทะเลสาบ ในการค้นหาสมัยใหม่วิธีการทางธรณีฟิสิกส์เช่นการสำรวจแม่เหล็กความต้านทานไฟฟ้าและการวัดน้ำหนักจะช่วยระบุพื้นที่ที่มีแนวโน้มในการสำรวจได้ ซึ่งวิธีการนี้ได้รับความช่วยเหลือจากการหาอายุด้วยไอโซโทปและการสร้างแบบจำลองของประวัติศาสตร์ธรณีวิทยา จากนั้น นักสำรวจจะต้องไปที่พื้นที่นั้นและเก็บตัวอย่างเพื่อค้นหาเศษคิมเบอร์ไลต์หรือแร่บ่งชี้ แร่ดังกล่าวมีองค์ประกอบที่สะท้อนถึงสภาวะที่เพชรก่อตัว เช่น การสูญเสียการหลอมเหลวอย่างรุนแรงหรือแรงดันสูงในเอคโลไจต์อย่างไรก็ตาม แร่บ่งชี้อาจทำให้เข้าใจผิดได้ วิธีที่ดีกว่าคือการ วิเคราะห์ธรณี เทอร์โมบาโรมิเตอร์ซึ่งจะทำการวิเคราะห์องค์ประกอบของแร่ราวกับว่าอยู่ในภาวะสมดุลกับแร่ในชั้นแมนเทิล^[66]

การค้นพบคิมเบอร์ไลต์ต้องใช้ความพากเพียร และมีเพียงส่วนเล็กน้อยเท่านั้นที่มีเพชรที่สามารถนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ การค้นพบที่สำคัญเพียงแห่งเดียวนับตั้งแต่ประมาณปี 1980 เกิดขึ้นในแคนาดา เนื่องจากเหมืองที่มีอยู่ในปัจจุบันมีอายุเพียง 25 ปี จึงอาจขาดแคลนเพชรใหม่ในอนาคต^[66]

เพชรสามารถระบุอายุได้โดยการวิเคราะห์สิ่งเจือปนโดยใช้การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี ขึ้นอยู่กับความอุดมสมบูรณ์ของธาตุ เราสามารถพิจารณาการสลายตัวของรูบิเดียมเป็นสตรอนเซียมซามาเรียมเป็นนีโอดิเมียมยูเรเนียมเป็นตะกั่วอาร์กอน-40 เป็นอาร์กอน-39หรือรีเนียมเป็นออสเมียมที่พบในคิมเบอร์ไลต์มีอายุตั้งแต่1,000 ถึง 3,500 ล้านปี และคิม เบอร์ไลต์เดียวกันอาจมีอายุได้หลายช่วง ซึ่งบ่งชี้ถึงการเกิดเพชรหลายครั้ง คิมเบอร์ไลต์เองมีอายุน้อยกว่ามาก โดยส่วนใหญ่มีอายุระหว่างหลายสิบล้านถึง 300 ล้านปี แม้ว่าจะมีข้อยกเว้นที่เก่าแก่กว่าบ้าง (อาร์ไจล์พรีเมียร์และวาวา) ดังนั้นคิมเบอร์ไลต์จึงก่อตัวขึ้นโดยอิสระจากเพชรและทำหน้าที่เพียงขนส่งเพชรไปยังพื้นผิว^{[20] [66]}นอกจากนี้ คิมเบอร์ไลต์ยังอายุน้อยกว่าแครตอนมากที่เพชรระเบิดออกมา สาเหตุที่ไม่มีคิมเบอร์ไลต์ที่เก่ากว่านั้นไม่ทราบแน่ชัด แต่บ่งชี้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในเคมีของชั้นเนื้อโลกหรือโครงสร้างของชั้นหิน คิมเบอร์ไลต์ไม่เคยปะทุขึ้นเลยในประวัติศาสตร์มนุษย์^[66]

เพชรคุณภาพระดับอัญมณีส่วนใหญ่มาจากความลึก 150–250 กิโลเมตรในเปลือกโลกความลึกดังกล่าวเกิดขึ้นใต้ชั้นหินแข็งในชั้นแมนเทิลซึ่งเป็นส่วนที่หนาที่สุดของเปลือกโลก บริเวณเหล่านี้มีแรงดันและอุณหภูมิสูงเพียงพอที่จะทำให้เพชรก่อตัวได้ และไม่มีการพาความร้อน ดังนั้นจึงสามารถเก็บเพชรไว้ได้นานหลายพันล้านปี จนกระทั่งคิมเบอร์ไลต์ระเบิดตัวอย่างเพชร^[66]

หินเจ้าบ้านในชั้นเนื้อโลกได้แก่ฮาร์ซเบิร์กไจต์และเลอร์โซไลต์ซึ่งเป็น เพอริ โดไทต์ 2 ประเภทหินประเภทเด่นที่สุดในชั้นเนื้อโลกตอนบน เพอริโดไทต์เป็นหินอัคนี ที่ประกอบด้วยแร่โอ ลิวีนและไพรอกซีน เป็นส่วนใหญ่ มีซิลิกา ต่ำและมี แมกนีเซียมสูงอย่างไรก็ตาม เพชรในเพอริโดไทต์แทบจะไม่สามารถอยู่รอดได้แม้จะขึ้นสู่ผิวโลก^[66]แหล่งทั่วไปอีกแหล่งหนึ่งที่รักษาเพชรให้คงอยู่ได้คือเอกโล ไจต์ ซึ่งเป็น หินแปรที่มักก่อตัวจาก หิน บะซอลต์ เมื่อแผ่นเปลือกโลกใต้ ทะเลจมลงไปในเนื้อโลกที่บริเวณการมุดตัว^[20]

เพชรจำนวนเล็กน้อย (มีการศึกษาแล้วประมาณ 150 เม็ด) มาจากความลึก 330–660 กม. ซึ่งเป็นบริเวณที่รวมถึงโซนทรานสิชั่ น เพชร เหล่านี้ก่อตัวในเอกโลไจต์ แต่แตกต่างจากเพชรที่มีต้นกำเนิดที่ตื้นกว่าโดยมีการรวมตัวของมาโกไรต์ (รูปแบบหนึ่งของการ์เนตที่มีซิลิกอนมากเกินไป) เพชรในสัดส่วนที่ใกล้เคียงกันมาจากชั้นแมนเทิลด้านล่างที่ความลึกระหว่าง 660–800 กม. ^[20]

เพชรมีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ภายใต้ความกดดันและอุณหภูมิสูง โดยการเปลี่ยนเฟสจากกราไฟต์จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นเมื่อความกดดันเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่ออยู่ใต้ทวีป เพชรจะเสถียรที่อุณหภูมิ 950  องศาเซลเซียสและความดัน 4.5 กิกะปาสกาล ซึ่งเทียบเท่ากับความลึก 150  กิโลเมตรขึ้นไป ในเขตการมุดตัวซึ่งเย็นกว่า เพชรจะเสถียรที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียสและความดัน 3.5  กิกะปาสกาล ที่ความลึกมากกว่า 240 กิโลเมตร อาจมีเฟสโลหะเหล็ก-นิกเกิล และคาร์บอนอาจละลายอยู่ในเฟสดังกล่าวหรืออยู่ในรูปของคาร์ไบด์ดังนั้น แหล่งกำเนิดที่ลึกกว่าของเพชรบางชนิดอาจสะท้อนถึงสภาพแวดล้อมการเติบโตที่ผิดปกติ^{[20] [66]}

ในปี 2018 ตัวอย่างธรรมชาติชุดแรกที่รู้จักของน้ำแข็งที่เรียกว่าIce VIIถูกค้นพบในรูปของสิ่งเจือปนในตัวอย่างเพชร สิ่งเจือปนเหล่านี้ก่อตัวขึ้นที่ความลึกระหว่าง 400 ถึง 800 กิโลเมตร โดยอยู่ระหว่างชั้นแมนเทิลชั้นบนและชั้นล่าง และให้หลักฐานของของเหลวที่มีน้ำมากในระดับความลึกดังกล่าว^{[75] [76]}

แมนเทิลมีคาร์บอนประมาณหนึ่งพันล้านกิกะตัน (เพื่อการเปรียบเทียบ ระบบบรรยากาศ-มหาสมุทรมีประมาณ 44,000 กิกะตัน) ^[77]คาร์บอนมีไอโซโทปเสถียร สองตัว คือ¹² Cและ¹³ Cในอัตราส่วนประมาณ 99:1 โดยมวล^[66]อัตราส่วนนี้มีช่วงกว้างในอุกกาบาต ซึ่งหมายความว่ามันมีการเปลี่ยนแปลงมากในยุคแรกของโลกเช่นกัน มันยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยกระบวนการบนพื้นผิว เช่นการสังเคราะห์แสงโดยทั่วไปเศษส่วนจะถูกเปรียบเทียบกับตัวอย่างมาตรฐานโดยใช้อัตราส่วนδ ¹³ Cที่แสดงเป็นส่วนต่อพัน หินทั่วไปจากแมนเทิล เช่น บะซอลต์ คาร์บอเนต และคิมเบอร์ไลต์ มีอัตราส่วนระหว่าง −8 ถึง −2 บนพื้นผิว ตะกอนอินทรีย์มีค่าเฉลี่ย −25 ในขณะที่คาร์บอเนตมีค่าเฉลี่ย 0 ^[20]

ประชากรของเพชรจากแหล่งต่าง ๆ มีการกระจายตัวของ δ ¹³ C ที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด เพชรเพอริดอไทต์ส่วนใหญ่อยู่ในช่วงแมนเทิลทั่วไป เพชรเอกโลไจต์มีค่าตั้งแต่ -40 ถึง +3 แม้ว่าจุดสูงสุดของการกระจายตัวจะอยู่ในช่วงแมนเทิลก็ตาม ความแปรปรวนนี้บ่งบอกว่าเพชรไม่ได้เกิดจากคาร์บอนที่กำเนิดมาแต่ดั้งเดิม (ซึ่งอยู่ในแมนเทิลตั้งแต่โลกก่อตัวขึ้น) แต่เป็นผลจากกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน แม้ว่า (เมื่อพิจารณาจากอายุของเพชร) จะไม่จำเป็นต้องเป็นกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานเดียวกันกับที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน^[66]

เพชรในชั้นแมนเทิลก่อตัวขึ้นผ่าน กระบวนการ เมตาโซมาติกซึ่งของเหลวหรือสารหลอมเหลว C–O–H–N–S จะละลายแร่ธาตุในหินและแทนที่ด้วยแร่ธาตุใหม่ (มักใช้คำว่า C–O–H–N–S ซึ่งเป็นคำคลุมเครือ เนื่องจากไม่ทราบองค์ประกอบที่แน่นอน) เพชรก่อตัวขึ้นจากของเหลวนี้โดยรีดิวซ์คาร์บอนที่ถูกออกซิไดซ์ (เช่น CO 2 _หรือ CO ₃ ) หรือออกซิเดชันของเฟสที่ถูกรีดิวซ์ เช่นมีเทน^[20]

การใช้โพรบ เช่น แสงโพลาไรซ์ แสงเรือง แสงและแสงแคโทโดลูมิเนสเซนซ์ สามารถระบุโซนการเจริญเติบโตชุดหนึ่งในเพชรได้ รูปแบบลักษณะเฉพาะในเพชรจากลิโธสเฟียร์เกี่ยวข้องกับโซนชุดหนึ่งที่เกือบจะอยู่ร่วมศูนย์กลางกัน โดยมีการแกว่งที่บางมากในการเรืองแสงและสลับกันซึ่งคาร์บอนจะถูกดูดซับโดยของเหลวแล้วจึงเจริญเติบโตอีกครั้ง เพชรจากใต้ลิโธสเฟียร์มีพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอมากกว่า เกือบจะเป็นผลึกหลายชั้น ซึ่งสะท้อนอุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้น ตลอดจนการเคลื่อนย้ายของเพชรโดยการพาความร้อน^[66]

หลักฐานทางธรณีวิทยาสนับสนุนแบบจำลองที่แมกมาคิมเบอร์ไลต์พุ่งขึ้นด้วยความเร็ว 4–20 เมตรต่อวินาที ทำให้เกิดเส้นทางขึ้นโดยการแตกหินด้วยแรงดันน้ำ เมื่อความดันลดลง เฟสไอจะหลุดออกจากแมกมา และสิ่งนี้จะช่วยให้แมกมายังคงสภาพเป็นของเหลว ที่พื้นผิว การปะทุครั้งแรกจะระเบิดออกผ่านรอยแยกด้วยความเร็วสูง (มากกว่า 200 เมตรต่อวินาที (450 ไมล์ต่อชั่วโมง)) จากนั้นที่ความดันต่ำกว่า หินจะถูกกัดเซาะ ก่อตัวเป็นท่อและผลิตหินที่แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ( หินกรวด ) เมื่อการปะทุลดลง จะมี เฟส ไพโรคลาสติกจากนั้นการแปรสภาพและการไฮเดรชั่นจะผลิตเซอร์เพนทิไนต์ [ ^66]

ในบางกรณีพบเพชรที่มีโพรงภายในซึ่งเพชรเม็ดที่สองฝังอยู่ เพชรคู่เม็ดแรกคือMatryoshkaซึ่งพบโดยAlrosaในYakutiaประเทศรัสเซีย ในปี 2019 ^[78]พบอีกเม็ดหนึ่งในEllendale Diamond Fieldในออสเตรเลียตะวันตกในปี 2021 ^[79]

แม้ว่าเพชรบนโลกจะหายาก แต่ในอวกาศกลับพบได้ทั่วไป ในอุกกาบาตคาร์บอนประมาณร้อยละสามอยู่ในรูปของนาโนไดมอนด์ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่นาโนเมตร เพชรที่มีขนาดเล็กเพียงพอสามารถก่อตัวได้ในอวกาศที่เย็นจัด เนื่องจากพลังงานพื้นผิว ที่ต่ำกว่า ทำให้เพชรมีความเสถียรมากกว่ากราไฟต์ ลายเซ็นไอโซโทปของนาโนไดมอนด์บางชนิดบ่งชี้ว่าเพชรเหล่านี้ก่อตัวขึ้นนอกระบบสุริยะในดวงดาว^[80]

การทดลองแรงดันสูงทำนายว่าเพชรจำนวนมากจะควบแน่นจากมีเทน กลายเป็น "ฝนเพชร" บนดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์อย่างยูเรนัสและเนปจูน^{[81] [82] [83]}ดาวเคราะห์นอกระบบบางดวงอาจประกอบด้วยเพชรเกือบทั้งหมด^[84]

เพชรอาจพบได้ในดาวฤกษ์ที่มีคาร์บอนสูง โดยเฉพาะดาวแคระขาวทฤษฎีหนึ่งเกี่ยวกับต้นกำเนิดของคาร์โบนาโดซึ่งเป็นเพชรที่มีความแข็งแรงที่สุด ก็คือ เพชรมีต้นกำเนิดมาจากดาวแคระขาวหรือซูเปอร์โนวา [ ^{85] [86]}เพชรที่ก่อตัวในดวงดาวอาจเป็นแร่ธาตุชนิดแรก^[87]

การใช้งานเพชรที่คุ้นเคยมากที่สุดในปัจจุบันคือใช้เป็นอัญมณีสำหรับประดับตกแต่งและใช้เป็นสารกัดกร่อนในอุตสาหกรรมสำหรับตัดวัสดุแข็ง ตลาดเพชรเกรดอัญมณีและเกรดอุตสาหกรรมมีมูลค่าของเพชรแตกต่างกัน

การกระจายของแสงสีขาวเป็นสีสเปกตรัมเป็นลักษณะเด่นทางอัญมณีศาสตร์หลักของเพชรพลอย ในศตวรรษที่ 20 ผู้เชี่ยวชาญด้านอัญมณีศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการจัดระดับเพชรและอัญมณีอื่นๆ โดยอิงจากลักษณะที่สำคัญที่สุดต่อมูลค่าของเพชรในฐานะอัญมณี ลักษณะเด่นสี่ประการที่เรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า 4Cs ถูกใช้เป็นคำอธิบายพื้นฐานของเพชรในปัจจุบัน ได้แก่ มวลเป็นกะรัต (1 กะรัตเท่ากับ 0.2  กรัม) การเจียระไน (คุณภาพของการเจียระไนจะถูกจัดระดับตามสัดส่วนความสมมาตรและการขัดเงา ) สี (ใกล้เคียงกับสีขาวหรือไม่มีสี สำหรับเพชรแฟนซีจะกำหนดความเข้มข้นของสี) และความสะอาด (ปราศจากสิ่งเจือปน ) เพชรขนาดใหญ่ที่ไร้ตำหนิจะเรียกว่าเพชรพารากอน [ ^88]

มีการค้าขายเพชรพลอยขนาดใหญ่ แม้ว่าเพชรพลอยส่วนใหญ่จะขายแบบเจียระไนใหม่ แต่ก็มีตลาดที่ได้รับการยอมรับสำหรับการขายต่อเพชรเจียระไน (เช่น โรงรับจำนำ การประมูล ร้านขายเครื่องประดับมือสอง ร้านเพชร ตลาดหลักทรัพย์ ฯลฯ) จุดเด่นอย่างหนึ่งของการค้าขายเพชรพลอยคุณภาพคือความเข้มข้นที่โดดเด่น การค้าส่งและการเจียระไนเพชรจำกัดอยู่เพียงไม่กี่แห่ง ในปี 2546 เพชร 92% ของโลกถูกเจียระไนและเจียระไนในเมืองสุรัตประเทศอินเดีย^[89]ศูนย์กลางที่สำคัญอื่นๆ ของการเจียระไนและการค้าเพชร ได้แก่เขตเพชรแอนต์เวิร์ปในเบลเยียมซึ่งเป็นที่ตั้งของสถาบันอัญมณีวิทยาระหว่างประเทศลอนดอนเขตเพชรในนิวยอร์กซิตี้เขตแลกเปลี่ยนเพชรในเทลอาวีฟและอัมสเตอร์ดัมปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลคือลักษณะทางธรณีวิทยาของแหล่งเพชร เหมืองคิมเบอร์ไลต์ท่อหลักขนาดใหญ่หลายแห่งมีส่วนแบ่งการตลาดจำนวนมาก (เช่น เหมืองJwanengในบอตสวานา ซึ่งเป็นเหมืองขนาดใหญ่แห่งเดียวที่สามารถผลิตเพชรได้ระหว่าง 12,500,000 ถึง 15,000,000 กะรัต (2,500 ถึง 3,000 กิโลกรัม) ต่อปี^[90] ) ในทางกลับกัน แหล่งเพชรตะกอนรองมักจะกระจัดกระจายในหมู่ผู้ประกอบการหลายราย เนื่องจากสามารถกระจายไปได้หลายร้อยตารางกิโลเมตร (เช่น แหล่งเพชรตะกอนในบราซิล) ^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

การผลิตและการจำหน่ายเพชรส่วนใหญ่อยู่ในมือของผู้เล่นหลักเพียงไม่กี่ราย และกระจุกตัวอยู่ในศูนย์กลางการค้าเพชรแบบดั้งเดิม ซึ่งที่สำคัญที่สุดคือเมืองแอนต์เวิร์ป ซึ่งเพชรดิบ ทั้งหมด 80% เพชรเจียระไนทั้งหมด 50% และเพชรดิบ เพชรเจียระไน และเพชรอุตสาหกรรมรวมกันมากกว่า 50% ^[91]ซึ่งทำให้เมืองแอนต์เวิร์ปกลายเป็น "เมืองหลวงเพชรของโลก" โดยพฤตินัย^[92]เมืองแอนต์เวิร์ปยังเป็นที่ตั้งของAntwerpsche Diamantkringซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 1929 เพื่อเป็นตลาดซื้อขายเพชรแห่งแรกและใหญ่ที่สุดที่อุทิศให้กับเพชรดิบ^[93]ศูนย์กลางเพชรที่สำคัญอีกแห่งหนึ่งคือนครนิวยอร์ก ซึ่งขายเพชรเกือบ 80% ของโลก รวมถึงการขายทอดตลาด^[91]

บริษัทDe Beersซึ่งเป็นบริษัทขุดเพชรที่ใหญ่ที่สุดในโลก ครองตำแหน่งที่โดดเด่นในอุตสาหกรรม และดำเนินการมาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ก่อตั้งในปี 1888 โดยนักธุรกิจชาวอังกฤษCecil Rhodes ปัจจุบัน De Beers เป็นผู้ประกอบการด้านโรงงานผลิตเพชร (เหมือง) และ ช่องทางการจำหน่าย เพชรคุณภาพอัญมณี ที่ใหญ่ที่สุดในโลกDiamond Trading Company (DTC) เป็นบริษัทในเครือของ De Beers และจำหน่ายเพชรดิบจากเหมืองที่ดำเนินการโดย De Beers De Beers และบริษัทในเครือเป็นเจ้าของเหมืองที่ผลิตเพชรดิบประมาณ 40% ของผลผลิตประจำปีทั่วโลก ตลอดศตวรรษที่ 20 เพชรดิบมากกว่า 80% ของโลกผ่าน De Beers ^[94]แต่ภายในปี 2001–2009 ตัวเลขดังกล่าวลดลงเหลือประมาณ 45% ^[95]และภายในปี 2013 ส่วนแบ่งการตลาดของบริษัทก็ลดลงเหลือประมาณ 38% ในแง่ของมูลค่า และน้อยกว่านั้นในแง่ของปริมาณ^[96] De Beers ได้ขายเพชรในคลังเกือบทั้งหมดในช่วงปลายทศวรรษปี 1990 ถึงต้นทศวรรษปี 2000 ^[97]และส่วนที่เหลือส่วนใหญ่เป็นเพชรที่เก็บไว้ใช้งาน (เพชรที่กำลังถูกคัดแยกก่อนขาย) ^[98]ข้อมูลนี้ได้รับการบันทึกไว้เป็นอย่างดีในสื่อ^[99]แต่สาธารณชนทั่วไปยังคงทราบข้อมูลไม่มากนัก

เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของการลดอิทธิพลของตน De Beers ได้ถอนตัวจากการซื้อเพชรในตลาดเปิดในปี 1999 และหยุดการซื้อเพชรรัสเซียที่ขุดโดยAlrosaบริษัท เพชรที่ใหญ่ที่สุดของรัสเซียในปลายปี 2008 ^[100]ในเดือนมกราคม 2011 De Beers ระบุว่าขายเฉพาะเพชรจากสี่ประเทศต่อไปนี้: บอตสวานา นามิเบีย แอฟริกาใต้ และแคนาดา^[101] Alrosa ต้องระงับการขายในเดือนตุลาคม 2008 เนื่องจากวิกฤตการณ์พลังงานทั่วโลก^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}แต่บริษัทรายงานว่าได้กลับมาขายเพชรดิบในตลาดเปิดอีกครั้งภายในเดือนตุลาคม 2009 ^[102]นอกเหนือจาก Alrosa แล้ว บริษัทขุดเพชรที่สำคัญอื่นๆ ยังรวมถึงBHPซึ่งเป็นบริษัทขุดเพชรที่ใหญ่ที่สุดในโลก^[103] Rio Tintoเจ้าของ เหมืองเพชร Argyle (100%), Diavik (60%) และMurowa (78%) ^[104]และPetra Diamondsเจ้าของเหมืองเพชรใหญ่หลายแห่งในแอฟริกา

ถัดลงไปตามห่วงโซ่อุปทาน สมาชิกของสหพันธ์ตลาดเพชรโลก (WFDB) ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยนเพชรขายส่ง ทั้งเพชรเจียระไนและเพชรดิบ สหพันธ์ตลาดเพชรโลกประกอบด้วยตลาดเพชรอิสระในศูนย์กลางการเจียระไนหลัก เช่น เทลอาวีฟ แอนต์เวิร์ป โจฮันเนสเบิร์ก และเมืองอื่นๆ ทั่วสหรัฐอเมริกา ยุโรป และเอเชีย^[34]ในปี 2000 สหพันธ์ตลาดเพชรโลกและสมาคมผู้ผลิตเพชรนานาชาติได้จัดตั้งสภาเพชรโลก ขึ้น เพื่อป้องกันการค้าเพชรที่ใช้เป็นทุนในการทำสงครามและการกระทำที่ไร้มนุษยธรรม กิจกรรมเพิ่มเติมของสหพันธ์ตลาดเพชรโลก ได้แก่ การสนับสนุนการประชุมเพชรโลกทุกๆ สองปี รวมถึงการจัดตั้งสภาเพชรนานาชาติ (IDC) เพื่อดูแลการจัดระดับเพชร^[105]

เมื่อซื้อโดย Sightholders (ซึ่งเป็นคำศัพท์เครื่องหมายการค้าที่อ้างถึงบริษัทที่มีสัญญาจัดหาสามปีกับ DTC) เพชรจะถูกเจียระไนและขัดเงาเพื่อเตรียมขายเป็นอัญมณี (อัญมณี 'อุตสาหกรรม' ถือเป็นผลพลอยได้จากตลาดอัญมณี ใช้เป็นสารกัดกร่อน) ^[106]การเจียระไนและขัดเงาเพชรดิบเป็นทักษะเฉพาะที่กระจุกตัวอยู่ในสถานที่จำนวนจำกัดทั่วโลก^[106]ศูนย์เจียระไนเพชรแบบดั้งเดิม ได้แก่ แอนต์เวิร์ป อัมสเตอร์ดัม โจฮันเนสเบิร์ก นครนิวยอร์ก และเทลอาวีฟ เมื่อไม่นานมานี้ ได้มีการจัดตั้งศูนย์เจียระไนเพชรขึ้นในประเทศจีน อินเดียไทยนามิเบีย และบอตสวานา^[106]ศูนย์เจียระไนที่มีต้นทุนแรงงานต่ำกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เมืองสุรัตในรัฐคุชราต ประเทศอินเดียจะเจียระไนเพชรที่มีน้ำหนักกะรัตเล็กกว่าในจำนวนที่มากกว่า ในขณะที่เพชรที่มีขนาดใหญ่กว่าหรือมีมูลค่ามากกว่าในปริมาณที่น้อยกว่านั้น มักจะถูกเจียระไนในยุโรปหรืออเมริกาเหนือมากกว่า การขยายตัวล่าสุดของอุตสาหกรรมนี้ในอินเดีย ซึ่งใช้แรงงานต้นทุนต่ำ ทำให้สามารถเตรียมเพชรขนาดเล็กเป็นอัญมณีได้ในปริมาณมากขึ้นกว่าที่เคยเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ^[91]

เพชรที่เตรียมเป็นอัญมณีจะถูกขายในตลาดซื้อขายเพชรที่เรียกว่าตลาดซื้อขายเพชรที่จดทะเบียนแล้วทั่วโลกมี 28 แห่ง^[107]ตลาดซื้อขายเพชรเป็นขั้นตอนสุดท้ายที่ควบคุมอย่างเข้มงวดในห่วงโซ่อุปทานเพชร ผู้ค้าส่งและแม้แต่ผู้ค้าปลีกสามารถซื้อเพชรเป็นล็อตเล็กๆ ที่ตลาดซื้อขายได้ หลังจากนั้นเพชรจะถูกเตรียมเพื่อขายขั้นสุดท้ายให้กับผู้บริโภค เพชรสามารถขายแบบฝังในเครื่องประดับแล้วหรือขายแบบไม่ได้ฝัง ("แบบหลวม") ตามข้อมูลของ Rio Tinto ในปี 2002 เพชรที่ผลิตและปล่อยสู่ตลาดมีมูลค่า 9 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในรูปของเพชรดิบ 14 พันล้านดอลลาร์สหรัฐหลังจากเจียระไนและขัดเงา 28 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในรูปของเครื่องประดับเพชรขายส่ง และ 57 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในรูปของการขายปลีก^[108]

เพชรดิบที่ขุดได้จะถูกแปลงเป็นอัญมณีผ่านกระบวนการหลายขั้นตอนที่เรียกว่า "การเจียระไน" เพชรมีความแข็งมากแต่ก็เปราะบางและสามารถแตกออกได้ด้วยการกระแทกเพียงครั้งเดียว ดังนั้นการเจียระไนเพชรจึงถือเป็นกระบวนการที่ละเอียดอ่อนซึ่งต้องใช้ทักษะ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เครื่องมือ และประสบการณ์ เป้าหมายสุดท้ายคือการผลิตอัญมณีเหลี่ยมมุมที่มุมเฉพาะระหว่างเหลี่ยมต่างๆ จะช่วยเพิ่มความแวววาวของเพชรได้ดีที่สุด นั่นคือการกระจายแสงสีขาว ในขณะที่จำนวนและพื้นที่ของเหลี่ยมจะกำหนดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย น้ำหนักที่ลดลงเมื่อเจียระไนนั้นมีความสำคัญและอาจอยู่ที่ประมาณ 50% ^[109]มีการพิจารณารูปร่างที่เป็นไปได้หลายแบบ แต่การตัดสินใจขั้นสุดท้ายมักจะกำหนดไม่เพียงแต่โดยทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการพิจารณาในทางปฏิบัติด้วย ตัวอย่างเช่น เพชรอาจมีไว้สำหรับจัดแสดงหรือสวมใส่ ในแหวนหรือสร้อยคอ เดี่ยวๆ หรือล้อมรอบด้วยอัญมณีอื่นๆ ที่มีสีสันและรูปร่างเฉพาะ^[110]เพชรบางชนิดอาจจัดว่าเป็นเพชรแบบคลาสสิก เช่นทรงกลม ทรงหยดน้ำทรงมาร์คีส์ ทรงวงรีทรงหัวใจและลูกศรเป็นต้น เพชรบางชนิดเป็นเพชรชนิดพิเศษที่ผลิตโดยบริษัทบางแห่ง เช่น เพชรฟีนิกซ์ คุชชั่น โซล มิโอ เป็นต้น^[111]

ส่วนที่ใช้เวลานานที่สุดในการเจียระไนคือการวิเคราะห์เบื้องต้นของหินดิบ ซึ่งต้องแก้ไขปัญหาต่างๆ มากมาย มีความรับผิดชอบสูง และจึงสามารถใช้งานได้นานหลายปีสำหรับเพชรที่มีลักษณะพิเศษ โดยจะพิจารณาปัญหาต่อไปนี้:

• ความแข็งและความสามารถในการแยกตัวของเพชรขึ้นอยู่กับการวางแนวของผลึกเป็นอย่างมาก ดังนั้นโครงสร้างผลึกของเพชรที่จะเจียระไนจึงได้รับการวิเคราะห์โดยใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์เพื่อเลือกทิศทางการเจียระไนที่เหมาะสมที่สุด
• เพชรส่วนใหญ่มักมีตำหนิและตำหนิที่ไม่ใช่เพชรที่มองเห็นได้ ผู้เจียระไนต้องตัดสินใจว่าจะเจียระไนตำหนิส่วนใดและจะคงตำหนิส่วนใดไว้
• การแยกเพชรด้วยค้อนเป็นเรื่องยาก การตีที่คำนวณมาอย่างดีและเฉียงสามารถตัดเพชรเป็นชิ้นๆ ได้ แต่ก็อาจทำให้เพชรเสียหายได้เช่นกัน อีกวิธีหนึ่งคือใช้เลื่อยเพชร ตัด ซึ่งเป็นวิธีที่น่าเชื่อถือมากกว่า^{[110] [112]}

หลังจากการตัดครั้งแรก เพชรจะถูกขึ้นรูปด้วยขั้นตอนการขัดหลายขั้นตอน ซึ่งแตกต่างจากการตัด ซึ่งเป็นการดำเนินการที่รับผิดชอบแต่รวดเร็ว การขัดจะขจัดวัสดุออกด้วยการกัดเซาะอย่างช้าๆ และใช้เวลานานมาก เทคนิคที่เกี่ยวข้องได้รับการพัฒนาอย่างดี ถือเป็นกิจวัตรประจำวันและช่างเทคนิคสามารถดำเนินการได้^[113]หลังจากขัดแล้ว เพชรจะถูกตรวจสอบอีกครั้งเพื่อหาตำหนิที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งอาจยังคงอยู่หรือเกิดจากกระบวนการ ตำหนิเหล่านั้นจะถูกปกปิดไว้ด้วย เทคนิค การปรับปรุงคุณภาพเพชร ต่างๆ เช่น การขัดซ้ำ การอุดรอยแตกร้าว หรือการจัดเรียงอัญมณีอย่างชาญฉลาดในเครื่องประดับ เศษอัญมณีที่ไม่ใช่เพชรที่เหลือจะถูกกำจัดออกด้วยการเจาะด้วยเลเซอร์และอุดช่องว่างที่เกิดขึ้น^[29]

การตลาดมีอิทธิพลอย่างมากต่อภาพลักษณ์ของเพชรในฐานะสินค้าอันทรงคุณค่า

NW Ayer & Sonบริษัทโฆษณาที่De Beers จ้าง ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ประสบความสำเร็จในการฟื้นฟูตลาดเพชรของอเมริกา และบริษัทได้สร้างตลาดใหม่ในประเทศที่ไม่เคยมีประเพณีเกี่ยวกับเพชรมาก่อน การตลาดของ NW Ayer รวมถึงการจัดวางผลิตภัณฑ์การโฆษณาที่เน้นที่ผลิตภัณฑ์เพชรมากกว่าแบรนด์ De Beers และการร่วมมือกับคนดังและราชวงศ์ โดยไม่โฆษณาแบรนด์ De Beers De Beers ก็โฆษณาผลิตภัณฑ์เพชรของคู่แข่งเช่นกัน^[114]แต่นี่ไม่ใช่ปัญหา เนื่องจาก De Beers ครองตลาดเพชรตลอดศตวรรษที่ 20 ส่วนแบ่งการตลาดของ De Beers ลดลงชั่วคราวเหลืออันดับสองในตลาดโลกรองจาก Alrosa หลังจากวิกฤตเศรษฐกิจโลกในปี 2008 โดยลดลงเหลือต่ำกว่า 29% ในแง่ของกะรัตที่ขุดได้ แทนที่จะขาย [ ^115]แคมเปญนี้ดำเนินมาเป็นเวลาหลายทศวรรษแต่ก็ยุติลงอย่างมีประสิทธิผลในช่วงต้นปี 2011 De Beers ยังคงโฆษณาเพชรอยู่ แต่ปัจจุบันการโฆษณาส่วนใหญ่จะส่งเสริมแบรนด์ของตนเองหรือกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ได้รับอนุญาตมากกว่าผลิตภัณฑ์เพชร "ทั่วไป" ^[115]แคมเปญนี้น่าจะจับใจความได้ดีที่สุดจากสโลแกน " เพชรคือสิ่งนิรันดร์ " ^[116]ปัจจุบัน De Beers Diamond Jewelers ^{[117] บริษัทจิวเวลรี่ซึ่งเป็นบริษัทร่วมทุนระหว่างบริษัทเหมืองแร่ De Beers และ} LVMHซึ่งเป็นกลุ่มบริษัทผู้ผลิตสินค้าฟุ่มเฟือยที่ถือหุ้น 50%

เพชรสีน้ำตาลเป็นส่วนสำคัญของการผลิตเพชร และส่วนใหญ่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม เพชรสีน้ำตาลถูกมองว่าไม่มีค่าสำหรับการทำเครื่องประดับ (ไม่ได้ประเมินด้วยซ้ำใน ระดับ สีของเพชร ) หลังจากการพัฒนาเหมืองเพชร Argyle ในออสเตรเลียในปี 1986 และการตลาด เพชรสีน้ำตาลก็กลายมาเป็นอัญมณีที่ได้รับการยอมรับ^{[118] [119]}การเปลี่ยนแปลงส่วนใหญ่เกิดจากตัวเลข: เหมือง Argyle ซึ่งมีเพชร 35,000,000 กะรัต (7,000 กิโลกรัม) ต่อปี ผลิตเพชรธรรมชาติได้ประมาณหนึ่งในสามของการผลิตทั่วโลก^[120]เพชร Argyle 80% มีสีน้ำตาล^[121]

เพชรที่ใช้ในภาคอุตสาหกรรมนั้นมีมูลค่าสูงเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากความแข็งและความสามารถในการนำความร้อน ทำให้คุณสมบัติทางอัญมณีวิทยาหลายอย่างของเพชร เช่น 4Cs ไม่เกี่ยวข้องกับการใช้งานส่วนใหญ่ เพชรที่ขุดได้ร้อยละแปดสิบ (เท่ากับประมาณ 135,000,000 กะรัต (27,000 กิโลกรัม) ต่อปี) ไม่เหมาะสำหรับใช้เป็นอัญมณีและถูกใช้ในอุตสาหกรรม^[122]นอกจากเพชรที่ขุดได้แล้ว เพชรสังเคราะห์ยังถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเกือบจะทันทีหลังจากประดิษฐ์ขึ้นในช่วงทศวรรษปี 1950 ในปี 2014 มีการผลิตเพชรสังเคราะห์ 4,500,000,000 กะรัต (900,000 กิโลกรัม) ซึ่ง 90% ผลิตในประเทศจีน ปัจจุบัน เม็ด เพชรสำหรับเจียรประมาณ 90% มีต้นกำเนิดจากวัสดุสังเคราะห์^[123]

ขอบเขตระหว่างเพชรคุณภาพอัญมณีและเพชรสำหรับอุตสาหกรรมนั้นไม่ชัดเจนนักและขึ้นอยู่กับสภาวะตลาดเป็นบางส่วน (ตัวอย่างเช่น หากความต้องการเพชรขัดเงาสูง เพชรคุณภาพต่ำบางเม็ดจะถูกขัดให้เป็นอัญมณีคุณภาพต่ำหรือขนาดเล็กแทนที่จะขายเพื่อใช้ในอุตสาหกรรม) ภายในหมวดหมู่ของเพชรสำหรับอุตสาหกรรม มีหมวดหมู่ย่อยที่ประกอบด้วยอัญมณีคุณภาพต่ำที่สุด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแบบทึบแสง ซึ่งเรียกว่าบอร์ต [ ^124]

การใช้เพชรในอุตสาหกรรมนั้นมักเกี่ยวข้องกับความแข็ง ซึ่งทำให้เพชรเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการเจียรและตัดเครื่องมือ เพชรเป็นวัสดุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่มีความแข็งที่สุดที่ทราบกันดี จึงสามารถใช้ขัด ตัด หรือสึกกร่อนวัสดุใดๆ ก็ได้ รวมถึงเพชรชนิดอื่นๆ การใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไปที่ใช้คุณสมบัตินี้ ได้แก่ ดอกสว่านและเลื่อยปลายเพชร และการใช้ผงเพชรเป็นสารกัดกร่อนเพชรเกรดอุตสาหกรรมราคาถูกกว่า (บอร์ต) ซึ่งมีตำหนิมากกว่าและสีแย่กว่าอัญมณี ถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์ดังกล่าว^[125]เพชรไม่เหมาะสำหรับการกลึงโลหะผสมเหล็ก ด้วยความเร็วสูง เนื่องจากคาร์บอนสามารถละลายในเหล็กได้ที่อุณหภูมิสูงที่เกิดจากการตัดด้วยความเร็วสูง ทำให้เครื่องมือเพชรสึกหรอมากขึ้นเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่นๆ^[126]

การใช้งานเฉพาะทาง ได้แก่ การใช้งานในห้องปฏิบัติการเพื่อกักเก็บการทดลองแรงดันสูง (ดูเซลล์ทั่งเพชร ) ตลับลูกปืน ประสิทธิภาพสูง และการใช้งานที่จำกัดในหน้าต่าง เฉพาะ ทาง^[124]ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องที่เกิดขึ้นในการผลิตเพชรสังเคราะห์ การใช้งานในอนาคตจึงเป็นไปได้การนำความร้อน สูง ของเพชรทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นตัวระบายความร้อนสำหรับวงจรรวมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์^[127]

มีการขุดเพชรประมาณ 130,000,000 กะรัต (26,000 กิโลกรัม) ทุกปี โดยมีมูลค่ารวมเกือบ 9 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ และมีการสังเคราะห์เพชรประมาณ 100,000 กิโลกรัม (220,000 ปอนด์) ทุกปี^[128]

เพชรประมาณ 49% มีต้นกำเนิดมาจากแอฟริกากลางและแอฟริกาตอนใต้แม้ว่าจะมีการค้นพบแหล่งแร่ที่สำคัญในแคนาดา อินเดีย รัสเซีย บราซิลและออสเตรเลีย[ 123 ] เพชร^{เหล่า}นี้ขุดได้จากท่อภูเขาไฟคิมเบอร์ไลต์และแลมโปรอิต ซึ่งสามารถนำผลึกเพชรที่มีต้นกำเนิดจากส่วนลึกของโลกซึ่งมีความกดดันและอุณหภูมิสูงทำให้ก่อตัวขึ้นได้ ขึ้นสู่พื้นผิว การขุดและการจำหน่ายเพชรธรรมชาติเป็นประเด็นที่ถกเถียงกันบ่อยครั้ง เช่น ข้อกังวลเกี่ยวกับการขายเพชรเลือดหรือเพชรแห่งความขัดแย้งโดยกลุ่มกึ่งทหาร ของแอฟริกา ^[129]ห่วงโซ่อุปทานเพชรถูกควบคุมโดยธุรกิจที่มีอำนาจจำนวนจำกัด และยังมีความเข้มข้นสูงในสถานที่เพียงไม่กี่แห่งทั่วโลก

แร่เพชรมีเพียงเศษเสี้ยวเล็กน้อยเท่านั้นที่ประกอบด้วยเพชรแท้ แร่จะถูกบด ซึ่งต้องใช้ความระมัดระวังไม่ทำลายเพชรขนาดใหญ่ จากนั้นจึงคัดแยกตามความหนาแน่น ปัจจุบัน เพชรจะถูกจัดวางในส่วนที่มีความหนาแน่นของเพชรสูงโดยใช้การเรืองแสงของรังสีเอกซ์หลังจากนั้น ขั้นตอนการคัดแยกขั้นสุดท้ายจะทำด้วยมือ ก่อนที่การใช้รังสีเอกซ์จะกลายเป็นเรื่องธรรมดา^[109]การแยกจะทำโดยใช้สายพานจารบี เพชรมีแนวโน้มที่จะเกาะจารบีมากกว่าแร่ธาตุอื่นๆ ในแร่^[34]

ในอดีตพบเพชรในแหล่งตะกอนน้ำพาใน เขต กุนตูร์และกฤษณะของ สามเหลี่ยมปาก แม่น้ำกฤษณะในอินเดียตอนใต้ เท่านั้น ^[130]อินเดียเป็นผู้นำด้านการผลิตเพชรตั้งแต่ค้นพบในราวศตวรรษที่ 9 ก่อนคริสตกาล^{[131] [132]}จนถึงกลางศตวรรษที่ 18 แต่ศักยภาพเชิงพาณิชย์ของแหล่งเพชรเหล่านี้หมดลงในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 และในเวลานั้น อินเดียถูกบดบังโดยบราซิล ซึ่งพบเพชรที่ไม่ใช่ของอินเดียแห่งแรกในปี ค.ศ. 1725 ^[131]ปัจจุบัน เหมืองที่โดดเด่นที่สุดแห่งหนึ่งของอินเดียตั้งอยู่ที่ปันนา [ ^133]

การสกัดเพชรจากแหล่งแร่หลัก (คิมเบอร์ไลต์และแลมโพรอิต์) เริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษปี 1870 หลังจากการค้นพบแหล่งเพชรในแอฟริกาใต้^[134]การผลิตได้เพิ่มขึ้นตามกาลเวลา และปัจจุบันมีการขุดเพชรได้ทั้งหมด 4,500,000,000 กะรัต (900,000 กิโลกรัม) นับตั้งแต่วันนั้น^[135]ในช่วงห้าปีที่ผ่านมามีการขุดเพชรไปแล้วถึงร้อยละ 20 และในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา มีเหมืองใหม่ 9 แห่งที่เริ่มดำเนินการผลิต และอีก 4 แห่งกำลังรอการเปิดในเร็วๆ นี้ เหมืองเหล่านี้ส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในแคนาดา ซิมบับเว แองโกลา และอีกแห่งในรัสเซีย^[135]

ในสหรัฐอเมริกาพบเพชรในอาร์คันซอ โคโลราโด นิวเม็กซิโกไวโอมิงและมอนทานา [ ^{136] [137]}ในปี 2004 การค้นพบเพชรขนาดเล็กในสหรัฐอเมริกาทำให้มีการเก็บตัวอย่างท่อคิมเบอร์ไลต์จำนวนมากในพื้นที่ห่างไกลของมอนทานาในเดือนมกราคม 2008 Crater of Diamonds State Parkในอาร์คันซอเปิดให้สาธารณชนเข้าชมและเป็นเหมืองแห่งเดียวในโลกที่ประชาชนทั่วไปสามารถขุดหาเพชรได้^[137]

ปัจจุบัน แหล่งเพชรที่ทำกำไรได้ทางการค้าส่วนใหญ่อยู่ในรัสเซีย (ส่วนใหญ่ในสาธารณรัฐซาฮาเช่นท่อ Mirและท่อ Udachnaya ) บอตสวานาออสเตรเลีย ( ออสเตรเลีย ตอนเหนือและตะวันตก ) และสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก^[138]ในปี 2005 รัสเซียผลิตเพชรได้เกือบหนึ่งในห้าของผลผลิตเพชรทั่วโลก ตามข้อมูลของ British Geological Survey ออสเตรเลียมีท่อเพชรที่มีปริมาณมากที่สุด โดยผลผลิตจากเหมืองเพชร Argyle สูงสุดที่ 42 เมตริกตันต่อปีในช่วงทศวรรษ 1990 [ ^{136] [139]}นอกจากนี้ ยังมีแหล่งเพชรเชิงพาณิชย์ที่กำลังขุดอย่างแข็งขันในเขตนอร์ทเวสต์เทร์ริทอรีส์ของแคนาดาและบราซิล^[123]นักสำรวจเพชรยังคงค้นหาท่อคิมเบอร์ไลต์และแลมพรอยต์ที่มีเพชรอยู่ทั่วโลก 

คู่มือความร่วมมือเพื่อการพัฒนาวิกิบุ๊คมีหน้าเกี่ยวกับหัวข้อ: การเติบโตที่ไม่ยั่งยืน

ในประเทศแอฟริกากลางและแอฟริกาตะวันตกที่ไม่มั่นคงทางการเมืองบางประเทศ กลุ่มปฏิวัติได้เข้าควบคุมเหมืองเพชรโดยใช้รายได้จากการขายเพชรเป็นทุนในการดำเนินงาน เพชรที่ขายผ่านกระบวนการนี้เรียกว่าเพชรแห่งความขัดแย้งหรือเพชรแห่งเลือด [ 129 ^]

เพื่อตอบสนองต่อความกังวลของประชาชนว่าการซื้อเพชรของพวกเขามีส่วนทำให้เกิดสงครามและการละเมิดสิทธิมนุษยชนในแอฟริกากลางและแอฟริกาตะวันตกสหประชาชาติอุตสาหกรรมเพชร และประเทศที่ค้าขายเพชรได้นำกระบวนการคิมเบอร์ ลีย์มาใช้ ในปี 2002 ^[140]กระบวนการคิมเบอร์ลีย์มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้แน่ใจว่าเพชรที่ขัดแย้งจะไม่ปะปนกับเพชรที่กลุ่มกบฏไม่ได้ควบคุม กระบวนการนี้ทำได้โดยกำหนดให้ประเทศที่ผลิตเพชรต้องแสดงหลักฐานว่าเงินที่ได้จากการขายเพชรนั้นไม่ได้นำไปใช้เป็นทุนในการก่ออาชญากรรมหรือปฏิวัติ แม้ว่ากระบวนการคิมเบอร์ลีย์จะประสบความสำเร็จพอสมควรในการจำกัดจำนวนเพชรที่ขัดแย้งที่เข้าสู่ตลาด แต่เพชรบางส่วนก็ยังหาทางเข้ามาได้ ตามข้อมูลของสมาคมผู้ผลิตเพชรระหว่างประเทศ เพชรที่ขัดแย้งคิดเป็น 2–3% ของเพชรทั้งหมดที่ซื้อขาย^[141]ข้อบกพร่องสำคัญ 2 ประการยังคงเป็นอุปสรรคต่อประสิทธิภาพของกระบวนการคิมเบอร์ลีย์ ได้แก่ (1) การลักลอบนำเพชรข้ามพรมแดนแอฟริกาทำได้ค่อนข้างง่าย และ (2) การทำเหมืองเพชรในประเทศที่ไม่ได้อยู่ในภาวะสงครามทางเทคนิคและถือว่าเพชรในประเทศเหล่านั้น "สะอาด" ^[140]

รัฐบาลแคนาดาได้จัดตั้งหน่วยงานที่เรียกว่า Canadian Diamond Code of Conduct ^[142] ขึ้น เพื่อช่วยตรวจสอบความถูกต้องของเพชรของแคนาดา ซึ่งเป็นระบบติดตามเพชรที่เข้มงวดและช่วยปกป้องฉลาก "ปลอดข้อขัดแย้ง" ของเพชรของแคนาดา^[143]

การแสวงหาประโยชน์จากทรัพยากรแร่โดยทั่วไปก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไม่อาจย้อนคืนได้ ซึ่งจะต้องชั่งน้ำหนักกับผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมของประเทศ^[144]

เพชรสังเคราะห์คือเพชรที่ผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการ ซึ่งแตกต่างจากเพชรที่ขุดได้จากพื้นโลก การใช้เพชรในทางอัญมณีศาสตร์และอุตสาหกรรมทำให้มีความต้องการอัญมณีดิบจำนวนมาก ความต้องการนี้ได้รับการตอบสนองเป็นส่วนใหญ่โดยเพชรสังเคราะห์ ซึ่งผลิตขึ้นด้วยกระบวนการต่างๆ มานานกว่าครึ่งศตวรรษ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การผลิตเพชรสังเคราะห์คุณภาพอัญมณีที่มีขนาดใหญ่ขึ้นได้กลายเป็นสิ่งที่เป็นไปได้^[65]เป็นไปได้ที่จะผลิตอัญมณีสังเคราะห์ที่ไม่มีสี ซึ่งในระดับโมเลกุลจะเหมือนกับอัญมณีธรรมชาติทุกประการ และมีลักษณะคล้ายคลึงกันมากจนมีเพียงนักอัญมณีศาสตร์ที่มีอุปกรณ์พิเศษเท่านั้นที่จะบอกความแตกต่างได้^[145]

เพชรสังเคราะห์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดส่วนใหญ่เป็นสีเหลืองและผลิตโดยกระบวนการ ที่เรียกว่า กระบวนการแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง ( HPHT ) ^[146]สีเหลืองเกิดจาก สิ่งเจือปน ไนโตรเจนสีอื่นๆ เช่น สีน้ำเงิน สีเขียว หรือสีชมพูก็อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งเป็นผลมาจากการเติมโบรอนหรือจากการฉายรังสีหลังการสังเคราะห์^[147]

อีกวิธีหนึ่งที่นิยมใช้ในการปลูกเพชรสังเคราะห์คือการสะสมไอเคมี (Chemical Vapor Deposition : CVD) การเจริญเติบโตเกิดขึ้นภายใต้ความกดอากาศต่ำ (ต่ำกว่าความกดอากาศในบรรยากาศ) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการป้อนส่วนผสมของก๊าซ (โดยทั่วไปคือมีเทน1ถึง 99 เปอร์เซ็นต์ต่อไฮโดรเจน ) เข้าไปในห้องและแยกพวกมันออกเป็นอนุมูลอิสระ ที่มีฤทธิ์ทางเคมี ในพลาสมาที่จุดไฟโดยไมโครเวฟเส้นใยร้อนการคายประจุไฟฟ้าจากอาร์ก คบเพลิงเชื่อมหรือเลเซอร์^[148]วิธีนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเคลือบ แต่ยังสามารถผลิตผลึกเดี่ยวที่มีขนาดหลายมิลลิเมตรได้ (ดูรูปภาพ) ^[128]

ในปีพ.ศ. 2553  เพชรสังเคราะห์ที่ผลิตได้ในแต่ละปีจำนวนเกือบ 5,000 ล้านกะรัต (1,000 ตัน) ล้วนแต่ใช้เพื่อการอุตสาหกรรม เพชรธรรมชาติจำนวน 133 ล้านกะรัตที่ขุดได้ในแต่ละปีประมาณ 50% ถูกใช้เพื่ออุตสาหกรรม^{[145] [149]}ค่าใช้จ่ายของบริษัทเหมืองแร่โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 40 ถึง 60 เหรียญสหรัฐต่อกะรัตสำหรับเพชรธรรมชาติไร้สี ในขณะที่ค่าใช้จ่ายของผู้ผลิตเพชรสังเคราะห์โดยเฉลี่ยอยู่ที่2,500 เหรียญสหรัฐต่อกะรัตสำหรับเพชรสังเคราะห์ไร้สีคุณภาพอัญมณี^{[145] : 79}อย่างไรก็ตาม ผู้ซื้อมีแนวโน้มที่จะพบกับเพชรสังเคราะห์มากกว่าเมื่อมองหาเพชรสีแฟนซี เนื่องจากเพชรธรรมชาติเพียง 0.01% เท่านั้นที่มีสีแฟนซี ในขณะที่เพชรสังเคราะห์ส่วนใหญ่มีสีในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง^[150]

• 
  เพชรสังเคราะห์หลากสีที่ปลูกโดยใช้เทคนิคแรงดันสูงอุณหภูมิสูง
• 
  อัญมณีไร้สีที่ตัดจากเพชรที่ปลูกโดยการตกตะกอนด้วยไอเคมี

เพชรจำลองเป็นวัสดุที่ไม่ใช่เพชรซึ่งใช้เลียนแบบรูปลักษณ์ของเพชร และอาจเรียกว่าไดอาแมนเต้ คิวบิกเซอร์โคเนียเป็นวัสดุที่พบได้ทั่วไปที่สุด โมอิซาไนต์อัญมณี(ซิลิกอนคาร์ไบด์) ถือเป็นเพชรจำลองได้ แม้ว่าจะมีต้นทุนการผลิตที่สูงกว่าคิวบิกเซอร์โคเนียก็ตาม ทั้งสองชนิดนี้ผลิตขึ้นโดยวิธีสังเคราะห์^[151]

การปรับปรุงคุณภาพเพชรเป็นการปรับปรุงคุณภาพเฉพาะที่ทำกับเพชรธรรมชาติหรือเพชรสังเคราะห์ (โดยปกติแล้วจะเป็นเพชรที่ผ่านการเจียระไนและขัดเงาจนเป็นอัญมณีแล้ว) ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางอัญมณีของอัญมณีให้ดีขึ้นด้วยวิธีหนึ่งหรือหลายวิธี เช่น การเจาะด้วยเลเซอร์เพื่อขจัดสิ่งเจือปน การใช้สารเคลือบหลุมร่องฟันเพื่ออุดรอยแตก การปรับปรุงคุณภาพสีของเพชรขาว และการเสริมสีสันที่สวยงามให้กับเพชรขาว^[152]

การเคลือบถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้เพชรเทียม เช่น คิวบิกเซอร์โคเนีย มีลักษณะ "คล้ายเพชร" มากขึ้น สารชนิดหนึ่งคือคาร์บอนคล้ายเพชรซึ่งเป็นวัสดุคาร์บอนอสัณฐานที่มีคุณสมบัติทางกายภาพบางอย่างคล้ายกับเพชร การโฆษณาแสดงให้เห็นว่าการเคลือบดังกล่าวจะถ่ายโอนคุณสมบัติคล้ายเพชรบางส่วนไปยังอัญมณีที่เคลือบ จึงทำให้เพชรเทียมมีคุณภาพสูงขึ้น เทคนิคต่างๆ เช่นสเปกโตรสโคปีรามานน่าจะสามารถระบุการบำบัดดังกล่าวได้อย่างง่ายดาย^[153]

การทดสอบระบุเพชรในระยะแรกประกอบด้วยการทดสอบรอยขีดข่วนโดยอาศัยความแข็งที่เหนือกว่าของเพชร การทดสอบนี้เป็นอันตราย เนื่องจากเพชรสามารถขีดข่วนเพชรอีกเม็ดได้ และปัจจุบันแทบจะไม่มีการใช้การทดสอบนี้แล้ว การระบุเพชรจะต้องอาศัยการนำความร้อนที่เหนือกว่าของเพชรแทน หัววัดความร้อนแบบอิเล็กทรอนิกส์ใช้กันอย่างแพร่หลายในศูนย์อัญมณีศาสตร์เพื่อแยกเพชรออกจากเพชรปลอม หัววัดเหล่านี้ประกอบด้วยเทอร์มิสเตอร์ แบบใช้แบตเตอรี่ 2 ตัว ที่ติดตั้งไว้ในปลายทองแดงละเอียด เทอร์มิสเตอร์ตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ทำความร้อน ในขณะที่อีกตัวหนึ่งวัดอุณหภูมิของปลายทองแดง หากอัญมณีที่กำลังทดสอบเป็นเพชร เทอร์มิสเตอร์จะนำพลังงานความร้อนจากปลายอย่างรวดเร็วเพียงพอที่จะทำให้เกิดการลดลงของอุณหภูมิที่วัดได้ การทดสอบนี้ใช้เวลาประมาณสองถึงสามวินาที^[154]

ในขณะที่หัววัดความร้อนสามารถแยกเพชรออกจากเพชรจำลองส่วนใหญ่ได้ แต่การแยกแยะระหว่างเพชรประเภทต่างๆ เช่น เพชรสังเคราะห์หรือเพชรธรรมชาติ เพชรที่ผ่านการฉายรังสีหรือไม่ผ่านการฉายรังสี เป็นต้น จำเป็นต้องใช้เทคนิคทางแสงขั้นสูงกว่า เทคนิคเหล่านี้ยังใช้กับเพชรจำลองบางชนิด เช่น ซิลิกอนคาร์ไบด์ ซึ่งผ่านการทดสอบการนำความร้อน เทคนิคทางแสงสามารถแยกแยะระหว่างเพชรธรรมชาติและเพชรสังเคราะห์ได้ นอกจากนี้ยังสามารถระบุเพชรธรรมชาติที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพได้เกือบทั้งหมด^[155]ไม่เคยพบผลึก "ที่สมบูรณ์แบบ" (ในระดับโครงตาข่ายอะตอม) ดังนั้นทั้งเพชรธรรมชาติและเพชรสังเคราะห์จึงมักมีข้อบกพร่องเฉพาะตัวซึ่งเกิดจากสภาพแวดล้อมในการเจริญเติบโตของผลึก ซึ่งทำให้สามารถแยกแยะเพชรแต่ละชนิดออกจากกันได้^[156]

ห้องปฏิบัติการใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การสเปกโตรสโคปี กล้องจุลทรรศน์ และการเรืองแสงภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้น เพื่อระบุแหล่งกำเนิดของเพชร^[155]พวกเขายังใช้เครื่องมือที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษเพื่อช่วยในกระบวนการระบุด้วย เครื่องมือคัดกรองสองชิ้นคือDiamondSureและDiamondViewซึ่งผลิตโดยDTCและทำการตลาดโดย GIA ^[157]

มีวิธีการระบุเพชรสังเคราะห์หลายวิธี ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตและสีของเพชร เพชร CVD มักจะระบุได้ด้วยการเรืองแสงสีส้ม เพชรสี D–J สามารถคัดกรองได้โดยใช้ Diamond Spotter ของSwiss Gemmological Institute ^[158]สามารถตรวจสอบอัญมณีที่มีสี D–Z ได้โดยใช้เครื่องตรวจสเปกตรัม UV/visible ของ DiamondSure ซึ่งเป็นเครื่องมือที่พัฒนาโดย De Beers ^[156]ในทำนองเดียวกัน เพชรธรรมชาติมักจะมีตำหนิและข้อบกพร่องเล็กน้อย เช่น การมีสิ่งแปลกปลอมเจือปน ซึ่งไม่ปรากฏในเพชรสังเคราะห์

อุปกรณ์คัดกรองตามประเภทเพชรสามารถใช้เพื่อแยกแยะระหว่างเพชรที่เป็นเพชรธรรมชาติและเพชรที่อาจเป็นเพชรสังเคราะห์ได้ เพชรที่อาจเป็นเพชรสังเคราะห์เหล่านี้จำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมในห้องแล็บเฉพาะทาง ตัวอย่างอุปกรณ์คัดกรองเชิงพาณิชย์ ได้แก่ D-Screen (WTOCD / HRD Antwerp), Alpha Diamond Analyzer (Bruker / HRD Antwerp) และ D-Secure (DRC Techno)

ชื่อเพชรมาจากภาษากรีกโบราณ : ἀδάμας ( adámas ) 'ถูกต้อง ไม่เปลี่ยนแปลง ไม่แตกหัก ไม่เชื่อง' จาก ἀ- ( a- ) 'ไม่' + ภาษากรีกโบราณ : δαμάω ( damáō ) 'มีอำนาจเหนือ เชื่อง' ^[159]เชื่อกันว่าเพชรได้รับการยอมรับและขุดครั้งแรกในอินเดียซึ่ง พบ ตะกอน ขนาดใหญ่ ของหินเมื่อหลายศตวรรษก่อนตามแม่น้ำเพนเนอร์กฤษณะและโคดาวารีอินเดียรู้จักเพชรมาอย่างน้อย 3,000  ปีแล้ว แต่มีแนวโน้มสูงสุด 6,000  ปี^[131]

เพชรได้รับการยกย่องให้เป็นอัญมณีตั้งแต่สมัยที่นำมาใช้เป็นสัญลักษณ์ทางศาสนาในอินเดียโบราณการใช้เพชรเป็นเครื่องมือแกะสลักก็มีมาตั้งแต่สมัยมนุษย์ยุคแรกๆ[ 160 ^{] [161]}ความนิยมของเพชรเพิ่มขึ้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เนื่องมาจากอุปทานที่เพิ่มขึ้น เทคนิคการเจียระไนและขัดเงาที่ได้รับการปรับปรุง การเติบโตของเศรษฐกิจโลก และแคมเปญโฆษณาที่สร้างสรรค์และประสบความสำเร็จ^[116]

ในปี ค.ศ. 1772 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสอองตวน ลาวัวซีเยได้ใช้เลนส์เพื่อรวมแสงอาทิตย์บนเพชรในบรรยากาศของออกซิเจนและแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์เดียวของการเผาไหม้คือคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าเพชรประกอบด้วยคาร์บอน^[162]ต่อมาในปี ค.ศ. 1797 นักเคมีชาวอังกฤษสมิธสัน เทนนันต์ได้ทำการทดลองซ้ำและขยายขอบเขตการทดลองนั้น^[163]โดยการสาธิตว่าการเผาเพชรและกราไฟต์จะปล่อยก๊าซออกมาในปริมาณเท่ากัน เขาก็ได้พิสูจน์ความเท่าเทียมกันทางเคมีของสารเหล่านี้^[30]

• วงจรคาร์บอนลึก
• ไดมอนด์อยด์
• รายชื่อเพชร
  • รายชื่อเพชรดิบขนาดใหญ่ที่สุด
• รายชื่อแร่ธาตุ
• วัสดุซุปเปอร์ฮาร์ด

• Epstein EJ (กุมภาพันธ์ 1982) "คุณเคยพยายามขายเพชรหรือไม่" The Atlantic Monthlyเก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 15 มีนาคม 2006 สืบค้นเมื่อ2 มกราคม 2023
• ไทสัน พี (พฤศจิกายน 2543) "เพชรบนท้องฟ้า" The Diamond Deception โนวาพีบีเอสสืบค้นเมื่อ 2 มกราคม 2566

• คุณสมบัติของเพชร : ฐานข้อมูล Ioffe
• “"การมีส่วนสนับสนุนต่อความเข้าใจเกี่ยวกับการเรืองแสงสีน้ำเงินบนรูปลักษณ์ของเพชร"" สถาบันอัญมณีศาสตร์แห่งอเมริกา (GIA) . 2007. เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อวันที่ 8 กันยายน 2017