Kaks sünteetiliste teemantide tootmise meetodit
| Hpht | CVD |
| HPHT on lühend "kõrgrõhu kõrge temperatuuri" jaoks, mis tähendab tõlkimisel "kõrgrõhku ja kõrget temperatuuri". See sünteetiliste teemantide tootmise meetod peegeldab seega tingimusi, milles kristallid kasvavad - eriti kõrge rõhu ja temperatuuri keskkonnas, mis jäljendab maakeha looduslike teemantide tingimusi. HPHT meetodil on temperatuur tavaliselt 1300-1600 ° C ja rõhk umbes 5 GPa. Need äärmuslikud väärtused on hädavajalikud süsiniku teemandi struktuuriks muutmiseks. | CVD on lühend "keemilise aurude ladestumise" jaoks, tõlgitud "keemiline ladestumine gaasi etapist" või suureneb gaasilisest segust. Selle meetodi korral moodustatakse teemant gaasiliste süsivesinike, tavaliselt metaani, keemilise reaktsiooniga väikese teemandisubstraadi pinnale temperatuuril 800–1200 ° C. Reaktori gaasid jagunevad radikaalideks ja süsinikuaatomiteks, mida järk -järgult säilitatakse substraadil ja moodustavad sünteetilise teemandi kihi. Nimi CVD kajastab seega selle keemilise sadestumise põhimõtet gaasifaasist. |
Sünteetiliste teemantide tootmiseks on olemas tõhusad meetodid, kuid kogenud ekspert suudab eristada teemandi sünteetilist ja loomulikku päritolu.
Teemantide valmistamise põhimõtted ja meetodid on väga hästi kirjeldatud elemendi 6 videos, mis on osa Defeerersi rühmast:
HPHT sünteetilised teemandid
Teemandid luuakse süsiniku kristalliseerumise teel kõrgrõhul ja temperatuuril: Need tingimused jäljendavad keskkonda Maa kattes, kus süsinik muudetakse teemandiks.
Teemandi kasv toimub idudel. Idu on väike teemantkristall, mille ümber hoitakse järk -järgult teisi süsinikukihte.
Kasutatakse äärmuslikke tingimusi: Rõhk 5-6 GPa ja temperatuur 1300-1600 ° C on kristallide kasvu jaoks optimaalne.
Metalle kasutatakse süsiniku lahustina: Fe, ni, mida või nende sulamid kõige sagedamini kasutatakse. Seetõttu saab metalle lisada teemantstruktuuri.
HPHT Diamans: See võib olla sõltuvalt segudest värvitu või värviline kollane, sinine või roosa.
HPHT sünteetilised teemandi omadused
Konkreetsed kasvusektorid: Need tekivad kristallide kiire kasvu tõttu teatud suundades.
Metalli kaasamine: Need pärinevad metallist lahustitest, mida kasutatakse kasvuks (Fe, Ni, mis).
Anomaalne luminestsents: Oranž kuni punane fluorestsents looduslikes teemantides sinise asemel. Reaktsioon SW UV -le on tugevam kui LW UV -l
Väga levinud on tugev fosforestsents pärast kokkupuudet SW UV kiirgusega ja see on üks tunnuseid, mis aitab tuvastada HPHT labori-kleidi teemante
HPHT lab-show-teemantide tootmine leidub nüüd peamiselt Hiinas ja Venemaal:
Hiinas on sünteetiliste teemantide tootmiseks palju tehaseid, kasutades HPHT meetodit. Need tehased kasutavad tohutuid pressid, mis loovad sünteetiliste teemantide tõusmiseks süsinikukristallidest tekkimiseks äärmist rõhku ja temperatuuri. Iga reaktor võib kaaluda kuni 50 tonni. Hiina toodab umbes 60% maailma sünteetilisest teemandist, peamiselt HPHT meetodil.
Nende tehaste kasutamiseks vajalik energia saadakse suures osas söe põlemisel. 2020. aastal tuli Hiinasse 63% söepõhine elektrijaamadest pärit elektrist. Sünteetiliste teemantide kõrge energia intensiivsus, mis on seotud mittesündmustatavate energiaallikate kasutamisega, põhjustab kõrge kasvuhoonegaaside heitkoguseid.
- HPHT sünteetilistel teemantidel on fluorestsents SWUV all märkimisväärselt oranž kuni punane
- HPHT -l on SWUV all ka eristatav fosforestsents
HPHT -teemandid fosforeessiooni sageli pärast SWUV kokkupuudet, erinevalt looduslikest teemantidest
CVD labis kasvatatud teemandid
CVD -tehnoloogia (keemiline aurude ladestumine): Teemant suureneb gaasilisest segust keemilise ladestumisega SO -nimelise teemandi "seemnele", mis on sünteetilise teemandi viil.
Kuidas CVD-le kasvatatud teemantidel on väga hästi kirjeldatud Element6 videos, mis on osa Defeerersi rühmast:
Süsinikuallikad:Süsinikuallikat kasutab metaan, atsetüleeni jne.
Kasvutingimused: Mahedam kui HPHT - rõhk alla 100 kPa, temperatuur 800–1200 ° C
Värv ja omadused: Värv on kõige sagedamini kollakas, värvitu kive saab valmistada, see ei sisalda metalli lisandeid, kuid võib esineda muud kaasamist. Värvi ravitakse hiljem HPHT meetodil, mis saavutab D-F- kõrge värvi
- CVD -meetodil loodud sünteetilised teemandid reageerivad maasturi oranžile punaseks
- Sünteetilised teemandid, mis on valmistatud HPHT või CVD meetoditega, reageerivad tavaliselt rohkem lühematel UV -lainepikkustel (SWUV), looduslikud teemandid aga vastupidi
