Dve metodi proizvodnje sintetičnih diamantov
| Hpht | CVD |
| HPHT je okrajšava za "visokotlačno visoko temperaturo", kar v prevodu pomeni "visok tlak in visoka temperatura". Ta metoda proizvodnje sintetičnih diamantov tako odraža pogoje, pod katerimi rastejo kristali - v okolju izjemno visokega tlaka in temperature, ki posnema pogoje naravnih diamantov v zemeljskem ogrinjalu. Pri metodi HPHT so temperature običajno 1300-1600 ° C in tlak približno 5 GPa. Te skrajne vrednosti so bistvene za pretvorbo ogljika v diamantno strukturo. | KVB je okrajšava za "kemično odlaganje hlapov", prevedena "kemično odlaganje iz faze plina" ali narašča iz plinaste mešanice. Pri tej metodi je diamant oblikovan s kemijsko reakcijo plinastih ogljikovodikov, običajno metana, na površini majhnega diamantnega substrata pri 800-1200 ° C. Plini v reaktorju se razdelijo na radikale in ogljikove atome, ki se postopoma hranijo na podlagi in tvorijo plast sintetičnega diamanta. Ime CVD tako odraža načelo tega kemičnega odlaganja iz plinske faze. |
Obstajajo učinkovite metode za proizvodnjo sintetičnih diamantov, vendar izkušeni strokovnjak lahko razlikuje sintetični in naravni izvor diamanta.
Načela in metode izdelave diamantov so zelo dobro opisani v videoposnetku Element6, ki je del skupine Defeeers:
HPHT sintetični diamanti
Diamanti nastajajo z ogljikovo kristalizacijo pri visokem tlaku in temperaturi: Ti pogoji posnemajo okolje v zemeljskem ogrinjalu, kjer se ogljik pretvori v diamant.
Rast diamanta poteka na zarodnici. Germ je majhen diamantni kristal, okoli katerega so postopoma shranjene druge plasti ogljika.
Uporabljajo se ekstremni pogoji: Tlak 5-6 GPa in temperatura 1300-1600 ° C sta optimalna za rast kristalov.
Kovine se uporabljajo kot ogljično topilo: Fe, ni, kaj ali njihove zlitine se najpogosteje uporabljajo. Kovine se zato lahko vključijo v diamantno strukturo.
HPHT diamants: Lahko je brezbarvna ali obarvana rumena, modra ali roza, odvisno od primesi.
HPHT Sintetične diamantne značilnosti
Specifični sektorji rasti: Nastanejo zaradi hitre rasti kristalov v določenih smereh.
Vključitev kovin: Prihajajo iz kovinskih topil, ki se uporabljajo v rasti (Fe, ni, kaj).
Anomalna luminiscenca: Oranžno do rdeče fluorescence namesto modre v naravnih diamantih. Reakcija na SW UV je močnejša kot na LW UV
Zelo pogosta je močna fosforescenca po izpostavljenosti SW UV sevanju in to je ena od lastnosti, ki pomaga prepoznati diamante HPHT Lab-Gown
Proizvodnja HPHT laboratorijskih diamantov zdaj najdemo predvsem na Kitajskem in v Rusiji:
Na Kitajskem je veliko tovarn za proizvodnjo sintetičnih diamantov po metodi HPHT. Te tovarne uporabljajo ogromne stiskalnice, ki ustvarjajo ekstremni tlak in temperaturo, potrebno za dvig sintetičnih diamantov iz ogljikovih kristalov. Vsak reaktor lahko tehta do 50 ton. Kitajska proizvaja približno 60% svetovne proizvodnje sintetičnih diamantov, večinoma po metodi HPHT.
Energija, potrebna za delovanje teh tovarn, je v veliki meri pridobljena z zgorevanjem premoga. Leta 2020 je na Kitajskem prišlo 63% električne energije iz elektrarn na premog. Visoka energetska intenzivnost sintetičnih diamantov, povezana z uporabo neobnovljivih virov energije, vodi do visokih emisij toplogrednih plinov.
- HPHT sintetični diamanti imajo fluorescenco pod SWUV bistveno oranžni do rdeči
- HPHT ima tudi značilno fosforescenco pod SWUV
HPHT diamanti pogosto fosforrukcijo po izpostavljenosti SWUV, za razliko od naravnih diamantov
CVD laboratorijski diamanti
KVB tehnologija (nalaganje kemičnih hlapov): Diamant se iz plinaste mešanice poveča s kemičnim nanašanjem na tako imenovanem diamantnem "semenu", rezino sintetičnega diamanta.
Kako so v videoposnetku Element6, ki je del skupine Defeeers, zelo dobro opisani v laboratorijski diamanti.
Viri ogljika:Vir ogljika uporabljajo metan, acetilen itd.
Pogoji rasti: Blažji od HPHT - tlak pod 100 kPa, temperatura 800-1200 ° C
Barva in značilnosti: Barva je najpogosteje rumenkasta, brezbarvna kamna, ne vsebuje kovinskih primesi, vendar je lahko prisotna druga vključitev. Barvo se zelo pogosto obdela z metodo HPHT, ki dosega visoke barve D-F-
- Sintetični diamanti, ki jih ustvarja metoda CVD, reagirajo na oranžno SUV na rdečo
- Sintetični diamanti, ki jih izdelujejo metode HPHT ali CVD, običajno reagirajo bolj pri krajših UV valovnih dolžinah (SWUV), naravni diamanti
