Как се създават лабораторни диаманти？

Чрез технологията на лабораторния диамант хората могат да получат диаманти с висока чистота и прозрачност, а процесът на образуване на тези диаманти може да бъде контролиран и персонализиран според изискванията.

С непрекъснатото развитие на напредналите технологии има един вид диамант, който се отглежда в лаборатория. Нарича се културен диамант, известен още като лабораторен диамант, който има същата композиция като естествените диаманти и е невъзможно да се разграничи с просто око. И чистотата е по -висока в сравнение с естествените диаманти в природата, не е ли невероятно? И така, как се отглеждат диаманти?

Процесът на лабораторния диамант може да бъде обобщен на следващите стъпки:

Първата стъпка е да приготвите семената. За отглеждане на диаманти, естествен диамант се използва като семе и се поставя в инкубатор, за да се осигури шаблон за атомна структура за растежа на диаманта. Това семе действа като водач, което позволява на новосъздадените диаманти да растат в същата структурна форма.

Втората стъпка е да се създаде високотемпературна среда с високо налягане. В инкубационния силоз бързото повишаване на температурата и налягането създава високотемпературна среда с високо налягане над сто километра дълбоко в земята, сурово състояние за изкуствено създаване на естествени диаманти. Тази среда насърчава въглеродните атоми в суровината, за да се пренаредят, за да образуват структурата на диамантените кристали.

Третата стъпка е добавянето на хранителни вещества, съдържащи въглерод. Графит или метан, източникът на въглерод, се добавя вътре в културния силоз и под високотемпературната среда с високо налягане и специалната третиране, химичните връзки между въглеродните атоми в суровината се разбиват и те стават свободни въглеродни атоми. Тези свободни въглеродни атоми ще бъдат привлечени от близката структура на въглеродния атом и по този начин постепенно се прикрепят към диамантеното семе, комбинират се с въглеродните атоми на диамантеното семе, образуват нова химическа връзка и семето постепенно ще расте.

Има два начина за отглеждане на диаманти, единият е CVD, а другият е HPHT. Диамантите, произведени от ССЗ и HPHT, имат различни гемологични характеристики. CVD диамантите са склонни да бъдат по -прозрачни и имат по -малко малки тъмни включвания. Синтетичните диаманти на HPHT са по -близки до външния вид и свойствата на естествените диаманти.

Метод с високотемпературна високо налягане (HPHT)

Още през 1954 г. учените имаха идеята да симулират средата, в която естествените диаманти растат в природата и успяха да създадат първите диаманти в лабораторията чрез прилагане на високо налягане и висока температура (HPHT) в голяма машина. Три основни типа оборудване могат да симулират средата, в която се образуват естествени диаманти: кубичната преса, прътите и коланчето. HPHT е най -примитивният метод за обработка на диаманти и често се използва за промяна на цвета на диамантите, като розово, синьо и зелено.

Днес чистият въглерод се разтопява при температури от 1300-1600 ° C и налягането от 870 000 lbf/in2, след това се охлажда и се утаява върху диамантени семена. Поради структурата на машината, неговия размер и ограниченията на процеса на растеж, не е лесно да се отглеждат големи диаманти от HPHT, така че се използва най-вече за производство на малки човешки диаманти. Повечето диаманти са безцветни от D до F, с изключение на няколко лаборатории, които все още не са преодолели техническите ограничения и имат цветове под H. Яснотата на диамантите е най -вече от VS до SI степени, с по -бавния темп на растеж, толкова по -голяма е яснотата и обратно.

Химическо отлагане на пари (CVD)

In 1960, to improve the shortcomings of the HPHT production method, scientists invented chemical vapour deposition (Chemical Vapor Deposition, CVD), this way is to used a diamond as a seed, put it into a vacuum environment and removed all the impurities, the environment heated to 800-1200 ℃, injected into the high temperature of methane and hydrogen, the use of microwave way to release the carbon atoms in the methane. Освободете въглеродните атоми в метана. Цветът на отглежданите от ССЗ диаманти е главно f ~ h, а колкото по-чисти примесите се отстраняват във вакуума, толкова по-добър ще бъде цветът, какъвто е всички лаборатории се опитват да постигнат в днешно време; Яснотата е най-вече по-добра от тази на диамантите, отглеждани от HPHT, и най-вече пада в обхвата на vvs ~ vs.

Образуването на естествен диамант изисква силата на природата и дълъг период. Въглеродните мономери дълбоко в скалните слоеве на земната кора, след дълго време на висока температура и високо налягане за образуване на минерали, но също така и чрез вулканични изригвания и други дейности на лава към плитката повърхност, бяха проучени, изкопани и след това внимателно полирани и проектирани да се появяват пред потребителите. След като са опаковани от рекламодатели, диамантите постепенно се превръщат в символ на любовта в съзнанието на хората.

Изкуствените лабораторни диаманти се „отглеждат“ в лаборатория, като се използват естествени диаманти или графитен прах като суровина, в изкуствено симулирана среда за растеж на диаманти, използвайки специфични техники. Процесът обикновено отнема само няколко седмици, а качеството на готовия продукт е толкова добро, колкото, ако не и по -добро от това на естествения диамант или графитен прах.

Чрез технологията на лабораторните диаманти хората могат да получат диаманти с висока чистота и прозрачност, а процесът на образуване на тези диаманти може да бъде контролиран и персонализиран според изискванията. Полето на приложение на лабораторния диамант също се разширява не само за бижута, но и за научни изследвания, индустриални области и т.н. В същото време производственият процес на лабораторни диаманти е по -устойчив на околната среда от добива на естествени диаманти.