Πώς δημιουργούνται τα εργαστήρια διαμάντια？

Μέσα από την τεχνολογία του Lab Diamond, οι άνθρωποι μπορούν να αποκτήσουν διαμάντια με υψηλή καθαρότητα και διαφάνεια και η διαδικασία σχηματισμού αυτών των διαμαντιών μπορεί να ελεγχθεί και να προσαρμοστεί όπως απαιτείται.

Με τη συνεχή ανάπτυξη της προηγμένης τεχνολογίας, υπάρχει ένα είδος διαμαντιού που καλλιεργείται σε ένα εργαστήριο. Ονομάζεται Cultured Diamond, επίσης γνωστό ως Lab Grown Diamond, το οποίο έχει την ίδια σύνθεση με τα φυσικά διαμάντια και είναι αδύνατο να το διακρίνουμε με γυμνό μάτι. Και η καθαρότητα είναι υψηλότερη σε σύγκριση με τα φυσικά διαμάντια στην άγρια ​​φύση, δεν είναι εκπληκτικό; Λοιπόν, πώς καλλιεργούνται διαμάντια;

Η διαδικασία Laboratory Diamond μπορεί να συνοψιστεί στα παρακάτω βήματα:

Το πρώτο βήμα είναι να προετοιμάσετε τους σπόρους. Για την ανάπτυξη διαμαντιών, ένα φυσικό διαμάντι χρησιμοποιείται ως σπόρος και τοποθετείται σε ένα φυτώριο για να παρέχει ένα πρότυπο ατομικής δομής για την ανάπτυξη του διαμαντιού. Αυτός ο σπόρος λειτουργεί ως οδηγός, επιτρέποντας στα νεοεμφανιζόμενα διαμάντια να αναπτυχθούν με την ίδια δομική μορφή.

Το δεύτερο βήμα είναι να δημιουργηθεί ένα περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης. Στο σιλό επώασης, η ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης δημιουργεί ένα περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης πάνω από εκατό χιλιόμετρα βαθιά στη γη, μια σκληρή κατάσταση για την τεχνητή δημιουργία φυσικών διαμαντιών. Αυτό το περιβάλλον ενθαρρύνει τα άτομα άνθρακα στην πρώτη ύλη να αναδιαμορφωθούν για να σχηματίσουν τη δομή των κρυστάλλων διαμαντιών.

Το τρίτο βήμα είναι η προσθήκη θρεπτικών ουσιών που περιέχουν άνθρακα. Ο γραφίτης ή το μεθάνιο, η πηγή άνθρακα, προστίθεται μέσα στο σιλό καλλιέργειας και κάτω από το περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης και ειδική θεραπεία, οι χημικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων άνθρακα στην πρώτη ύλη σπάζουν και γίνονται ελεύθερα άτομα άνθρακα. Αυτά τα ελεύθερα άτομα άνθρακα θα προσελκύονται από τη κοντινή δομή του ατόμου άνθρακα και έτσι σταδιακά συνδέονται με τους σπόρους διαμαντιών, θα συνδυάζονται με τα άτομα άνθρακα του σπόρου διαμαντιών, θα σχηματίσουν έναν νέο χημικό δεσμό και ο σπόρος θα αναπτυχθεί σταδιακά.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να καλλιεργήσετε διαμάντια, το ένα είναι CVD και το άλλο είναι HPHT. Τα διαμάντια που παράγονται από CVD και HPHT έχουν διαφορετικά γεμολογικά χαρακτηριστικά. Τα διαμάντια CVD τείνουν να είναι πιο διαφανή και έχουν λιγότερα μικρά σκοτεινά εγκλείσματα. Τα συνθετικά διαμάντια HPHT είναι πιο κοντά στην εμφάνιση και τις ιδιότητες των φυσικών διαμαντιών.

Μέθοδος υψηλής θερμοκρασίας υψηλής πίεσης (HPHT)

Ήδη από το 1954, οι επιστήμονες είχαν την ιδέα να προσομοιώσουν το περιβάλλον στο οποίο τα φυσικά διαμάντια μεγαλώνουν στη φύση και κατάφεραν να δημιουργήσουν τα πρώτα διαμάντια στο εργαστήριο εφαρμόζοντας υψηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία (HPHT) σε ένα μεγάλο μηχάνημα. Τρεις κύριοι τύποι εξοπλισμού μπορούν να προσομοιώσουν το περιβάλλον στο οποίο σχηματίζονται φυσικά διαμάντια: ο κυβικός τύπος, οι ράβδοι και ο τύπος της ζώνης. Το HPHT είναι η πιο πρωτόγονη μέθοδος επεξεργασίας διαμαντιών και χρησιμοποιείται συχνά για να αλλάξει το χρώμα των διαμαντιών, όπως το ροζ, το μπλε και το πράσινο.

Σήμερα, ο καθαρός άνθρακας λιώνει σε θερμοκρασίες 1300-1600 ° C και πιέσεις 870.000 lbf/in2, στη συνέχεια ψύχθηκε και κατακρημνίζεται σε σπόρους διαμαντιών. Λόγω της δομής του μηχανήματος, του μεγέθους και των περιορισμών της διαδικασίας ανάπτυξης, δεν είναι εύκολο να αναπτυχθούν μεγάλα διαμάντια από το HPHT, έτσι χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή μικρών διαμαντιών. Τα περισσότερα διαμάντια είναι άχρωτα από το D σε F, εκτός από μερικά εργαστήρια που δεν έχουν ξεπεράσει ακόμα τους τεχνικούς περιορισμούς και έχουν χρώματα κάτω από τον H. Η σαφήνεια των διαμαντιών προέρχεται κυρίως από βαθμούς VS έως SI, με τον βραδύτερο ρυθμό ανάπτυξης, τόσο μεγαλύτερη είναι η σαφήνεια και το αντίστροφο.

Χημική εναπόθεση ατμών (CVD)

Το 1960, για να βελτιωθεί οι αδυναμίες της μεθόδου παραγωγής HPHT, οι επιστήμονες εφευρέθηκαν χημική εναπόθεση ατμών (χημική εναπόθεση ατμών, CVD), με αυτόν τον τρόπο είναι να χρησιμοποιηθεί ένα διαμάντι ως σπόρος, να απελευθερώσει το περιβάλλον κενού και να απομακρύνει όλες τις ακαθαρσίες, το περιβάλλον που θερμαίνεται στο 800-1200 ℃, που εγχέεται στη υψηλή θερμοκρασία και υδρογόνο, τη χρήση της χρήσης της χρήσης μικροκυμάτων για να απελευθερώσει τον άνθρακα και να απομακρύνει την άνθρακα. Απελευθερώστε τα άτομα άνθρακα στο μεθάνιο. Το χρώμα των διαμαντιών που καλλιεργούνται με CVD είναι κυρίως f ~ h, και το καθαρότερο οι ακαθαρσίες απομακρύνονται στο κενό, τόσο καλύτερο θα είναι το χρώμα, κάτι που όλα τα εργαστήρια προσπαθούν να επιτύχουν σήμερα. Η σαφήνεια είναι ως επί το πλείστον καλύτερη από αυτή των διαμαντιών HPHT, και κυρίως πέφτει στην περιοχή των VVs ~ vs.

Ο σχηματισμός ενός φυσικού διαμαντιού απαιτεί τη δύναμη της φύσης και για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα μονομερή άνθρακα βαθιά στα βράχια του φλοιού της γης, μετά από πολύ καιρό υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης για να σχηματίσουν ορυκτά, αλλά και με ηφαιστειακές εκρήξεις και άλλες δραστηριότητες της λάβας στην ρηχή επιφάνεια, εξερευνήθηκαν, έσκαψαν και στη συνέχεια γυαλίστηκαν προσεκτικά και σχεδιασμένα να εμφανίζονται πριν από τους καταναλωτές. Αφού συσκευάστηκαν από διαφημιζόμενους, τα διαμάντια έχουν σταδιακά ένα σύμβολο της αγάπης στο μυαλό των ανθρώπων.

Τα τεχνητά εργαστηριακά διαμάντια «αναπτύσσονται» σε ένα εργαστήριο, χρησιμοποιώντας φυσικά διαμάντια ή σκόνη γραφίτη ως πρώτη ύλη, σε ένα τεχνητά προσομοιωμένο περιβάλλον ανάπτυξης διαμαντιών χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες τεχνικές. Η διαδικασία συνήθως διαρκεί μόνο λίγες εβδομάδες και η ποιότητα του τελικού προϊόντος είναι τόσο καλή όσο, αν όχι καλύτερη από αυτή της φυσικής σκόνης διαμαντιού ή γραφίτη.

Μέσα από την τεχνολογία των εργαστηριακών διαμαντιών, οι άνθρωποι μπορούν να αποκτήσουν διαμάντια με υψηλή καθαρότητα και διαφάνεια και η διαδικασία σχηματισμού αυτών των διαμαντιών μπορεί να ελεγχθεί και να προσαρμοστεί όπως απαιτείται. Το πεδίο εφαρμογής του Lab Diamond επεκτείνεται επίσης, όχι μόνο για κοσμήματα αλλά και για επιστημονική έρευνα, βιομηχανικά πεδία και ούτω καθεξής. Ταυτόχρονα, η παραγωγική διαδικασία των εργαστηριακών διαμαντιών είναι πιο βιώσιμη από το περιβάλλον από την εξόρυξη φυσικών διαμαντιών.