Melalui teknologi berlian makmal, orang ramai boleh mendapatkan berlian dengan ketulenan dan ketelusan yang tinggi, dan proses pembentukan berlian ini boleh dikawal dan disesuaikan mengikut keperluan.
Dengan perkembangan berterusan teknologi canggih, terdapat sejenis berlian yang ditanam di makmal. Ia dipanggil berlian berbudaya, juga dikenali sebagai berlian tumbuh makmal, yang mempunyai komposisi yang sama seperti berlian semula jadi, dan adalah mustahil untuk membezakannya dengan mata kasar. Dan ketulenannya lebih tinggi berbanding berlian asli di alam liar, bukankah itu menakjubkan? Jadi bagaimana berlian ditanam?
Proses berlian makmal boleh diringkaskan dalam langkah-langkah berikut:
Langkah pertama ialah menyediakan benih. Untuk menanam berlian, berlian asli digunakan sebagai benih dan diletakkan di dalam inkubator untuk menyediakan templat struktur atom untuk pertumbuhan berlian. Benih ini bertindak sebagai panduan, membolehkan berlian yang baru dicipta tumbuh dalam bentuk struktur yang sama.
Langkah kedua ialah mewujudkan persekitaran suhu tinggi dan tekanan tinggi. Dalam silo pengeraman, peningkatan pesat dalam suhu dan tekanan mewujudkan persekitaran bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi lebih seratus kilometer dalam bumi, keadaan yang teruk untuk mencipta berlian asli secara buatan. Persekitaran ini menggalakkan atom karbon dalam bahan mentah untuk menyusun semula diri mereka untuk membentuk struktur kristal berlian.
Langkah ketiga ialah penambahan nutrien yang mengandungi karbon. Grafit atau metana, sumber karbon, ditambah di dalam silo kultur, dan di bawah persekitaran suhu tinggi, tekanan tinggi dan rawatan khas, ikatan kimia antara atom karbon dalam bahan mentah dipecahkan, dan ia menjadi atom karbon bebas. Atom karbon bebas ini akan tertarik pada struktur atom karbon berdekatan, dan dengan itu secara beransur-ansur melekat pada benih berlian, bergabung dengan atom karbon benih berlian, membentuk ikatan kimia baru, dan benih akan tumbuh secara beransur-ansur.
Terdapat dua cara untuk menanam berlian, satu adalah CVD dan satu lagi adalah HPHT. Berlian yang dihasilkan oleh CVD dan HPHT mempunyai ciri-ciri gemologi yang berbeza. Berlian CVD cenderung lebih telus dan mempunyai sedikit kemasukan gelap kecil. Berlian sintetik HPHT lebih dekat dengan rupa dan sifat berlian asli.
Kaedah Tekanan Tinggi Suhu Tinggi (HPHT).
Seawal 1954, saintis mempunyai idea untuk mensimulasikan persekitaran di mana berlian asli tumbuh di alam semula jadi dan berjaya mencipta berlian pertama di makmal dengan menggunakan tekanan tinggi dan suhu tinggi (HPHT) dalam mesin besar. Tiga jenis peralatan utama boleh mensimulasikan persekitaran di mana berlian asli terbentuk: Tekan Kubik, BARS dan Tekan Belt. HPHT ialah kaedah pemprosesan berlian yang paling primitif dan sering digunakan untuk menukar warna berlian, seperti merah jambu, biru dan hijau.
Hari ini, karbon tulen dicairkan pada suhu 1300-1600°C dan tekanan 870,000 lbf/in2, kemudian disejukkan dan dimendakkan pada biji berlian. Oleh kerana struktur mesin, saiznya dan batasan proses pertumbuhan, tidak mudah untuk mengembangkan berlian besar oleh HPHT, jadi ia kebanyakannya digunakan untuk menghasilkan berlian buatan manusia yang kecil. Kebanyakan berlian tidak berwarna dari D hingga F, kecuali beberapa makmal yang masih belum mengatasi batasan teknikal dan mempunyai warna di bawah H. Kejelasan berlian kebanyakannya daripada gred VS hingga SI, dengan kadar pertumbuhan yang lebih perlahan, lebih tinggi kejelasan dan sebaliknya.
Pemendapan Wap Kimia (CVD)
Pada tahun 1960, untuk memperbaiki kelemahan kaedah pengeluaran HPHT, saintis mencipta pemendapan wap kimia (Chemical Vapor Deposition, CVD), cara ini adalah dengan menggunakan berlian sebagai benih, meletakkannya ke dalam persekitaran vakum dan mengeluarkan semua kekotoran, persekitaran dipanaskan hingga 800-1200 ℃, disuntik ke dalam atom metana dan pada suhu yang tinggi dengan hidrogen. metana. membebaskan atom karbon dalam metana. Warna berlian yang ditanam CVD adalah terutamanya F~H, dan lebih bersih kekotoran disingkirkan dalam vakum, lebih baik warnanya, itulah yang cuba dicapai oleh semua makmal pada masa kini; kejelasan kebanyakannya lebih baik daripada berlian yang ditanam HPHT, dan kebanyakannya berada dalam julat VVS~VS.
Pembentukan berlian asli memerlukan kekuatan alam dan tempoh yang panjang. Monomer karbon jauh di dalam lapisan batuan kerak bumi, selepas lama suhu tinggi dan tekanan tinggi untuk membentuk mineral, tetapi juga oleh letusan gunung berapi dan aktiviti lava lain ke permukaan cetek, diterokai, digali dan kemudian digilap dengan teliti dan direka bentuk untuk muncul di hadapan pengguna. Selepas dibungkus oleh pengiklan, berlian secara beransur-ansur menjadi simbol cinta dalam fikiran orang ramai.
Berlian makmal buatan 'ditanam' di makmal, menggunakan berlian asli atau serbuk grafit sebagai bahan mentah, dalam persekitaran pertumbuhan berlian simulasi buatan menggunakan teknik khusus. Proses ini biasanya hanya mengambil masa beberapa minggu dan kualiti produk siap adalah sama baiknya dengan, jika tidak lebih baik daripada berlian asli atau serbuk grafit.
Melalui teknologi berlian makmal, orang ramai boleh mendapatkan berlian dengan ketulenan dan ketelusan yang tinggi, dan proses pembentukan berlian ini boleh dikawal dan disesuaikan mengikut keperluan. Bidang aplikasi berlian makmal juga berkembang, bukan sahaja untuk barang kemas tetapi juga untuk penyelidikan saintifik, bidang perindustrian dan sebagainya. Pada masa yang sama, proses pengeluaran berlian makmal adalah lebih mampan alam sekitar daripada perlombongan berlian asli.