Labbtillverkad diamant

De viktigaste diamanterna har exakt samma utseende, kemiska sammansättning och egenskaper, såsom diamanter som plockas från jordskorpan. Produktionen sker i kontrollerade laboratoriemiljöer och återskapar processen som sker i naturen under bildandet av diamant. Med hög värme och högt tryck odlas diamanter från frön som består av en kolatom från en befintlig diamant som kan växa till önskad storlek.

Denna process, som i naturen tar många miljoner år, äger rum i laboratoriets växthus på cirka tre till fyra veckor. Det är mycket svårt att skilja en diamant som odlas av en labberer från en naturlig diamant, och denna speciella utrustning och erfarenhet kräver den vanliga 10X LOP förstoring, det är nästan omöjligt att se skillnaden. De viktigaste diamanterna utvärderas och certifieras enligt samma kriterier som naturliga diamanter, men det framgår alltid av certifikatet att diamanten är fylld.

Alla våra markeringar är runda diamanter med en storlek från 0. Desch, att publicera en artikel [26] där han uppgav att inga syntetiska diamanter, inklusive andra, hade producerats före det datumet. Han antydde att de flesta diamanter som hade producerats fram till den tiden troligen var syntetiska spinel. Teamet använde en skrymmande split-sphere-apparat som utvecklats av Baltzar Von Platen och Anders K Xxxmpe.

Flera små diamanter tillverkades, men inte av ädelstenarnas kvalitet eller storlek. På grund av frågor om patentprocessen och rimliga övertygelser om att ingen annan seriös forskning om diamantsyntes har ägt rum över hela världen valde ACEA-rådet ansökningar mot reklam och patentansökningar. De kunde värma kol till 3 xjn C 5 Xjn F under tryck av 3. Snart avbröt andra världskriget projektet.

Detta återupptogs på GE: s scenic labs, och en högtrycks diamantgrupp bildades med Francis P. Bundy och H. Tracy Hall och andra anslöt sig till projektet senare. Bundy och Strong gjorde de första förbättringarna, sedan gjordes andra. GE-teamet använde en hydraulisk press från usin-volframkarbid för att komprimera ett kolprov som hölls i en Katlinitbehållare, där den färdiga sanden torkades från behållaren till en packning.

Teamet spelade in syntesen av diamanten på en gång, men experimentet kunde inte reproduceras på grund av osäkra syntesförhållanden,[30] och senare visade det sig vara en naturlig diamant som används som frön. Hans genombrott kom när han använde en press med ett hårt stål toroidalt "bälte" spänt till sin elastiska gräns lindad runt provet, vilket ger ett tryck över 10 GPa 1, PSI och temperaturer över 2, XNXX C 3, XNXX F.

Dessa metaller fungerade som en" lösningsmedelskatalysator " som löste upp kol och accelererade dess omvandling till diamant. Den största diamanten han producerade var 0. Halls motsvarande arbetsinsats var att reproducera sitt arbete, och upptäckten publicerades i den stora tidskriften Nature. Han lämnade, och tre år senare utvecklade en ny maskin för diamantsyntes - en tetraedrisk press med fyra användningsområden - för att undvika att bryta mot U. Institutionen för Handelshemlighet genom beslut av patentansökningar för GE.

De första framgångarna använde ett pyrofyllitrör, sådd i varje ände, med tunna bitar av diamant. Grafitmatningsmaterialet placerades i mitten och det metalliska lösningsmedlet nickel placerades mellan grafit och frön. Behållaren värmdes upp och trycket höjdes till 5. Kristaller växer när de flyter från mitten till rörets ände, och genom att förlänga processens längd skapas större kristaller.

I början skapade en veckolång tillväxtprocess ädelstenar av hög kvalitet på cirka 5 mm 0.

Unlike diamond simulants (imitations of diamond made of superficially similar non-diamond materials), synthetic diamonds are composed of the same material as naturally formed diamonds—pure carbon crystallized in an isotropic 3D form—and share identical chemical and physical properties.

Grafitmatning ersattes snart av diamant eftersom det gav mycket bättre kontroll över formen på den slutliga kristallen. Inklusioner var vanliga, särskilt "plattor" gjorda av nickel. Ta bort allt kväve från processen genom att tillsätta aluminium eller titan som produceras av färglösa "vita" stenar och ta bort kväve och tillsätta bor som produceras av blått. Även om GE-stenar och naturliga diamanter var kemiskt identiska, var deras fysiska egenskaper inte desamma.

De färglösa stenarna producerade stark fluorescens och fosforescens under kortvågigt ultraviolett ljus, men var inerta under långvågigt ultraviolett ljus. Bland naturliga diamanter är det bara de sällsynta blå ädelstenarna som uppvisar dessa egenskaper. Till skillnad från naturliga diamanter visade alla ge-stenar stark gul fluorescens på röntgen. Stabila HPHT-förhållanden bibehölls i sex veckor för att odla högkvalitativa diamanter av denna storlek.

Av ekonomiska skäl stannar tillväxten av de flesta syntetiska diamanter när de når en massa på 1 karat Mg till 1. Denna lågtrycksprocess kallas CVD-kemisk ånga CVD. William G.Eversole har enligt uppgift uppnått ett par från diamant över Diamantsubstrat, men det har inte rapporterats ännu, men internationella laboratorier börjar nu ta itu med problemet, med betydande förbättringar av syntetisk melee-identifiering.

Den ursprungliga metoden använder högt tryck och hög temperatur HPHT och används fortfarande i stor utsträckning på grund av dess relativt låga kostnad. Processen innefattar stora pressar som kan väga hundratals ton för att erhålla ett tryck på 5 GPa, PSI vid 1, XVI C 2, XVI F. Den andra metoden, som använder kardiovaskulär CVD med kemisk ånga, skapar en kolplasma över ett substrat på vilket kolatomer deponeras för att bilda en diamant.

Andra metoder inkluderar explosiv detonationsbildning av nanodiampor och ultraljud av grafitlösningar. Diamantfrön finns längst ner i pressen.

Den inre delen av pressen upphettas över 1, XC2, XCF och smälter lösningsmedlets metall. Den smälta metallen löser upp en kolkälla med hög renhet, som sedan transporteras till små diamantfrön och fälls ut och bildar en stor syntetisk diamant. Detta inre tryck begränsas radiellt av ett bälte av förspända stålband. Städarna fungerar också som elektroder som ger elektrisk ström till den komprimerade cellen.

Byte av pressbälte använder hydrauliskt tryck snarare än stålbälten för att begränsa det inre trycket. Den kubiska pressen har sex mothåll som samtidigt trycker på alla sidor av kubisk volym. En kubisk press är i allmänhet mindre än ett bälte och kan uppnå det tryck och den temperatur som krävs för att skapa en syntetisk diamant snabbare.

Det finns två olika metoder för att skapa en labbodlad diamant, CVD (Chemical Vapor Deposition) och HPHT (High Pressure High Temperature).

Kubiska pressar kan emellertid inte lätt skalas till stora volymer: volymen under tryck kan ökas med större amboler, men detta ökar också den kraft som krävs på ambolerna för att uppnå samma tryck. Alternativet är att minska förhållandet mellan ytan och volymen av volymen under tryck genom att använda fler ambosser för ett platoniskt fast ämne av högre ordning, såsom en dodekaeder.

En sådan press kommer dock att vara svår och svår att producera. I mitten av stånganordningen finns en keramisk cylindrisk "synteskapsel" på ca 2 cm3 0. Cellen placeras i en kub av trycköverföringsmaterial såsom pyrofyllitkeramik, som pressar inre ambosser gjorda av cementerade karbider. Efter installationen är hela enheten låst i en skivtyp med en diameter på ca 1 m 3 ft 3 tum.

Tunnan är fylld med olja, vilket ger tryck vid upphettning och oljetrycket överförs till den centrala cellen. Synteskapseln värms upp av en koaxial grafitvärmare och temperaturen mäts med ett termoelement. Sedan början av S, denna metod har varit föremål för intensiv världsomspännande forskning. Medan massproduktionen av högkvalitativa diamantkristaller gör HPHT-processen till ett mer lämpligt val för industriella applikationer, förklarar flexibiliteten och enkelheten i CVD-inställningar populariteten för ökad hjärt-kärlsjukdom i laboratorieforskning.

Fördelarna med CVD-diamanttillväxt inkluderar förmågan att odla diamant i stora områden och på olika substrat, liksom fin kontroll över kemiska föroreningar och följaktligen egenskaperna hos den producerade diamanten. Substratberedning innefattar valet av ett lämpligt material och dess kristallografiska orientering; rengör det, ofta med diamantpulver, för att plocka upp substratet utan dialcham; och optimera substrattemperaturen på cirka XVI C 1, XVI F under tillväxt genom en serie testkörningar.