Wie werden künstliche Diamanten hergestellt?

Da Naturdiamanten teuer sind, werden künstliche Diamanten als Ersatz für diejenigen hergestellt, die sich teure Diamanten nicht leisten können. Daher besteht Interesse daran, zu wissen, wie künstliche Diamanten hergestellt werden. Diamant ist eine natürlich vorkommende Substanz in der Erdoberfläche. Es ist nicht nur die härteste Substanz, sondern auch eine der wertvollsten. Es wurde seit Menschengedenken als Schmuckstück von Menschen verwendet. Diamanten sind Ausdruck der Liebe und werden daher von Paaren getauscht, die heiraten oder getauscht werden. Für diejenigen, die sich teure Diamanten nicht leisten können, gibt es die Option, künstliche Diamanten zu verwenden. Dieser Artikel versucht, die Methoden zur Herstellung synthetischer Diamanten zu erklären.

Wie werden künstliche Diamanten hergestellt - Fakten über künstliche Diamanten

Künstliche Diamanten sind chemisch identisch mit natürlichen Diamanten

Künstliche Diamanten werden auch als kultivierte Diamanten oder im Labor gezüchtete Diamanten bezeichnet. Sie werden unter Verwendung komplexer Technologien in einer stark kontrollierten Umgebung hergestellt, um die Bedingungen zu simulieren, die zur Bildung von echten Diamanten in der Erdkruste führen. Tatsächlich sind künstliche Diamanten hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung identisch mit natürlichen Diamanten. Künstliche Diamanten können sowohl farblos als auch farbig sein. Diese synthetischen Diamanten sind im Vergleich zu natürlich vorkommenden Diamanten sehr günstig.

Künstliche Diamanten unterscheiden sich von Stimulanzien

Künstliche Diamanten gibt es schon seit vielen Jahrzehnten. Es gibt jedoch viele andere Substanzen wie Zirkonia und Moissanit, die wie Diamanten aussehen, aber viel billiger sind und keine Diamanten. Deshalb werden sie von Branchenexperten als Stimulanzien bezeichnet. CZ ahmt das Aussehen eines Diamanten nach, ist aber kein Diamant. Künstliche Diamanten sind im Labor gezüchtete künstliche Diamanten, die dieselbe Zusammensetzung und Eigenschaften wie echte Diamanten haben.

1893 wurden die ersten künstlichen Diamanten von Henri Moissan im Labor hergestellt. Er schlug eine Theorie vor, wonach der Diamant durch Kristallisation von Kohlenstoff hergestellt werden kann, indem er unter Verwendung von geschmolzenem Eisen unter Druck gesetzt wird. Er schuf einen elektrischen Lichtbogenofen, um hohe Temperaturen von etwa 3500 Grad Celsius zu erreichen. Seine Experimente wurden von vielen Wissenschaftlern wiederholt und verbessert. Im Jahr 1954 wurden erste im Handel erhältliche künstliche Diamanten hergestellt. Sie erregten die Fantasie der Menschen, aber sie blieben teuer, da sie für industrielle Zwecke verwendet wurden.

Wie werden künstliche Diamanten hergestellt?

Hochdruck Hochtemperatur (HPHT)

Wie der Name schon sagt, ist dies eine Methode, die Bedingungen simuliert, die mit denen unter der Erdoberfläche identisch sind. Kohlenstoff wird bei sehr hoher Temperatur sehr stark unter Druck gesetzt, um ihn in Diamant zu verwandeln. Dieses Verfahren verwendet eine Bandpresse mit hohem Druck, der durch Ambosse angelegt wird. Mit Hilfe des Heizstroms werden hohe Temperaturen erreicht. Es gibt ein Wachstumszentrum, das alle Materialien enthält, die zur Herstellung künstlicher Diamanten erforderlich sind. Dazu gehören gereinigter und raffinierter Graphit (Kohlenstoff), ein kleiner Diamantkorn und ein Katalysator aus Mischmetallen, um den Prozess zu beschleunigen. Bei einer hohen Temperatur von 1300 Grad Celsius und einem Druck von 50000 Atmosphären schmilzt der Katalysator und Graphit löst sich in dieser metallischen Lösung. Das Abkühlen dieser Lösung wird über mehrere Tage durchgeführt, wonach Kohlenstoff die Struktur eines Diamanten annimmt. Es wird gereinigt, geschnitten und poliert, damit es wie ein echter Diamant aussieht. Es ist wichtig, die Druck- und Temperaturbedingungen während des gesamten Prozesses zu überwachen, um Diamanten der gewünschten Qualität zu erhalten.

Chemische Gasphasenabscheidung

Bei diesem Verfahren werden Wasserstoff und Kohlenstoffgase in eine Kammer geleitet. Die Heiztemperatur in der Kammer wird durch Heizfäden und Mikrowellen aufrechterhalten. Diese Gase werden aufgrund der hohen Temperatur gebrochen und später werden hoher Druck und hohe Temperaturen angewendet, um Diamanten herzustellen. Diese Methode ist heutzutage sehr populär geworden, da sie eine viel bessere Kontrolle bietet und es auch ermöglicht, große Diamanten zu erhalten. CVD ist jedoch im Vergleich zu HPHT eine sehr teure Methode.

Bilder mit freundlicher Genehmigung:

1. Apollo synthetischer Diamant von Steve Jurvetson (CC BY 2.0)