Die Herstellung von Diamanten mit Hilfe der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein faszinierendes Verfahren, das die Erzeugung hochwertiger synthetischer Diamanten ermöglicht.
5 Schritte zur Herstellung synthetischer Diamanten mit CVD
1. Vorbereitung des Saatguts
Das Verfahren beginnt mit einem Keim, bei dem es sich um eine dünne Scheibe eines Diamanten oder eine Graphitquelle handeln kann.
Dieser Keim dient als Grundlage, auf der der Diamant wachsen wird.
Er wird in einer Kammer platziert, in der ein Hochvakuum herrscht (etwa 20 Millitorr), um jegliche Verunreinigung zu vermeiden.
2. Füllen der Kammer mit Gas
Die Kammer wird dann mit einem Gasgemisch gefüllt, das hauptsächlich aus Methan (einem kohlenstoffreichen Gas) und entweder Wasserstoff oder Sauerstoff besteht.
Dieses Gasgemisch liefert die Kohlenstoffquelle, die für das Wachstum des Diamanten benötigt wird.
3. Zufuhr von Energie
Dem Gasgemisch wird Energie zugeführt, um die chemischen Bindungen aufzubrechen.
Diese Energie kann in Form von Wärme, in der Regel bis zu 800 °C, oder durch ionisiertes Plasma zugeführt werden.
Der Ionisierungsprozess ist von entscheidender Bedeutung, da er die Gasmoleküle aufspaltet und die Kohlenstoffatome freisetzt.
4. Abscheidung von Kohlenstoff
Während die Gasmoleküle zerfallen, lagern sich die freigesetzten Kohlenstoffatome am Diamantkeim an.
Diese Ablagerung erfolgt Schicht für Schicht, wobei die Kohlenstoffatome starke Bindungen mit dem Keim und untereinander eingehen.
5. Wachstum und Polieren
Solange der Prozess andauert, wächst der Diamant weiter.
In regelmäßigen Abständen werden die Diamanten entnommen, die Oberfläche wird poliert, um nicht-diamantischen Kohlenstoff zu entfernen, und dann werden sie wieder in die Kammer gelegt, um weiter zu wachsen.
Dieser Prozess kann mehrere Wochen dauern.
Fertigstellung und Endbearbeitung
Sobald die gewünschte Größe und Qualität erreicht ist, werden die synthetischen Diamantkristalle aus der Kammer entfernt.
Anschließend werden sie geschliffen und poliert, so dass das Endprodukt von natürlichen Diamanten nicht mehr zu unterscheiden ist.
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