Bei der Züchtung von Labordiamanten werden Bedingungen geschaffen, die die natürliche Entstehung von Diamanten tief im Erdinneren nachahmen.
Dabei werden hauptsächlich zwei Methoden angewandt: Hochdruck-Hochtemperatur (HPHT) und chemische Gasphasenabscheidung (CVD).
Hochdruck-Hochtemperatur-Methode (HPHT)
Bei der HPHT-Methode wird ein kleiner Diamantkeim extremen Druck- und Temperaturbedingungen ausgesetzt.
Der Keim wird in einem Hochdruckapparat platziert.
Er wird Temperaturen von 1300 bis 1600 Grad Celsius ausgesetzt.
Der Druck übersteigt 870.000 lbs. pro Quadratzoll.
Das Saatgut ist von einer Kohlenstoffquelle, in der Regel hochraffiniertem Graphit, umgeben.
Durch die hohe Temperatur und den hohen Druck schmilzt der Graphit und bildet Schichten um das Saatgut.
Wenn das Gerät abkühlt, verfestigt sich der Kohlenstoff und bildet einen Diamanten.
Dieser Prozess erfordert eine präzise Steuerung.
In der Regel wird er entweder mit einer kubischen Presse oder einer Bandpresse durchgeführt.
Die kubische Presse verwendet Kolben, die aus verschiedenen Richtungen Druck ausüben.
Bei der Bandpresse werden zwei starke Kolben verwendet, die den gleichen Druck in entgegengesetzte Richtungen ausüben.
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Im Gegensatz zum HPHT-Verfahren arbeitet die CVD-Methode mit niedrigeren Drücken, erfordert aber immer noch hohe Temperaturen.
Ein Diamantkeim wird in einer Kammer platziert, die mit einem kohlenstoffreichen Gas, wie z. B. Methan, gefüllt ist.
Das Gas wird mit Mikrowellen oder Lasern ionisiert.
Dadurch werden die Gasmoleküle aufgespalten und die Kohlenstoffatome können sich an den Diamantkeim anlagern.
Bei diesem Verfahren wird der Diamant Schicht für Schicht bei Temperaturen zwischen 700°C und 1300°C gezüchtet.
Diese Methode ist im Allgemeinen zeitaufwändiger und dauert etwa 4 bis 6 Wochen.
Es erfordert die regelmäßige Entfernung der Graphitschicht, um das Wachstum eines größeren Diamanten zu erleichtern.
Anspruchsvolle Ausrüstung und fachkundige Aufsicht
Beide Methoden erfordern eine hochentwickelte Ausrüstung und die Überwachung durch Experten.
Die Bedingungen müssen genau kontrolliert werden, um das Wachstum hochwertiger Diamanten zu ermöglichen.
Die Wahl zwischen HPHT und CVD hängt oft von den gewünschten Eigenschaften des Diamanten und den spezifischen Möglichkeiten des Labors ab.
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