Bei der Herstellung von Diamanten werden hauptsächlich zwei Methoden angewandt: Chemical Vapor Deposition (CVD) und High-Pressure High-Temperature (HPHT).
Diese Verfahren unterscheiden sich erheblich in ihren Herstellungsprozessen, in der Form der erzeugten Diamanten, in der Farbe und Reinheit der Diamanten und in der benötigten Energie.
4 Hauptunterschiede zwischen CVD- und HPHT-Diamanten
1. Herstellungsverfahren
CVD-Diamanten: Diese werden mit dem Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung hergestellt.
Ein Diamantkeim wird in eine Kammer gelegt, die mit einem kohlenstoffreichen Gas, in der Regel Methan, gefüllt ist.
Das Gas wird mit Hilfe von Mikrowellen oder Lasern zu einem Plasma ionisiert, wodurch die Molekularbindungen im Gas aufgebrochen werden.
Die freigesetzten Kohlenstoffatome lagern sich dann auf dem Diamantkeim ab und bilden Schichten, aus denen ein Diamant entsteht.
Dieser Prozess findet bei moderaten Temperaturen und niedrigem Druck statt.
HPHT-Diamanten: Diese werden mit der Hochdruck-Hochtemperatur-Methode erzeugt.
Diese Methode ahmt die natürlichen Bedingungen nach, unter denen sich Diamanten in der Erde bilden.
Dabei wird eine Kohlenstoffquelle extremen Druck- und Temperaturbedingungen ausgesetzt, in der Regel mit Hilfe einer Ambosszelle.
Durch den hohen Druck und die hohe Temperatur kristallisiert der Kohlenstoff und bildet einen Diamanten.
Diese Methode erfordert im Vergleich zur CVD erheblich mehr Energie und eine hochentwickelte Ausrüstung.
2. Morphologie
CVD-Diamanten: Sie wachsen in einer kubischen Form mit einer einzigen Wachstumsrichtung.
HPHT-Diamanten: Sie entwickeln sich in einer kuboktaedrischen Form mit 14 Wachstumsrichtungen.
Dieses unterschiedliche Wachstumsmuster kann manchmal zur Unterscheidung zwischen im Labor gezüchteten und natürlichen Diamanten verwendet werden.
3. Farbe und Reinheit
CVD-Diamanten: Sie sind in der Regel farblos oder nahezu farblos.
Das Verfahren ermöglicht die Herstellung reinerer Diamanten ohne nennenswerte Verunreinigungen.
HPHT-Diamanten: Sie haben oft einen gelblichen oder bräunlichen Farbton aufgrund von Metallverunreinigungen im Wachstumsprozess.
Diese Diamanten können eine zusätzliche HPHT-Behandlung erfordern, um die braune Farbe zu entfernen, aber diese Behandlung ist auf Diamanten mit einer Reinheit von VS1 oder höher beschränkt.
4. Energiebedarf
CVD-Diamanten: Das Verfahren ist weniger energieintensiv und kostengünstiger.
Es wird bei moderaten Temperaturen und niedrigem Druck durchgeführt.
HPHT-Diamanten: Das Verfahren ist recht energieintensiv und teuer.
Es erfordert einen hohen Druck und eine hohe Temperatur.
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