Zur Herstellung von Diamanten benötigt man Maschinen, die einen hohen Druck und hohe Temperaturen erzeugen können, ähnlich den Bedingungen tief im Erdinneren, unter denen natürliche Diamanten entstehen. Die beiden wichtigsten Maschinentypen, die zu diesem Zweck eingesetzt werden, sind die Kubische Presse und die Bandpresse.
Kubische Presse: Diese Maschine verwendet Kolben, die in ihrer gesamten Struktur angeordnet sind, um hohe Temperaturen und hohen Druck zu erzeugen. Diese Kolben üben Druck aus verschiedenen Richtungen aus und ahmen so die natürlichen Bedingungen nach, die für die Diamantbildung erforderlich sind. Die Presse ist so konstruiert, dass sie gleichmäßigen Druck und Hitze auf einen kleinen Diamantsamen ausübt, der in einer Kohlenstoffquelle, in der Regel hochraffiniertem Graphit, platziert ist.
Bandpresse: Diese von GE entwickelte Maschine verwendet einen oberen und unteren Amboss, um extremen Druck (über 1,5 Millionen Pfund pro Quadratzoll) und extreme Temperaturen (über 2.000 Grad Celsius) zu erzeugen. In dieser Umgebung schmilzt die Kohlenstoffquelle und beginnt, einen Diamanten um den Samen herum zu bilden. Die Bandpresse wurde 1954 zur Herstellung des ersten reproduzierbaren, im Labor gezüchteten Diamanten verwendet.
Beide Maschinen sind so konzipiert, dass sie die für die Diamantsynthese erforderlichen Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen (HPHT) nachbilden. Bei diesem Verfahren wird ein Diamantkeim in eine kohlenstoffreiche Umgebung gebracht und diesen extremen Bedingungen ausgesetzt, bis sich ein Diamant bildet. Diese Methode wird als HPHT-Synthese von Diamanten bezeichnet.
Neben der HPHT-Methode gibt es eine weitere Technik, die chemische Gasphasenabscheidung (CVD). Bei dieser Methode wird der Diamantkeim in eine versiegelte, mit kohlenstoffreichem Gas gefüllte Kammer gelegt und auf etwa 800 °C erhitzt. Unter diesen Bedingungen beginnen die Gase, Kohlenstoffatome auf dem Keim abzuscheiden, wodurch der Diamant Schicht für Schicht wächst.
Jede Methode hat ihre spezifischen Anwendungen und erzeugt Diamanten mit einzigartigen Eigenschaften, die aufgrund ihrer Härte und Wärmeleitfähigkeit vor allem in der Industrie verwendet werden, obwohl Fortschritte zur Herstellung von im Labor gezüchteten Diamanten in Edelsteinqualität geführt haben.
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