Labordiamanten werden hauptsächlich mit zwei Methoden hergestellt: Hochdruck-Hochtemperatur (HPHT) und chemische Gasphasenabscheidung (CVD). Bei jeder Methode werden spezielle Maschinen eingesetzt, um die für die Diamantsynthese erforderlichen Bedingungen zu schaffen.
Hochdruck-Hochtemperatur-Methode (HPHT):
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Bei dieser Methode werden Bedingungen geschaffen, die denen im Erdinneren ähneln, unter denen sich natürliche Diamanten bilden. Das Verfahren erfordert eine Maschine, die extremen Druck und extreme Temperaturen erzeugen kann. Für diese Methode werden in der Regel zwei Arten von Maschinen verwendet:Kubische Presse:
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Diese Maschine verwendet Kolben, die in ihrer gesamten Struktur angeordnet sind, um hohe Temperaturen und hohen Druck zu erzeugen. Die Kolben üben aus verschiedenen Richtungen Druck aus und zerkleinern das Kohlenstoffmaterial unter einem Druck von mehr als 870.000 lbs. pro Quadratzoll bei Temperaturen von 1300 bis 1600 Grad Celsius.Bandpresse:
Diese Maschine erzeugt hohen Druck durch zwei starke Kolben, die den gleichen Druck in entgegengesetzte Richtungen ausüben. Diese Anordnung gewährleistet eine gleichmäßige Druckverteilung, die für die Bildung von Diamanten entscheidend ist.
Beim HPHT-Verfahren wird ein kleiner Diamantkeim in ein hochraffiniertes Graphit- und Katalysatorgemisch aus Metallen und Pulvern eingebracht. Beim Einschalten der Maschine schmilzt das Katalysatorgemisch, wodurch sich der Graphit auflöst und Schichten über dem Diamantkeim bildet. Nach dem Abkühlen bildet sich ein synthetischer Diamant.Chemische Abscheidung aus der Gasphase (CVD-Verfahren):
Bei der CVD-Methode wird ein kleiner Diamantkeim in eine mit Gasen, in der Regel Methan und Wasserstoff, gefüllte Kammer eingebracht. Die Gase werden auf eine hohe Temperatur erhitzt, wodurch sich die Kohlenstoffatome von den Gasen lösen und sich auf dem Diamantkeim ablagern. Durch diesen Prozess werden Schichten von Kohlenstoff aufgebaut, wodurch der Diamant allmählich wächst. Beim CVD-Verfahren entsteht in der Regel ein quadratischer Diamantkristall.
