Für die Herstellung von Diamanten im Labor müssen extrem hohe Temperaturen erreicht werden, in der Regel zwischen 1300 und 1600 Grad Celsius für die Hochdruck-Hochtemperatur-Methode (HPHT) und etwa 800 Grad Celsius für den ersten Seeding-Prozess.
Ausführliche Erläuterung:
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HPHT-Methode (High Pressure High Temperature): Bei dieser Methode werden Bedingungen geschaffen, die denen in der Erdkruste, wo sich natürliche Diamanten bilden, sehr ähnlich sind. Der Prozess erfordert Temperaturen von 1300 bis 1600 Grad Celsius und einen Druck von über 870.000 Pfund pro Quadratzoll. Diese extremen Bedingungen sind notwendig, um die Umwandlung von Kohlenstoff in Diamantkristalle einzuleiten und aufrechtzuerhalten. Die Kohlenstoffquelle, häufig Graphit, wird diesen Bedingungen in einer speziellen Maschine ausgesetzt, die solch hohen Drücken und Temperaturen standhalten und sie kontrollieren kann.
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Seeding-Prozess: Bevor das HPHT-Verfahren beginnt, wird ein Diamantkeim, ein kleines Stück Diamant, in eine versiegelte Kammer gelegt. Diese Kammer wird dann auf etwa 800 Grad Celsius erhitzt. Ein kohlenstoffreiches Gas, in der Regel eine Mischung aus Wasserstoff und Methan, wird in die Kammer eingeleitet. Unter der starken Hitze ionisieren die Gasmoleküle und brechen ihre molekularen Bindungen auf. Die reinen Kohlenstoffpartikel aus diesen ionisierten Gasen setzen sich dann auf dem Diamantkeim ab. Dieser Kristallisationsprozess setzt sich fort, wenn mehr Gas ionisiert wird und sich die Kohlenstoffpartikel mit dem wachsenden Diamanten verbinden, so dass schließlich ein größerer Rohdiamant entsteht.
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Energie- und Umweltaspekte: Die Herstellung von Diamanten in einem Labor ist energieintensiv und erfordert erhebliche Mengen an Energie, um die erforderlichen hohen Temperaturen und Drücke zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Dies hat zu Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen von im Labor gezüchteten Diamanten geführt, und einige Unternehmen wurden gewarnt, unbegründete Behauptungen über ihre Umweltfreundlichkeit aufzustellen. Einige Unternehmen, wie Diamond Foundry, behaupten jedoch, erneuerbare Energiequellen zu nutzen und über Zertifizierungen für Kohlenstoffneutralität zu verfügen, um die Umweltauswirkungen ihrer Diamantenproduktionsprozesse zu verringern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die für die Herstellung von Diamanten in einem Labor erforderliche Temperatur je nach Prozessstufe variiert, wobei für das HPHT-Verfahren Temperaturen zwischen 1300 und 1600 Grad Celsius und für das Seeding-Verfahren etwa 800 Grad Celsius erforderlich sind. Diese hohen Temperaturen in Verbindung mit einem kontrollierten hohen Druck sind für die erfolgreiche Bildung von Diamantkristallen aus Kohlenstoffquellen unerlässlich.
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