Les scientifiques produisent des diamants à l'aide de deux méthodes principales : la haute pression et la haute température (HPHT) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
La méthode HPHT reproduit les conditions naturelles du manteau terrestre, où la pression et la température élevées provoquent la cristallisation des atomes de carbone en diamants.
En revanche, la méthode CVD implique le dépôt d'atomes de carbone provenant d'un gaz sur une graine de diamant à des pressions moindres mais à des températures élevées.
Comment les scientifiques produisent-ils des diamants ? Les 4 principales méthodes expliquées
1. La méthode haute pression et haute température (HPHT)
La méthode HPHT consiste à placer une petite graine de diamant dans une capsule à l'intérieur d'un appareil capable de générer des pressions très élevées, généralement de l'ordre de 5 GPa, et des températures d'environ 1 500 °C. La capsule contient une source de carbone, souvent un gaz.
La capsule contient une source de carbone, souvent du graphite, et un flux fondu de métaux tels que le fer, le nickel ou le cobalt.
Ce flux permet d'abaisser la température et la pression nécessaires à la croissance du diamant.
Le carbone du graphite se dissout dans le métal en fusion et migre vers la graine de diamant plus froide, où il se cristallise.
Ce processus peut prendre plusieurs jours, voire plusieurs semaines, au cours desquels un ou plusieurs cristaux de diamant se développent.
Une fois que le cristal a atteint la taille souhaitée, il est retiré, taillé et poli.
2. Méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
La méthode CVD consiste à placer une graine de diamant dans une chambre scellée remplie d'un gaz riche en carbone, tel que le méthane.
La chambre est chauffée à des températures comprises entre 700°C et 1300°C, et la pression est nettement inférieure à celle de la méthode HPHT.
Dans ces conditions, les molécules de gaz se décomposent et les atomes de carbone se déposent sur le germe de diamant, construisant le diamant couche par couche.
Ce processus prend également plusieurs semaines et le temps de croissance a une incidence directe sur la taille finale du diamant.
Après la croissance, le diamant peut subir des traitements supplémentaires afin d'éliminer les couches de graphite résiduelles et d'améliorer sa qualité.
3. Améliorations depuis le milieu du 20e siècle
Les deux méthodes ont été affinées depuis leur développement initial au milieu du 20e siècle.
Cela a permis de produire des diamants plus gros, de qualité gemme, adaptés aux applications industrielles et à la joaillerie.
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