Les diamants synthétiques, également connus sous le nom de diamants cultivés en laboratoire, sont créés grâce à des processus technologiques contrôlés qui reproduisent les conditions naturelles dans lesquelles les diamants se forment.
Ces méthodes garantissent que les diamants obtenus ont les mêmes propriétés chimiques et physiques que les diamants extraits des mines.
Les principales méthodes de production de diamants synthétiques sont la haute pression et la haute température (HPHT) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
Il existe également d'autres méthodes moins courantes, telles que la synthèse par détonation et le traitement du graphite par ultrasons de forte puissance.
4 méthodes clés expliquées : Comment les diamants synthétiques sont fabriqués en laboratoire
Méthode haute pression et haute température (HPHT)
Aperçu du procédé
La méthode HPHT reproduit les conditions géologiques naturelles dans lesquelles les diamants se forment dans les profondeurs de la Terre.
Elle consiste à soumettre une source de carbone à des pressions extrêmement élevées (plus de 870 000 livres par pouce carré) et à des températures allant de 1300 à 1600 degrés Celsius.
Équipement et matériaux
Une grande machine spécialisée est utilisée pour appliquer ces conditions.
Le matériau carboné, souvent du graphite, est placé dans une presse où il est soumis à la pression et à la température nécessaires.
Résultat
Ce processus aboutit à la cristallisation du carbone en diamant.
Les diamants produits sont généralement de petite taille mais peuvent être de grande qualité, convenant à la fois aux applications industrielles et aux pierres précieuses.
Méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
Aperçu du procédé
Le dépôt en phase vapeur consiste à déposer des atomes de carbone sur un substrat dans des conditions de basse pression et de haute température.
Le procédé utilise un mélange de gaz, généralement du méthane et de l'hydrogène, qui est porté à une température élevée (environ 800 à 1000 degrés Celsius).
Équipement et matériaux
L'installation comprend une chambre à vide dans laquelle le mélange gazeux est introduit.
Un cristal de diamant en germe est placé dans la chambre, servant de modèle pour la croissance de la nouvelle couche de diamant.
Résultats
Lors de la décomposition du mélange gazeux, des atomes de carbone se déposent sur le cristal de départ, ce qui permet au diamant de croître couche par couche.
Cette méthode permet de produire des diamants de grande taille et de haute qualité, adaptés aux applications dans le domaine de la joaillerie.
Autres méthodes
Synthèse par détonation
Cette méthode implique la détonation d'explosifs contenant du carbone pour créer des grains de diamant de taille nanométrique.
Bien que cette méthode soit moins répandue et produise principalement des diamants de qualité industrielle, elle démontre la polyvalence des techniques de production de diamants synthétiques.
Traitement aux ultrasons de forte puissance
Cette méthode expérimentale consiste à traiter le graphite avec des ultrasons de forte puissance pour induire la formation de diamants.
Bien qu'elle ait été démontrée en laboratoire, elle n'a pas encore d'applications commerciales.
Qualité et applications
Qualité des diamants
Les diamants synthétiques produits par les méthodes HPHT et CVD sont chimiquement et physiquement identiques aux diamants naturels.
Ils peuvent être de qualité gemme, indiscernables des diamants extraits sans équipement spécialisé.
Applications
Les diamants synthétiques trouvent des applications dans divers domaines, notamment la bijouterie, l'électronique, l'optique et les outils de coupe.
Leur production contrôlée permet de créer des diamants aux propriétés spécifiques adaptées à ces applications.
En résumé, les diamants synthétiques sont produits par des procédés contrôlés qui reproduisent les conditions naturelles de formation du diamant.
Les méthodes HPHT et CVD sont les plus répandues et offrent un moyen fiable et efficace de produire des diamants de haute qualité pour une variété d'applications.
Ces méthodes garantissent que les diamants synthétiques répondent aux normes élevées exigées dans les secteurs de l'industrie et de la gemmologie.
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