La culture de diamants en laboratoire consiste à créer des conditions qui imitent la formation naturelle des diamants dans les profondeurs de la Terre.
Deux méthodes principales sont utilisées : la méthode de la haute pression et de la haute température (HPHT) et la méthode du dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
La méthode de la haute pression et de la haute température (HPHT)
La méthode HPHT consiste à soumettre une petite graine de diamant à une pression et à une température extrêmes.
La graine est placée dans un appareil à haute pression.
Il est soumis à des températures allant de 1300 à 1600 degrés Celsius.
La pression dépasse 870 000 livres par pouce carré.
La graine est entourée d'une source de carbone, généralement du graphite hautement raffiné.
Le graphite fond et forme des couches autour de la graine en raison de la température et de la pression élevées.
Lorsque l'appareil refroidit, le carbone se solidifie et forme un diamant.
Ce processus nécessite un contrôle précis.
Il est généralement réalisé à l'aide d'une presse cubique ou d'une presse à bande.
La presse cubique utilise des pistons pour exercer une pression dans différentes directions.
La presse à bande utilise deux pistons puissants appliquant une pression égale dans des directions opposées.
Méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
Contrairement à la méthode HPHT, la méthode CVD fonctionne à des pressions plus faibles mais nécessite toujours des températures élevées.
Une graine de diamant est placée dans une chambre remplie d'un gaz riche en carbone, tel que le méthane.
Le gaz est ionisé à l'aide de micro-ondes ou de lasers.
Les molécules de gaz sont ainsi décomposées, ce qui permet aux atomes de carbone de s'attacher au germe de diamant.
Le processus consiste à faire croître le diamant couche par couche à des températures comprises entre 700°C et 1300°C.
Cette méthode prend généralement plus de temps, de l'ordre de 4 à 6 semaines.
Elle nécessite l'élimination périodique de la couche de graphite pour faciliter la croissance d'un diamant plus gros.
Équipement sophistiqué et supervision par des experts
Les deux méthodes nécessitent un équipement sophistiqué et la supervision d'un expert.
Les conditions doivent être contrôlées avec précision pour faciliter la croissance de diamants de haute qualité.
Le choix entre HPHT et CVD dépend souvent des caractéristiques souhaitées du diamant et des capacités spécifiques du laboratoire.
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