Les diamants synthétiques, également connus sous le nom de diamants cultivés en laboratoire, sont produits par des procédés technologiques contrôlés qui reproduisent les conditions dans lesquelles les diamants naturels se forment.
Les principales méthodes de création de diamants synthétiques sont la haute pression et la haute température (HPHT) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
Ces méthodes permettent de produire des diamants ayant les mêmes propriétés chimiques et physiques que les diamants naturels, mais dans un environnement plus contrôlé et plus évolutif.
5 méthodes clés expliquées : Ce qu'il faut savoir sur les diamants synthétiques
1. Méthode haute pression et haute température (HPHT)
Aperçu du processus: La méthode HPHT reproduit les conditions géologiques naturelles dans lesquelles les diamants se forment.
Elle consiste à utiliser de grandes presses pour générer des pressions d'environ 5 GPa (730 000 psi) et des températures d'environ 1 500 °C (2 730 °F).
Mécanisme: Dans ce procédé, un solvant/catalyseur en métal fondu est utilisé pour réduire la barrière cinétique et servir de moyen de transport pour le carbone dissous.
Cela permet au carbone de se cristalliser sous forme de diamant.
Applications: Le procédé HPHT est largement utilisé en raison de son coût relativement faible et de sa capacité à produire des diamants de différentes couleurs, y compris le jaune, qui est souvent causé par des impuretés d'azote.
2. Méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
Aperçu du procédé: La méthode CVD consiste à créer un plasma de carbone au-dessus d'un substrat, sur lequel les atomes de carbone se déposent pour former le diamant.
Cette méthode fonctionne à basse pression (inférieure à la pression atmosphérique).
Mécanisme: Un mélange de gaz, généralement du méthane et de l'hydrogène, est introduit dans une chambre et divisé en radicaux chimiquement actifs dans un plasma.
Ce plasma est enflammé par des méthodes telles que les micro-ondes, les filaments chauds, les décharges d'arc, les torches de soudage ou les lasers.
Applications: Le dépôt en phase vapeur (CVD) est préféré pour son contrôle élevé de la pureté et des taux de croissance, permettant la création de diamants polycristallins et monocristallins de haute qualité et autonomes.
Elle est également utilisée pour produire des diamants de différentes couleurs, notamment bleu, vert et rose, par l'ajout d'impuretés ou l'irradiation post-synthèse.
3. Autres méthodes
Synthèse par détonation: Cette méthode consiste à créer des grains de diamant de taille nanométrique par la détonation d'explosifs contenant du carbone.
Elle est apparue sur le marché à la fin des années 1990 et est utilisée pour des applications spécifiques nécessitant des nano-diamants.
Sonication du graphite: Cette méthode consiste à traiter le graphite avec des ultrasons de forte puissance pour créer des grains de diamant.
Bien qu'elle ait été démontrée en laboratoire, elle n'a actuellement aucune application commerciale.
4. Qualité et applications
Qualité: Les méthodes HPHT et CVD peuvent toutes deux produire des diamants de haute qualité dont les propriétés sont identiques à celles des diamants naturels.
Le choix entre les deux méthodes dépend souvent de la couleur, de la taille et de la qualité souhaitées du diamant.
Applications: Les diamants synthétiques sont utilisés dans diverses applications similaires aux diamants naturels, notamment la bijouterie, les outils de coupe industriels et la recherche scientifique.
L'environnement contrôlé de la synthèse permet d'obtenir des propriétés sur mesure, ce qui les rend adaptés à des besoins industriels spécifiques.
5. Marché et identification
Tendances du marché: Le marché des diamants synthétiques s'est développé, avec une adoption croissante dans l'industrie de la bijouterie et dans d'autres secteurs.
L'augmentation du nombre de diamants synthétiques non divulgués sur le marché a conduit les laboratoires internationaux à s'efforcer d'améliorer les méthodes d'identification.
Identification: Bien que les diamants synthétiques soient chimiquement et physiquement identiques aux diamants naturels, des méthodes de détection avancées sont utilisées pour les distinguer, garantissant ainsi la transparence et l'intégrité du commerce des diamants.
En résumé, les diamants synthétiques sont produits par des procédés contrôlés qui reproduisent la formation naturelle des diamants.
Les méthodes HPHT et CVD sont les plus répandues, chacune offrant des avantages uniques en termes de qualité, de couleur et d'application.
Le développement des diamants synthétiques a élargi les possibilités d'utilisation des diamants, en offrant une alternative durable et contrôlée aux diamants naturels.
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