Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est une méthode utilisée pour produire des diamants à partir d'un mélange d'hydrocarbures gazeux. Le processus consiste à placer une fine graine de diamant dans une chambre scellée, à la chauffer à environ 800 degrés Celsius et à la remplir d'un gaz riche en carbone, comme le méthane, mélangé à d'autres gaz. Les gaz sont ionisés, ce qui rompt leurs liaisons moléculaires et permet au carbone pur d'adhérer à la graine de diamant. Ce carbone s'accumule alors, atome par atome, couche par couche, formant un nouveau cristal de diamant.
Explication détaillée :
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Préparation du germe de diamant :
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Le processus commence par la sélection d'une fine tranche de semence de diamant, généralement d'une épaisseur d'environ 300 microns et d'une taille de 10 x 10 mm. Ce germe provient souvent d'un diamant précédemment créé en laboratoire. Il est soigneusement nettoyé pour s'assurer qu'il ne présente aucun défaut, car toute impureté se transformerait en inclusion dans le nouveau diamant.Mise en place de la chambre :
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La graine de diamant nettoyée est placée dans une chambre scellée. L'étanchéité est cruciale pour empêcher l'entrée de gaz externes qui pourraient affecter la pureté et la qualité du diamant cultivé.
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Introduction des gaz :
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La chambre est ensuite remplie d'un mélange gazeux riche en carbone, généralement du méthane combiné à de l'hydrogène. Parfois, de l'azote peut être ajouté pour accélérer le processus, bien que cela puisse entraîner une teinte jaunâtre dans le diamant, ce qui est généralement évité par les producteurs de diamants synthétiques de haute qualité.Chauffage et ionisation :
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Les gaz à l'intérieur de la chambre sont portés à des températures très élevées, généralement de l'ordre de 800 °C. Cette température élevée est nécessaire pour décomposer le diamant synthétique. Cette température élevée est nécessaire pour décomposer les gaz contenant du carbone et de l'hydrogène, ce qui facilite la formation de groupes réactifs. Les gaz sont ensuite ionisés, souvent à l'aide de micro-ondes ou de lasers, ce qui rompt les liaisons moléculaires dans les gaz.
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Dépôt et croissance :
Le processus d'ionisation entraîne la rupture des molécules de gaz, ce qui permet au carbone pur d'adhérer au germe de diamant. Ce carbone s'accumule lentement sur le germe, formant de fortes liaisons atomiques avec la structure existante du diamant. La croissance se fait couche par couche, chaque couche augmentant la taille et la complexité du cristal de diamant.
Environnement contrôlé :
