La coltivazione dei diamanti in laboratorio prevede la creazione di condizioni che imitano la formazione naturale dei diamanti nelle profondità della Terra.
I metodi principali utilizzati sono due: L'alta pressione ad alta temperatura (HPHT) e la deposizione chimica da vapore (CVD).
Metodo HPHT (High Pressure High Temperature)
Il metodo HPHT consiste nel sottoporre un piccolo seme di diamante a pressione e temperatura estreme.
Il seme viene posto in un'apparecchiatura ad alta pressione.
Viene sottoposto a temperature comprese tra 1300 e 1600 gradi Celsius.
La pressione supera le 870.000 libbre per pollice quadrato.
Il seme è circondato da una fonte di carbonio, in genere grafite altamente raffinata.
La grafite si scioglie e forma strati intorno al seme a causa dell'alta temperatura e della pressione.
Quando l'apparecchiatura si raffredda, il carbonio si solidifica, formando un diamante.
Questo processo richiede un controllo preciso.
In genere si utilizza una pressa cubica o una pressa a nastro.
La pressa cubica utilizza pistoni per applicare pressione da varie direzioni.
La pressa a nastro utilizza due robusti pistoni che applicano la stessa pressione in direzioni opposte.
Metodo della deposizione chimica da vapore (CVD)
A differenza dell'HPHT, il metodo CVD opera a pressioni inferiori ma richiede comunque temperature elevate.
Un seme di diamante viene posto in una camera riempita con un gas ricco di carbonio, come il metano.
Il gas viene ionizzato con microonde o laser.
Questo rompe le molecole del gas e permette agli atomi di carbonio di attaccarsi al seme di diamante.
Il processo prevede la crescita del diamante strato per strato a temperature comprese tra 700°C e 1300°C.
Questo metodo è generalmente più lungo e richiede circa 4-6 settimane.
Richiede la rimozione periodica dello strato di grafite per facilitare la crescita di un diamante più grande.
Attrezzature sofisticate e supervisione di esperti
Entrambi i metodi richiedono attrezzature sofisticate e la supervisione di esperti.
Le condizioni devono essere controllate con precisione per facilitare la crescita di diamanti di alta qualità.
La scelta tra HPHT e CVD dipende spesso dalle caratteristiche desiderate del diamante e dalle capacità specifiche del laboratorio.
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