合成钻石主要采用两种方法制造:高压/高温(HPHT)和化学气相沉积(CVD)。高压高温法涉及使用带式压机、立方压机和分球压机 (BARS) 等专用设备来创造极高的压力和温度条件。在可控的高压和高温条件下,这些设备有助于从放置在碳源(通常是高度精炼的石墨)中的小钻石种子生长出钻石。CVD 方法虽然成本较高,但它是在基底上产生碳等离子体,使碳原子沉积形成钻石。这种方法以生产适用于珠宝的高品质钻石而闻名。
高压高温(HPHT)法:
- 高压高温法使用三种类型的压机:带式压机
- :这种机器利用两个强大的活塞在相反方向施加相等的压力,从而产生高压。这种设置可确保钻石合成所需的均匀压力分布。立方压机
- :这种压机利用遍布整个机器的活塞从多个方向产生高温高压,提高了钻石生长过程的效率。分球(BARS)压机
:虽然在提供的文本中没有详细介绍,但这种压机以其创造精确稳定的高压条件的能力而闻名。
在高压热压工艺中,一小块金刚石种子被放置在碳源中,并使用含有金属和粉末的催化剂混合物。机器启动后,催化剂混合物熔化,使石墨溶解并在金刚石种子上形成层。冷却后,合成金刚石就形成了。化学气相沉积(CVD)法:
化学气相沉积法是将基底置于真空室中,加热到 2000 至 2500°C 的温度。将富含碳的气体(通常是甲烷)引入真空室并分解,形成碳等离子体。等离子体中的碳原子沉积在基底上,形成金刚石层。这种方法对生产适合珠宝的高品质钻石特别有效,但成本比高温高压法高。