Появление культивированных алмазов
Синтез алмаза
Плотность и давление
Плотность алмаза составляет 3,52 г/см3. Благодаря своему единому составу (чистый углерод) плотность алмаза очень стабильна. Алмаз почти в два раза плотнее всех других объектов, состоящих из углерода. Плотность чистого графита составляет 2,25 г/см3, однако плотность обычных графитовых материалов не достигает 1,8 г/см3. Это подтверждает, что для синтеза алмазов требуются чрезвычайно высокие давления.
Термодинамическое преобразование
В 1872 году австрийские физики открыли, что энтропия, макроскопическое свойство материи, относится к беспорядку (нерегулярности) расположения атомов. Конечный эффект нагревания заключается в том, что расположение атомов становится беспорядочным и значение энтропии увеличивается, в то время как давление делает расположение атомов регулярным и уменьшает значение энтропии.
Влияние давления обычно противоположно влиянию температуры, например, в случае углерода: при сжатии графит превращается в алмаз, а при нагревании алмаз снова превращается в графит (при сжатии объем уменьшается, а при нагревании увеличивается).
Способы создания давления
- Механическое высокотемпературное нагнетание давления
- Физическое осаждение паров PVD
- Химическое осаждение из паровой фазы
- Каталитический метод
- Лазерный метод (с использованием CO₂ в качестве источника углерода)
- Метод взрыва
Развитие культивированных алмазов
Культивированные алмазы имеют широкий спектр применения, они чрезвычайно тверды и обладают теплопроводностью, в пять раз превышающей теплопроводность меди, что делает их чрезвычайно ценными в промышленных применениях. Все больше стран инвестируют в отрасль культивированных алмазов, а размер и качество продукции варьируется от микропорошка и мелких зерен до 34-каратных культивированных алмазов ювелирного класса, при этом рекорды постоянно побиваются.