Όταν ο γραφίτης υποβάλλεται σε πολύ υψηλή θερμοκρασία και πίεση αλλάζει ένα διαμάντι;
Υπό κανονικές συνθήκες, ο γραφίτης είναι η πιο σταθερή μορφή άνθρακα σε σύγκριση με το διαμάντι. Ωστόσο, όταν υποβάλλονται σε εξαιρετικά υψηλή πίεση και θερμοκρασία, τα άτομα άνθρακα σε γραφίτη αναδιατάχθηκαν σε μια πιο συμπαγή και άκαμπτη κρυσταλλική δομή, σχηματίζοντας διαμάντι.
Οι συνθήκες υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας που απαιτούνται για να μετατραπεί ο γραφίτης σε διαμάντι μπορεί να επιτευχθεί με διάφορες μεθόδους:
1. Σύνθεση υψηλής πίεσης, υψηλής θερμοκρασίας (HPHT):Στη μέθοδο HPHT, ο γραφίτης τοποθετείται σε έναν τύπο που εφαρμόζει τεράστια πίεση μαζί με υψηλή θερμοκρασία. Η πίεση συνήθως κυμαίνεται από 5 έως 7 gigapascals (GPA) και η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει περίπου 1200 έως 1600 βαθμούς Κελσίου. Αυτές οι συνθήκες αναγκάζουν τα άτομα άνθρακα σε γραφίτη να επαναπροσδιορίσουν τη δομή του διαμαντιού.
2. Απορρίμματα χημικών ατμών (CVD):Σε CVD, ένα μείγμα μεθανίου (CH4) και υδρογόνου (Η2) αερίων εισάγεται σε ένα θάλαμο ανάπτυξης όπου τοποθετείται ένας σπόρος διαμάντι. Τα αέρια θερμαίνονται και καθώς αποσυντίθενται, τα άτομα άνθρακα κατατίθενται στον σπόρο, σχηματίζοντας σταδιακά ένα στρώμα διαμαντιών. Η σύνθεση CVD συνήθως συμβαίνει σε χαμηλότερες πιέσεις σε σύγκριση με τη σύνθεση HPHT, που κυμαίνεται από 0,1 έως 1 MPa, αλλά απαιτεί υψηλότερες θερμοκρασίες, συνήθως μεταξύ 700 και 1200 βαθμών Κελσίου.
Τα διαμάντια που παράγονται μέσω αυτών των μεθόδων σύνθεσης έχουν διάφορες βιομηχανικές και διακοσμητικές εφαρμογές. Τα συνθετικά διαμάντια χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανίες όπως η κοπή, η διάτρηση, η λείανση και η στίλβωση λόγω της εξαιρετικής σκληρότητας και της θερμικής αγωγιμότητας τους. Βρίσκουν επίσης εφαρμογή σε ηλεκτρονικά εξαρτήματα, οπτικά και άλλα πεδία υψηλής τεχνολογίας. Επιπλέον, μπορούν να δημιουργηθούν συνθετικά διαμάντια για σκοπούς κοσμημάτων, προσφέροντας μια πιο προσιτή εναλλακτική λύση στα φυσικά διαμάντια.
