Wie werden Labor-Diamanten hergestellt?

Wie werden Labor-Diamanten hergestellt?

ECHTE DIAMANTEN AUS DEM LABOR
Gibt es nicht? Gibt es doch!

 

Ein Labor-Diamant ist identisch mit einem natürlich vorkommenden Diamanten: Atomar, molekular, chemisch, visuell, in Bezug auf Härte, kristalline Struktur und optischen Glanz.

 
TECHNOLOGIE: SO ENTSTEHEN LABORDIAMANTEN
Um unter Laborbedingungen Diamanten herzustellen, gibt es zwei Verfahren:

HPHT: „High pressure, high temperature“
(hoher Druck – hohe Temperatur).

CVD:  „Chemical Vapor Deposition“
(chemische Gasphasenabscheidung).
 

Das HPHT Verfahren
Natürliche Diamanten wachsen in feuriger Hitze, unter enormem Druck. Das gleiche gilt auch für Labordiamanten die nach dem HPHT Verfahren im Labor hergestellt werden. Im Labor wird die natürliche Entstehung eines Diamanten nachgeahmt, in dem die extremen Hitze- und Druckbedingungen der Erde erzeugt werden. Das HPHT-Verfahren erfolgt bei einem Druck von 5-6 GPa und bei Temperaturen von 1300-1600 °C.

Der Prozess im Detail:

  • Die Entstehung des lab grown Diamanten findet in einer kleinen Kapsel in einem Gerät statt, das sehr hohe Drücke erzeugen kann.
  • In der Kapsel löst sich ein Kohlenstoff-Ausgangsmaterial (bspw. Graphit) in einem geschmolzenen Flussmittel, welches aus Metallen wie Eisen, Nickel oder Kobalt besteht, wodurch die für das Diamantwachstum erforderliche Temperatur und der Druck gesenkt werden.
  • Das Kohlenstoffmaterial wandert dann durch das Flussmittel in Richtung des kühleren Diamantkeims und kristallisiert auf diesem, um einen Diamantkristall zu bilden.
  • Die Kristallisation erfolgt über einen Zeitraum von mehreren Wochen.

Das CVD Verfahren
CVD ist eine weitere Methode zur Herstellung von lab grown Diamanten. Mit dieser neuen Technik können Diamanten im Labor bei moderaten Temperaturen (700°C bis 1300°C) und geringerem Druck hergestellt werden.
Kohlenstoffhaltiges Gas wird in eine Vakuumkammer gepumpt, wo es sich auf einem Diamantkeim ablagert und als Diamant kristallisiert. Die Größe des Diamanten hängt von der Wachstumszeit ab.

Der Prozess im Detail:

  • Die Diamantsamen, auch Impfkristall bezeichnet, werden in eine Vakuumkammer gelegt, die mit einem kohlenstoffhaltigem Gas (bspw. Methan) gefüllt wird.
  • Gleichzeitig wird die Kammer auf die nötige Temperatur erhitzt.
  • Mittels eines Mikrowellenstrahls löst sich der Kohlenstoff aus einer Plasmawolke und legt sich auf dem Impfkristall nieder.
  • Eines nach dem anderen stapeln sich die Atome auf einem dünnen Fundament aus Diamant und erweitern die einzigartige Kristallstruktur des Impfdiamanten. Atom für Atom wächst er zu einem reinen, wunderschönen Rohdiamanten heran. 
  • Der gesamte Wachstumsprozess kann drei bis vier Wochen dauern.


Auf diese Weise lassen sich Diamanten von atemberaubender Einzigartigkeit erzeugen, ohne die Umwelt zu belasten oder Menschen in Krisengebieten zu gefährden. Ihre optischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften sind genau die gleichen, wie von natürlich vorkommenden Diamant
en.  


          

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Bilder: Diamond Foundry Inc.

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