Quy trình nuôi cấy kim cương HPHT
HPHT (High Pressure High Temperature) là một trong những phương pháp đầu tiên được sử dụng để tạo ra kim cương tinh khiết như kim cương tự nhiên. Phương pháp này mô phỏng lại điều kiện áp suất và nhiệt độ cao, tương tự như môi trường trong lòng Trái Đất, nơi kim cương tự nhiên hình thành.
Quá trình bắt đầu bằng việc đặt một mảnh kim cương nhỏ (được gọi là “hạt giống”) vào một buồng đặc biệt. Carbon, thường ở dạng than chì, sẽ bị ép dưới nhiệt độ khoảng 1.300 đến 1.600 độ C và áp suất từ 5.000 đến 6.000 MPa. Áp suất và nhiệt độ cao này khiến các nguyên tử carbon kết tinh thành kim cương xung quanh “hạt giống”.
Kim cương được tạo ra từ phương pháp HPHT thường có các bao thể (inclusions), đường viền giống kim cương thật và có thể được tạo ra dưới dạng kim cương màu hoặc kim cương không màu (trắng).
Cách làm kim cương giả HPHT là một bước tiến quan trọng trong công nghệ sản xuất kim cương, giúp tạo ra những viên kim cương có độ cứng và đặc tính quang học tương đương kim cương tự nhiên với chi phí thấp hơn và ít ảnh hưởng đến môi trường.
Quá trình tạo kim cương CVD
CVD (Chemical Vapor Deposition) là cách nuôi cấy kim cương trong phòng thí nghiệm lắng đọng hơi hóa học được đánh giá cao nhờ chi phí thấp hơn phương pháp HPHT trong một số trường hợp, đặc biệt đối với kim cương có kích thước lớn.
Quá trình này bắt đầu bằng việc đặt một “hạt giống” kim cương (thường là một mảnh kim cương tự nhiên hoặc tổng hợp chất lượng cao) trong một buồng chân không. Buồng này sau đó được nạp đầy khí giàu carbon, chẳng hạn như methane (CH4) và được đun nóng đến khoảng 700 đến 1000 độ C.
Dưới tác động của năng lượng từ một nguồn như tia plasma, vi sóng, laser… khí carbon bị phân tách, tạo thành các nguyên tử carbon. Các nguyên tử này từ từ lắng đọng lên bề mặt mảnh kim cương, tạo thành các lớp kim cương mới.
Phương pháp CVD cho phép tạo ra kim cương một cách nhanh chóng, nhưng đôi khi cần thêm bước xử lý sau khi kim cương hình thành để cải thiện màu sắc và độ trong suốt.
