합성 다이아몬드는 주로 고압/고온(HPHT)과 화학 기상 증착(CVD)이라는 두 가지 주요 방법을 사용하여 제조됩니다. HPHT 방식은 벨트 프레스, 큐빅 프레스, 분할구(BARS) 프레스와 같은 특수 장비를 사용하여 극한의 압력과 온도 조건을 조성합니다. 이러한 기계는 제어된 고압과 온도에서 일반적으로 고도로 정제된 흑연과 같은 탄소 공급원에 놓인 작은 다이아몬드 씨앗에서 다이아몬드가 성장하도록 촉진합니다. CVD 방식은 더 비싸지만 기판 위에 탄소 플라즈마를 생성하여 탄소 원자를 증착하여 다이아몬드를 형성하는 방식입니다. 이 방법은 보석에 적합한 고품질 다이아몬드를 생산하는 것으로 알려져 있습니다.
고압/고온(HPHT) 방법:
- HPHT 방식은 세 가지 유형의 프레스를 사용합니다:벨트 프레스
- : 이 기계는 서로 반대 방향으로 동일한 압력을 가하는 두 개의 강력한 피스톤을 사용하여 고압을 생성합니다. 이 설정은 다이아몬드 합성에 필요한 균일한 압력 분포를 보장합니다.큐빅 프레스
- : 이 프레스는 기계 전체에 위치한 피스톤을 사용하여 여러 방향에서 높은 온도와 압력을 생성하여 다이아몬드 성장 공정의 효율성을 향상시킵니다.스플릿 스피어(BARS) 프레스
: 제공된 텍스트에 자세히 설명되어 있지는 않지만, 이 프레스는 정밀하고 안정적인 고압 조건을 만드는 것으로 유명합니다.
HPHT 공정에서는 작은 다이아몬드 씨앗을 탄소 공급원에 넣고 금속과 분말이 포함된 촉매 혼합물을 사용합니다. 기계가 활성화되면 촉매 혼합물이 녹아 흑연이 용해되어 다이아몬드 씨앗 위에 층을 형성합니다. 냉각 후 합성 다이아몬드가 형성됩니다.화학 기상 증착(CVD) 방법:
CVD 방법은 기판을 진공 챔버에 넣고 2000~2500°C의 온도로 가열하는 방식입니다. 일반적으로 메탄과 같은 탄소가 풍부한 가스가 챔버에 유입되고 분해되어 탄소 플라즈마가 생성됩니다. 이 플라즈마에서 나온 탄소 원자가 기판에 침착하여 다이아몬드 층을 형성합니다. 이 방법은 HPHT 방법보다 비용이 많이 들지만 보석에 적합한 고품질 다이아몬드를 생산하는 데 특히 효과적입니다.
