كيف تصنع ألماساً مزروعاً في المختبر؟اكتشف العلم وراء الألماس المزروع في المختبر

يتم تصنيع الألماس بالترسيب الكيميائي بالبخار من خلال عملية محكومة للغاية تتضمن وضع بذرة ألماس في حجرة محكمة الغلق، وتسخينها إلى درجات حرارة عالية، وإدخال غازات غنية بالكربون.وتتأين هذه الغازات إلى بلازما، ما يؤدي إلى تكسير الروابط الجزيئية والسماح لذرات الكربون بالترسيب على بذرة الألماس لتكوين طبقة من الألماس طبقة تلو الأخرى.وتتطلب هذه العملية تحكماً دقيقاً في درجة الحرارة وتكوين الغاز وظروف البلازما لضمان تكوين ألماس عالي الجودة.يمكن أن تستغرق العملية بأكملها عدة أسابيع، اعتماداً على الحجم المطلوب وجودة الألماس.

شرح النقاط الرئيسية:

1. تحضير الركيزة:

   • تبدأ العملية باختيار بذرة الألماس التي تُستخدم كأساس للماس الجديد.تكون البذرة عادةً شريحة رقيقة من الألماس الطبيعي أو الاصطناعي.
   • يتم تنظيف البذرة جيداً، وغالباً ما يتم ذلك باستخدام مسحوق الماس، لإزالة أي شوائب أو ملوثات يمكن أن تتداخل مع عملية النمو.
   • يتم اختيار الاتجاه البلوري للبذرة بعناية، لأنه يؤثر على معدل النمو وجودة الماس الناتج.

2. إعداد الغرفة والتسخين:

   • توضع بذرة الماس التي تم تنظيفها داخل حجرة محكمة الغلق مصممة لتحمل درجات الحرارة والضغوط العالية.
   • ويتم تسخين الحجرة إلى حوالي 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت)، وهي درجة الحرارة المثلى لنمو الألماس.وتضمن درجة الحرارة هذه إمكانية ترابط ذرات الكربون بفعالية مع بذور الألماس.

3. إدخال الغازات الغنية بالكربون:

   • تمتلئ الحجرة بمزيج من الغازات، عادةً الميثان (CH₄) والهيدروجين (H₂)، بنسبة 1:99 تقريباً.ويعمل الميثان كمصدر للكربون، في حين يؤدي الهيدروجين دوراً حاسماً في إزالة الكربون غير الماس، مما يضمن نقاء الماس النامي.
   • ويمكن إدخال غازات أخرى، مثل النيتروجين أو البورون، لتكوين ألماس ملون من خلال دمج العناصر النزرة في الشبكة البلورية للماس.

4. التأين وتكوين البلازما:

   • يتم تأين الغازات إلى بلازما باستخدام طرق مثل طاقة الموجات الدقيقة أو خيوط ساخنة أو الليزر.ويؤدي هذا التأين إلى تكسير الروابط الجزيئية في الغازات، مما يخلق جذورًا نشطة كيميائيًا.
   • وتسمح حالة البلازما بترسيب ذرات الكربون على بذرة الماس بطريقة محكومة.

5. عملية نمو الماس:

   • تترسب ذرات الكربون من البلازما على بذرة الماس، وترتبط بسطحها وتكوّن طبقات من الماس تدريجياً.
   • ويحدث النمو ذرة بذرة وطبقة بطبقة، مما ينتج عنه ألماس عالي الجودة ببنية مطابقة لبنية الألماس الطبيعي.
   • يمكن أن تستغرق العملية من أسبوعين إلى أربعة أسابيع، اعتماداً على حجم وجودة الألماس الذي تتم زراعته.

6. ما بعد المعالجة:

   • بمجرد أن يصل الماس إلى الحجم المطلوب، يتم إخراجه من الحجرة ويخضع للمعالجة اللاحقة، والتي قد تشمل القطع والصقل والتصنيف.
   • ويكون المنتج النهائي عبارة عن ألماس مزروع في المختبر مطابق كيميائياً وفيزيائياً وبصرياً للألماس الطبيعي.

تُعد عملية تصنيع الألماس باستخدام تقنية CVD طريقة متطورة ودقيقة تسمح بإنتاج ألماس عالي الجودة في بيئة خاضعة للرقابة.وقد أحدثت هذه التقنية ثورة في صناعة الألماس من خلال توفير بديل أخلاقي ومستدام للماس المستخرج.

جدول ملخص:

الخطوة	الوصف
تحضير الركيزة	اختيار بذرة الماس وتنظيفها، مع ضمان التوجيه البلوري المناسب للنمو الأمثل.
إعداد الحجرة والتسخين	ضع البذرة في حجرة محكمة الغلق وسخنها إلى 800 درجة مئوية تقريبًا لربط الكربون بشكل فعال.
إدخال الغاز	إدخال غازي الميثان والهيدروجين (بنسبة 1:99) لتوفير الكربون وضمان نقاء الماس.
تكوين البلازما	تأيين الغازات إلى بلازما باستخدام الموجات الدقيقة أو الشعيرات أو الليزر لترسيب ذرات الكربون.
نمو الماس	ترتبط ذرات الكربون بالبذرة، فتنمو طبقة الماس طبقة تلو الأخرى على مدار 2-4 أسابيع.
ما بعد المعالجة	قص الماس وصقله وتصنيفه للحصول على منتج نهائي مطابق للماس الطبيعي.

هل أنت مهتم بمعرفة المزيد عن الألماس المُصنَّع في المختبر أو استكشاف خيارات الألماس المُصنَّع في المختبر؟ اتصل بنا اليوم للحصول على إرشادات الخبراء!